3.原电池作业（答案+解析）_05高考化学_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_专项复习_思维导图破解高中化学（全国通用）（导图+PPT课件+逐字稿）

原电池作业题 作业题目难度分为3档：三星☆☆☆（基础题目） 四星☆☆☆☆（中等题目） 五星☆☆☆☆☆（较难题目） 本套作业题目1-8，25题为三星，9—18，26-28为四星，19-24为五星。 1．汽车的启动电源常用蓄电池。其结构如图所示，放电时其电池反应如下： PbO +Pb+2H SO ═2PbSO +2H O 根据此反应判断，下列叙述中不正确的是 2 2 4 4 2 （ ） ☆☆☆ A．Pb作为负极，失去电子，被氧化 B．PbO 得电子，被还原 2 C．负极反应是Pb+SO 2﹣﹣2e﹣═PbSO 4 4 D．电池放电时，溶液酸性增强 【解答】 A．原电池中负极失去电子、发生氧化反应，根据电池放电时的反应： PbO +Pb+2H SO ═2PbSO +2H O 可知，负极Pb 失去电子，即Pb为负极，PbO 2 2 4 4 2 2 为正极，故 A正确； B．PbO 在放电过程中化合价降低，得到电子被还原，所以 PbO 为原电池的 2 2 正极、反应中被还原，故 B正确； C．原电池中，Pb在反应中失去电子生成PbSO ，为负极，电极反应式为Pb+SO 2 4 4 ﹣﹣2e﹣═PbSO ，故C正确； 4 D．由于原电池放电的过程中消耗硫酸，电解质溶液中氢离子浓度逐渐减小， 所以溶液的酸性减弱，故 D错误。 故选：D。 第1页（共22页）2．锌﹣空气电池（如图）适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时 Zn 转化为 ZnO．该电池工作时下列说法正确的是（ ） ☆☆☆ A．氧气在石墨电极上发生氧化反应 B．电子从石墨电极顺着导线流向 Zn电极 C．该电池放电时溶液中的OH﹣向Zn 电极移动 D．电池放电时电能转变为化学能 【解答】 A．氧气在石墨电极上得电子发生还原反应，故A错误； B．原电池工作时，电子由负极流向正极，即从锌电极流向石墨电极，故B 错 误； C．该电池放电时 OH﹣向负极锌电极移动，故C正确； D．该装置为原电池装置，则将化学能转化为电能，故D错误。 故选：C。 3．铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述不正确的是（ ） ☆☆☆ A．负极反应为：Zn﹣2e﹣═Zn2+ B．盐桥中的Cl﹣移向ZnSO 溶液 4 C．电池反应为：Zn+Cu2+═Zn2++Cu D．在外电路中，电流从Zn极流向Cu 极 【解答】 A．负极发生氧化反应，反应式为 Zn﹣2e﹣＝Zn2+，故A正确； B．原电池工作时，阴离子向负极移动，故 B 正确； C．反应的实质为锌与铜离子的置换反应，则电池反应为：Zn+Cu2+═Zn2++Cu， 故C正确； D．电流由正极经外电路流程负极，故D错误。 故选：D。 第2页（共22页）4．纽扣电池可用作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为 Zn和Ag O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn+Ag O═2Ag+ZnO， 2 2 关于该电池下列叙述不正确的是（ ） ☆☆☆ A．正极的电极反应为Ag O+2e﹣+H O═2Ag+2OH﹣ 2 2 B．Zn极发生氧化反应，Ag O极发生还原反应 2 C．使用时电子由Zn极经外电路流向Ag O极，Zn 是负极 2 D．使用时溶液中OH﹣离子向Ag O极移动 2 【解答】 A．Ag 被还原，Ag O极为正极，正极反应式为Ag O+H O+2e﹣═2Ag+2OH﹣， 2 2 2 故A正确； B．Zn 作负极失电子发生氧化反应，Ag O作正极得电子发生还原反应，故 B 2 正确； C．Zn 失电子作负极，Ag O 作正极，电子从负极流向正极，即电子由 Zn 极 2 经外电路流向 Ag O极，故C 正确； 2 D．原电池中阴离子向负极移动，所以使用时溶液中OH﹣离子向Zn 极移动， 故D错误。 故选：D。 5．某原电池装置如图所示。下列说法错误的是（ ） ☆☆☆ A．铜电极上发生氧化反应 B．在外电路中，电流由银电极流向铜电极 C．当0.1molCu 完全溶解时，流经电解质溶液的电子数目为0.2N A D．将铜片浸入AgNO 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 3 【解答】 A．该原电池中Cu 易失电子作负极、Ag 作正极，负极Cu上失电子发生氧化 反应，负极反应式为 Cu﹣2e﹣＝Cu2+，故A正确； B．放电时，电流从正极 Ag 沿导线流向负极 Cu，故B 正确； 第3页（共22页）C．电子不进入电解质溶液，电解质溶液中阴阳离子定向移动形成电流，故C 错误； D．该原电池的电极反应式为：负极：Cu﹣2e﹣＝Cu2+正极：Ag++e﹣＝Ag，故 总反应为 Cu+2Ag+＝Cu2++2Ag．铜片与硝酸银反应的离子方程式为 Cu+2Ag+ ＝Cu2++2Ag，所以将铜片浸入AgNO 溶液中发生的化学反应与该原电池反应 3 相同，故 D正确。 故选：C。 6．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，而被广泛应用。锌锰碱性电池以 KOH 溶液为电解液，反应式为 Zn（s）+2MnO（s）+H O（l）═Zn（OH）+Mn O 2 2 2 2 3 （s）。说法错误的是（ ） ☆☆☆ A．电池工作时，锌失去电子 B．电池工作时，电子经过电解质溶液从负极到正极 C．电池正极的电极反应式为2MnO （s）+H O（l）+2e﹣═Mn O （s）+2OH 2 2 2 3 ﹣（aq） D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g 【解答】 A．根据电池反应式知，锌失电子发生氧化反应，则锌作负极，故A正确； B．电子不经过溶液，由负极经外电路流向正极，故 B 错误； C．正极材料为 MnO ，发生还原反应，电极反应式为 2MnO （s）+H O（l） 2 2 2 +2e﹣＝Mn O （s）+2OH﹣，故C 正确； 2 3 D．外电路中每通过 0.2mol 电子，则消耗 0.1mol 电子，则锌的质量理论上减 小6.5g，故D正确。 故选：B。 7．如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF 是电解质，SO（CH ） 作溶剂，反应 6 3 2 原理是 4Li+FeS ＝Fe+2Li S。下列说法错误的是（ ） ☆☆☆ 2 2 A．外电路中电流的方向是由 b极到a极 第4页（共22页）B．b极反应式是FeS +4Li++4e﹣＝Fe+2Li S 2 2 C．可以用水代替SO（CH ） 作溶剂 3 2 D．金属锂密度小，单位质量放电量较大 【解答】 A、原电池中电子从负极沿外电路流向正极，原电池中a 为负极，所以电子是 由a极流向b极，则电流的方向是由b极到a极，故A 正确； B、正极反应式为 FeS +4Li++4e﹣═Fe+2Li S，故B正确； 2 2 C、负极材料锂与水反应，所以不可以用水代替SO（CH ） 作溶剂，故C 错 3 2 误； D、金属锂密度小，单位质量其物质的量较大，转移电子数较多，放电量大， 故D正确。 故选：C。 8．将两个铂电极放置在KOH 溶液中，然后向两极分别通入C H 与O ，即可产 3 8 2 生电流。下列叙述正确的是（ ） ☆☆☆ ①通入 C H 的电极为正极 3 8 ②正极的电极反应式为 O +2H O+4e﹣═4OH﹣ 2 2 ③通入 C H 的电极反应式为C H +5O +20e﹣═3CO +4H O 3 8 3 8 2 2 2 ④放电时溶液中的阳离子向正极方向移动 ⑤放电时溶液中的阴离子向正极方向移动 A．①② B．②③ C．②④ D．①⑤ 【解答】 ①通入 C H 的电极上失电子发生氧化反应，则为负极，通入氧气的电极为正 3 8 极，故错误； ②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为 O +2H O+4e﹣ 2 2 ═4OH﹣，故正确； ③通入 C H 的电极上丙烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电 3 8 第5页（共22页）极反应式为 C H +26OH﹣﹣20e﹣＝3CO 2﹣+17H O，该电池反应式为 C H +5O 3 8 3 2 3 8 2 ＝3CO +4H O，故错误； 2 2 ④放电时，电子从负极沿导线流向正极，根据异性相吸知，溶液中的阳离子 向正极方向移动，故正确； ⑤放电时溶液中的阴离子向负极方向移动，阳离子向正极移动，故错误。 故选：C。 9．NO 、O 、熔融盐 NaNO 组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨 I电 2 2 3 极反应生成一种氧化物 Y，下列有关说法正确的是（ ） ☆☆☆☆ A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极 B．Y的化学式可能为NO C．石墨Ⅱ极上的O 被氧化 2 D．石墨Ⅰ极的电极反应式为 NO +NO ﹣﹣e﹣═N O 2 3 2 5 【解答】 A、燃料电池中通氧气的为正极，通燃料的为负极，则石墨I 极为负极，石墨 II 极为正极，故 A错误； B、NO 中氮元素的化合价为+4 价，反应后化合价升高，所以 Y 的化学式为 2 N O ，故B 错误； 2 5 C、石墨 II 极为氧气得电子发生还原反应，被还原，故 C 错误； D、负极上 NO 失电子生成 N O ，则石墨 I 极的电极反应式为 NO +NO ﹣﹣e 2 2 5 2 3 ﹣═N O ，故D 正确； 2 5 故选：D。 10．将可逆反应 2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I 设计成如图所示的原电池。下列判断不正确 2 的是（ ） ☆☆☆☆ A．开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．电子从石墨（乙）流向石墨（甲） C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 第6页（共22页）D．电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl 固体，乙中石墨电极为负极 2 【解答】 A．因乙中 I﹣失去电子放电，元素的化合价升高，则发生氧化反应，故 A 正 确； B．电子从原电池的负极沿导线流向正极，所以电子从石墨（乙）流向石墨（甲）， 故B正确； C．当电流计为零时，说明没有电子发生转移，则反应达到平衡，故 C 正确； D．当加入 Fe2+，导致平衡逆向移动，则 Fe2+失去电子生成Fe3+，作为负极， 而乙中石墨成为正极，故 D错误。 故选：D。 11．全钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的原电池反应为 VO +（黄 2 色）+V2+（绿色）+2H+═VO2+（蓝色）+H O+V3+（紫色）。下列说法不正确的 2 是（ ） ☆☆☆☆ A．正极反应为：VO ++2H++e﹣═VO2++H O 2 2 B．负极附近的溶液由绿色逐渐变为紫色 C．反应每生成1molH O时电子转移的物质的量 2 为0.5mol D．原电池使用过程中溶液的 pH值逐渐增大 【解答】 A．分析可知放电过程中，正极附近发生反应：VO ++2H++e﹣＝VO2++H O， 2 2 故A正确； B．反应中 V2+离子被氧化，应是电源的负极，负极发生失电子的氧化反应， 即反应为 V2+＝V3++e﹣，V2+（绿色）变化为 V3+（紫色），故B 正确； C．VO +（黄色）+V2+（绿色）+2H+═VO2+（蓝色）+H O+V3+（紫色），反应 2 2 每生成 1molH O时电子转移的物质的量为1mol，故C 错误； 2 D．原电池反应方程式中消耗氢离子，同时生成水，因此氢离子浓度降低，溶 第7页（共22页）液pH增大，故D正确。 故选：C。 12．某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ） ☆☆☆☆ A．该装置将化学能转化为电能 B．负极的电极反应是：Ag+I﹣﹣e﹣＝AgI C．电池的总反应是Ag++I﹣＝AgI D．盐桥（含KNO 的琼脂）中 NO ﹣从左向右移动 3 3 【解答】 A．为原电池装置，将化学能转化为电能，故A正确； B．负极发生氧化反应，电极方程式为 Ag+I﹣﹣e﹣＝AgI，故B 正确； C．负极发生 Ag+I﹣﹣e﹣＝AgI，正极发生 Ag++e﹣＝Ag，则电池的总反应是 Ag++I﹣＝AgI，故C 正确； D．左侧为负极，应为钾离子向正极移动，即向右侧移动，故D错误。 故选：D。 13．一种电化学硬水软化装置如图所示，下列说法正确的是（ ） ☆☆☆☆ A．该装置可以在高温下工作 B．该装置工作时，电能转变为化学能 C．X膜、Y膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．负极反应为C H O +6H O﹣24e﹣═6CO ↑+24H+ 6 12 6 2 2 第8页（共22页）【解答】 A．高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在 高温下工作，故 A错误； B．原电池装置中化学能转化为电能，故 B 错误； C．阳离子移向正极，Y为阳离子交换膜，阴离子移向负极，X为阴离子交换 膜，故 C错误； D．负极是有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应： C H O +6H O﹣24e﹣＝6CO ↑+24H+，故D 正确。 6 12 6 2 2 故选：D。 14．我国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性、 能折叠的可充电“锂一空气电池”，电池的工作原理如图所示。下列有关说法 正确的是（ ） ☆☆☆☆ A．电池放电时，空气电极发生氧化反应 B．给锂电池充电时，X为直流电源负极 C．电池放电时，该锂电池的总质量不变 D．充电时，每生成1molO ，电路中转移 4mol电子 2 【解答】 A．纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作 电池正极，电池放电时，空气电极发生还原反应，故A错误； B．充电是放电的反过程，由于放电时锂电极失电子，因此充电时就是锂电极 得电子的过程，故 X为电源负极，故B正确； C．原电池反应过程中吸收氧气，该锂电池的总质量改变，故 C 错误； D．放电时，电池反应方程式为 2Li+O =Li O ，1molO 参与反应时共转移 2mol 2 2 2 2 电子，由于充电是放电的反过程，因此生成 1mol O ，还是转移 2mol 电子， 2 故D错误。 故选：B。 第9页（共22页）15．Zulema Borjas 等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法错误 的是（ ） ☆☆☆☆ A．Na+向左边移动，Cl﹣向右边移动 B．X、Y 依次为阴离子、阳离子选择性交换 C．负极反应为 CH COO﹣+2H O﹣8e﹣═2CO ↑+7H+ 3 2 2 D．该装置工作时，化学能转化为电能 【解答】 A．原电池工作时，阳离子通过阳离子交换膜 Y移向正极、阴离子通过阴离子 交换膜 X移向负极，即Na+向右边移动，Cl﹣向左边移动，故A错误； B．原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的， 所以 Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，故B 正确； C．负极为有机废水 CH COO﹣的一极，发生失电子的氧化反应，电极反应为 3 CH COO﹣+2H O﹣8e﹣═2CO ↑+7H+，故C 正确； 3 2 2 D．该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故D正确。 故选：A。 16．如图所示为盐酸介质中，金属铜与氢叠氮酸（HN ）构成的原电池，总反应 3 方程式为：2Cu+2Cl﹣+HN +3H+＝2CuCl（s）+N ↑+NH +．下列叙述错误的是 3 2 4 （ ） ☆☆☆☆ A．电子的流向为Cu→ →石墨 B．负极的电极反应式为Cu+Cl﹣﹣e﹣＝CuCl（s） C．反应一段时间后正极区溶液的 pH减小 D．标准状况下，生成336mLN 时，铜失去的电子数为0.03N 2 A 【解答】 A．由原电池总反应方程式可知，铜发生失去电子的氧化反应、为负极，则石 墨为正极，电子由负极经过导线流向正极，即电子的流向为Cu→ →石墨， 故A正确； 第10页（共22页）B．负极为铜电极，结合电池反应得到负极的电极反应式为 Cu+Cl﹣﹣e﹣＝CuCl （s），故B 正确； C．原电池正极电极反应：HN +3H++2e﹣＝N +NH +，由于消耗了氢离子，所 3 2 4 以正极区溶液 pH增大，故C错误； D．负极的电极反应式为 Cu+Cl﹣﹣e﹣＝CuCl（s），正极电极反应：HN +3H++2e 3 ﹣＝N +NH +，标准状况下，n（N ） 0.015mol，则电子转移 0.03mol， 2 4 2 鑀୯୯ʞ끄 即铜转移的电子数为 0.03N ，故D正确鑀Ǥ끄Ͷ。ܮ A 故选：C。 17．综合如图判断，下列说法正确的是（ ） ☆☆☆☆ A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是 Fe﹣2e﹣═Fe2+ B．装置Ⅰ中正极反应是O +2H O+4e﹣＝4OH﹣ 2 2 C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH 分别增大和 减小 【解答】 A．图中装置Ⅰ、Ⅱ都是原电池装置，装置Ⅰ中，Zn 为负极，发生氧化反应 Zn﹣2e﹣═Zn2+，装置Ⅱ中，Fe 为负极，发生氧化反应 Fe﹣2e﹣═Fe2+，故 A错 误； B．装置Ⅰ中，Fe 为正极，发生还原反应O +2H O+4e﹣═4OH﹣，故B 正确； 2 2 C．原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，装置Ⅰ中，Zn 为负极，Fe 为正极，盐桥中的阳离子均向左烧杯移动，装置Ⅱ中，Fe 为负极， Cu为正极，盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，故 C 错误； 第11页（共22页）D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯，发生还原反应 O +2H O+4e﹣═4OH﹣，生 2 2 成碱，装置 II 右侧烧杯中，发生还原反应 2H++2e﹣═H ↑，消耗盐酸，故溶液 2 的pH均增大，故D错误。 故选：B。 18．实验室可利用下列微生物电池将污水中的乙二胺[H N（CH ） NH ]转化为 2 2 2 2 无毒无害的物质并产生电能（M、N均为石墨电极）。有关该电池工作时的说 法中错误的是（ ） ☆☆☆☆ A．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能 B．正极的电极反应式为：O +4e﹣+4H+＝2H O 2 2 C．电池总反应为：H N（CH ） NH +4O ＝N +2CO +4H O 2 2 2 2 2 2 2 2 D．每消耗5.6升O 时，通过质子交换膜的质子数为 N 2 A 【解答】 A、该电池是原电池，电池在微生物作用下将化学能转化为电能，故A正确； B、氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O +4e﹣+4H+＝2H O，故 B 正 2 2 确； C、乙二胺[H N（CH ）NH ]转化为无毒无害的物质，则碳生成二氧化碳，氮 2 2 2 2 元素转化为氮，所以电池总反应为：H N（CH ）NH +4O ＝N +2CO +4H O， 2 2 2 2 2 2 2 2 故C正确； D、状况不知，无法由气体的体积求物质的量，所以无法求通过质子交换膜的 质子数，故 D错误。 故选：D。 第12页（共22页）19．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag S 的缘故。根据电化学原理 2 可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液 中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是（ ） ☆☆☆☆☆ A．银器为正极，Ag S生成Ag 单质与硫单质 2 B．该过程中总反应为2Al+3Ag S＝6Ag+Al S 2 2 3 C．黑色褪去的原因是黑色Ag S 转化为白色AgCl 2 D．处理过程中银器质量首先不断减轻，最后不再改变 【解答】 A．银作正极，正极上 Ag S 得电子作氧化剂，在反应中被还原生成单质银， 2 同时生成硫离子，故 A错误； B．Al S 在溶液中不能存在，会发生双水解反应生成 H S和Al（OH），故B 2 3 2 3 错误； C．黑色褪去是 Ag S转化为Ag 而不是AgCl，故C 错误； 2 D．银表面的 Ag S 得电子，析出单质银，电极反应式为 Ag S+2e﹣+2H O＝ 2 2 2 2Ag+2OH﹣+H S↑，所以银器质量减小，完全反应后质量不再改变，故D正确。 2 故选：D。 20．某原电池装置如图所示，电池总反应为 2Ag+Cl ═2AgCl．下列说法正确的 2 是（ ） ☆☆☆☆☆ A．正极反应为AgCl+e﹣═Ag+Cl﹣ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移0.02mole﹣时，交换膜左侧溶液中约 减少 0.04mol离子 【解答】 A、正极上氯气得电子生成氯离子，其电极反应为：Cl +2e﹣═2Cl﹣，故A 错误； 2 B、放电时，交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银 第13页（共22页）沉淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，故B错误； C、电池总反应为 2Ag+Cl ═2AgCl 可知，用NaCl 溶液代替盐酸，电池的总反 2 应不变，故 C错误； D、放电时，当电路中转移 0.02mol e﹣时，交换膜左则会有 0.02mol 氢离子通 过阳离子交换膜向正极移动，同时会有0.02molAg 失去0.02mol 电子生成银离 子，银离子会与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以氯离子会减少 0.02mol，则 交换膜左侧溶液中共约减少 0.04mol离子，故D正确。 故选：D。 21．最近报道的一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置示意图如下。下列说法不 正确的是（ ） ☆☆☆☆☆ A．该装置将化学能转变为电能 B．电子由X极沿导线流向Y极 C．标准状况下，X极上每消耗22.4L 气体时，理论上有6molK+移向Y极 D．Y极发生的反应可表示为2NO ﹣+10e﹣+12H+═N ↑+6H O，该极附近溶液 3 2 2 的pH增大 【解答】 A、处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，是化学能转化为电能，故A 正确； B、电子由负极流向正极，即 X 极沿导线流向Y 极，故B正确； C、X极上每消耗 22.4L 气体时，即有 1molNH 参与反应，转移 3mol 电子， 3 理论上有 3molK+移向Y极，故C 错误； D、Y 是正极，发生得电子的还原反应，2NO ﹣+10e﹣+12H+═N +6H O，消耗 3 2 2 氢离子，周围 pH 增大，故D正确。 故选：C。 第14页（共22页）22．磷酸亚佚锂（ LiFePO ）电池（如图所示）是新能源汽车的动力电池之一。 4 M 电极是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传 导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池的总反应为 放电 Li C +Li FePO LiFePO +6C。下列说法正确的是（ ） ☆☆☆☆☆ X 6 1﹣x 4 4 充电 A．放电时，Li+向M 电极移动 B．充电时电路中每通过0.5mol电子，就有36g碳和金属锂复合在一起 C．放电时，M电极的电极反应为 C x﹣﹣xe﹣＝6C 6 D．充电时，N电极的电极反应为 LiFePO ﹣xe﹣＝xLi++Li FePO 4 1﹣x 4 【解答】 A、放电时阳离子移向正极 N，所以Li+从M 边移向N 边，故A错误； B、充电时，M 极连接电源的负极，反应式为6C+xLi++xe﹣＝Li C ，所以电路 x 6 中通过 0.5mol电子，消耗 gC，故B 错误； ୯ʞ C、放电时，M 是负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为：Li C ﹣xe﹣ x 6 ＝6C+xLi+，故C 错误； D、充电时，N 极连接电源的正极，电极反应式与正极相反，则反应式为： LiFePO ﹣xe﹣═Li FeO +xLi+，故D 正确。 4 1﹣x 4 故选：D。 23．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极 与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）☆☆☆☆☆ 第15页（共22页）A．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 B．负极区，氢化酶为催化剂，H 发生还原反应 2 C．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 D．正极区，在固氮酶作用下 N 发生反应：N +6H++6MV+═6MV2++2NH 2 2 3 【解答】 A．燃料电池工作时，负极区生成的 H+透过质子交换膜进入正极区，故 A 正 确； B．中负极区，氢气在氢化酶的作用下，发生氧化反应，反应式为 H +2MV2+═2H++2MV+，故B 错误； 2 C．利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热，同时还能将化学 能转化为电能，故 C正确； D ． N 在 正 极 区 得 电 子 发 生 还 原 反 应 ， 生 成 NH ， 发 生 反 应 ： 2 3 N +6H++6MV+═6MV2++2NH ，故D正确。 2 3 故选：B。 24．手持技术的氧电化学传感器可用于测定 O 含量，如图为某种氧电化学传感 2 器的原理示意图。已知在测定 O 含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一 2 定时间内，若通过传感器的待测气体为 aL（标准状况），某电极增重了 b g．下 列说法正确的是（ ） ☆☆☆☆☆ 第16页（共22页）A．氧电化学传感器工作时，电流由 Pb电极通过外电路流向Pt 电极 B．Pb上发生的电极反应式为 Pb﹣2e﹣+2OH﹣═Pb（OH） ↓ 2 C．反应过程中转移电子的物质的量为 b D．待测气体中氧气的物质的量的分数Ǥ为 ݑ 【解答】 A．得电子发生还原反应的电极是正极、失电子发生氧化反应的电极是负极， 电子由 Pb电极通过外电路流向Pt电极，故A 错误； B．在测定 O 含量过程中，电解质溶液的质量保持不变，说明 Pt 电极消耗的 2 氧气与 Pb 电极上得到的O原子质量相等，其电池反应式为2Pb+O ＝2PbO， 2 所以 Pb 电极上 Pb失电子和 OH﹣反应生成 PbO，电极反应式为 2Pb+4OH﹣﹣ 4e﹣═2PbO+2H O，故B错误； 2 C．放电过程中，Pb 电极质量增加，增加的质量为氧元素质量，如果电极质 量增加 bg，则生成 n（PbO）＝n（O） mol，根据 2Pb+4OH﹣﹣ 4e﹣═2PbO+2H O 得转移n（e﹣）＝2n（PbOʞ）Ͷ＝ܮ0.12ʞ5bmol，故C 错误； 2 D．根据转移电子相等得 n（O ） n（PbO） bmol，氧气体积 2 bmol×22.4L/mol＝0.7bL，待测氧气体 积 分数 ୯ ，故D正确。 鑀끄 故选୯：D。 ݑ끄 ݑ 25．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。若该电 池中两电极的总质量为 60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称 量，总质量为 47g，则产生标况下的氢气 升，导线上转移的电子 第17页（共22页）N 。 ☆☆☆ A 【解答】 银片和锌片分别作原电池的正负极，当发生反应时，负极材料失电子变成离 子进入溶液，质量减少；正极材料不参加反应，所以本题质量减少的量是锌 的质量。锌减少的质量为60g﹣47g＝13g，设生成氢气的体积是 V，转移电子 是x。 Zn+H SO ＝ZnSO +H ↑ 2e﹣ 2 4 4 2 65g 22.4L 2 13g V x 即产生氢气的体积为 L＝4.48L，x mol＝0.4mol，数目是0.4N 。 A 鑀Ǥ୯ ୯ 故答案为：4.48；0.4。ʞ ʞ 26．原电池可将化学能转化为电能。若 Fe、Cu 和浓硝酸构成原电池，负极是 （填“Cu”或“Fe”）；若Zn、Ag 和稀盐酸构成原电池，正极发生 反应（填 “氧化“或还原”）。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入 CuSO 溶液中， 4 一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为 12.9g。则导线中通过的 电子的物质的量是 mol。 ☆☆☆☆ 【解答】 该原电池中，Fe 和浓硝酸发生钝化现象，Cu易和浓硝酸发生氧化反应而作负 极，Fe 作正极；Zn、Ag 和稀盐酸构成的原电池中，Zn 易失电子作负极、Ag 作正极，正极上得电子被还原，发生还原反应；质量相同的铜棒和锌棒用导 线连接后插入 CuSO 溶液中，负极上Zn 失电子生成锌离子进入溶液，正极上 4 铜离子得电子生成 Cu，一段时间后，二者质量差为12.9g，二者质量差为溶解 的 Zn 和析出的 Cu 质量之和，设转移电子物质的量为 n，则二者质量差＝ （65 64 ）g＝12.9g，n＝0.2mol， 故答案为：Cu；还原；0.2。 第18页（共22页）27．通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，试回答下列问题： ☆☆☆☆ （1）在酸式介质中，负极反应的物质为 ，正极反应的物质为 ， 酸式电池的电极反应：负极： ，正极： ，电解质溶液pH的变 化 （填“变大”，“变小”，“不变”） （2）在碱式介质中，碱式电池的电极反应：负极： ，正极： ， 电解质溶液 pH的变化 （填“变大”，“变小”，“不变”） （3）氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不 正确的是 。 A．太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学 B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境 C．以稀 HSO、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同 2 4 D．以稀 HSO、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同 2 4 （4）纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为： 放电 3Zn+2K FeO+8HO⇌ 3Zn（OH）+2Fe（OH）+4KOH。 2 4 2 2 3 充电 ①该电池放电时负极反应式为 。 ②放电时每转移 3mol电子，正极有 mol KFeO 被还原。 2 4 （5）锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电 放电 池反应式为：Li MnO+Li ⇌ LiMnO，下列有关说法不正确的是 。 1﹣x 4 x 4 充电 A．放电时电池的正极反应式为：Li MnO+xLi++xe﹣═LiMnO 1﹣x 4 4 B．放电过程中，石墨没有得失电子 C．该电池也能在 KOH溶液的环境中正常工作 D．充电时电池上标有“﹣”的电极应与外接电源的负极相连。 【解答】 （1）在酸性氢氧燃料电池中，石墨作电极，在负极由氢气失电子生成氢离子， 电极反应为 2H﹣4e﹣＝4H+；在正极由氧气得电子生成氢氧根离子，生成的氢 2 氧根离子结合氢离子生成水，电极反应为O+4e﹣+4H+＝2HO，总电极反应式为 2 2 第19页（共22页）2H+O 2HO，水的总量增加，故pH变大 2 2 2 故答案为：H ；O；2H﹣4e﹣＝4H+；O+4e﹣+4H+＝2H O；变大； 2 2 2 2 2 （2）在碱式介质中，氢气在负极失去电子生成氢离子，氢离子结合氢氧根离 子生成水，电极反应式为 2H ﹣4e﹣+4OH﹣＝2HO；氧气在正极得电子生成氢氧 2 2 根离子，电极反应式为 O+4e﹣+2HO＝4OH﹣，总电极反应式为 2H+O＝2HO，水 2 2 2 2 2 的总量增加，故 pH变小 故答案为：2H ﹣4e﹣+4OH﹣＝2H O；O+4e﹣+2H O＝4OH﹣；变小； 2 2 2 2 （3）A、电解获得 H 消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解 2 HO获得 H 更为科学，故A正确； 2 2 B、氢氧燃料电池产物 HO无污染，能有效保护环境，故B正确； 2 C、以稀 HSO 、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式分别为：H ﹣2e 2 4 2 ﹣═4H+，H﹣2e﹣+2OH﹣＝2HO，不相同，故C错误； 2 2 D、以稀HSO 、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式均为2H+O ＝2HO，故D 2 4 2 2 2 正确。 故答案为：C； （4）①放电时，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为： Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）， 2 故答案为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）； 2 ②放电时，正极上 1mol KFeO 得3mol电子发生还原反应生成 2 4 1mol Fe（OH），所以每转移3mol电子，正极有1mol KFeO 被还原 3 2 4 故答案为：1； （5）A、根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为：xLi﹣xe﹣═xLi+， 由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为: Li MnO +xLi++xe﹣═LiMnO，故A正确； 1﹣x 4 4 放电 B、放电过程中，根据总反应式 Li MnO+Li ⇌ LiMnO，可判断石墨没有电子 1﹣x 4 x 4 充电 得失，故 B正确； C、Li 能与KOH溶液中的HO反应，导致电池无法正常工作，故C错误； 2 D、充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供的电子使原电池负极获 第20页（共22页）得电子发生还原反应，所以标有“﹣”的电极应与外接电源的负极相连，故D 正确。 故答案为：C。 28．化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．请回答下列问题： ☆☆☆☆ （1）锌锰电池是最早使用的干电池，两极材料分别是锌和石墨棒，电池内部 填充的是糊状的 MnO 和 NHCl，该电池的负极材料是： ，由于使用寿 2 4 命短，易腐蚀用电器，电解质更换为 KOH，电极反应产物为 Zn（OH） 和 MnO 2 （OH），试写出碱性锌锰干电池的负极反应式： （2）铅蓄电池是使用广泛的充电电池，其电极材料分别是 Pb 和 PbO ，电解 2 液为稀硫酸．工作时该电池总反应式为Pb+PbO+2HSO═2PbSO+2HO根据上述 2 2 4 4 2 情况判断： ①正极材料是 ；负极的电极反应式： ． ②工作时，电解质溶液的密度 （填“增大”“减小”或“不变”），电 解质溶液中的阴离子移向 极，电流由 极流向 极（填电 极材料的化学式）． ③当铅蓄电池向外电路提供 1mol 电子时，理论上负极板的质量增加 g． （3）锂离子电池是一种高能电池，可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分 别为锂和碳，电解液是 LiAlCl-SOCl ．电池的总反应可表示为 4Li+2SOCl ═ 4 2 2 4LiCl+S+SO ↑． 2 请回答下列问题： ①电池的负极材料为 ，发生的电极反应为： ②组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是： ． 【解答】 （1）锌锰电池失电子的一极为负极，则 Zn 失电子为负极；碱性条件下，Zn 失电子生成 Zn（OH），负极的电极方程式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）； 2 2 故答案为：Zn；Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）； 2 第21页（共22页）（2）①根据电池反应式知，Pb 元素化合价由 0价、+4 价变为+2价，得电子 化合价降低的反应物为正极，则 PbO 为正极；失电子化合价升高的金属为负 2 极，则 Pb为负极，负极的电极方程式为Pb﹣2e﹣+SO2﹣═PbSO， 4 4 故答案为：PbO ；Pb﹣2e﹣+SO 2﹣═PbSO； 2 4 4 ②放电时，正负极上都消耗硫酸，同时生成硫酸铅沉淀，溶液的密度减小， 电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，即阴离子向Pb极移动； 电流从正极流向负极，即从 PbO 极向Pb极移动； 2 故答案为：减小； Pb； PbO ；Pb； 2 （3）①电池的负极材料为锂，其电极反应式为：Li﹣e﹣═Li+， 故答案为：锂；Li﹣e﹣═Li+； ②Li 是活泼金属，能与水氧气等发生反应，所以组装该电池必须在无水、无 氧的条件下进行， 故答案为：锂能与水、氧气发生化学反应． 第22页（共22页）