1、第第 2 2 课时课时 化学电源化学电源 题组一 一次电池 1电子表和电子计算器的电源通常用微型银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电解质 溶液为 KOH 溶液， 总反应式为 Ag2OH2OZn=Zn(OH)22Ag。 下列说法正确的是( ) AAg2O 是正极，Zn 是负极 BZn 是正极，Ag2O 是负极 C工作时，电池负极区溶液 pH 增大 D工作时，电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 答案 A 解析 根据总反应式可知，金属锌失去电子发生氧化反应，作该电池的负极，氧化银得到电 子发生还原反应， 作该电池的正极， A 项正确， B 项错误； 负极区锌离子与氢氧根离子结合，
2、溶液中氢氧根离子浓度减小，则其 pH 减小，C 项错误；该电池工作时，电子由锌极经外电 路流向氧化银极，D 项错误。 2日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状 NH4Cl 和 ZnCl2作电解质 (其中加入 MnO2吸收 H2)， 电极反应可简化为 Zn2e =Zn2， 2NH 42e =2NH 3H2NH3 与 Zn2 络合生成Zn(NH 3)4 2。根据以上叙述判断下列结论不正确的是( ) AZn 为正极，碳为负极 BZn 为负极，碳为正极 C工作时电流由碳极经外电路流向 Zn 极 D长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器 答案 A 解析 由电极反应可知，
3、Zn 发生氧化反应，为电池的负极，碳棒为电池的正极。电子由锌极 流出通过外电路流向碳棒，电流方向和电子移动方向相反。长时间连续使用时，MnO2吸收 较多 H2而体积膨胀，糊状物可能流出，因电解质呈酸性，故会腐蚀用电器。 3纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为 KOH 溶液。放电时两个电极反应 分别为 Zn2OH 2e=Zn(OH) 2、Ag2OH2O2e =2Ag2OH，下列说法中，正确的 是( ) A锌是负极，氧化银是正极 B锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C溶液中 OH 向正极移动，K、H向负极移动 D在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变 答案 A 解析 由电极
4、反应式可知 Zn 作负极，Ag2O 作正极，A 正确；Zn 发生氧化反应，Ag2O 发生 还原反应，B 错误；溶液中的 OH 向负极移动，K、H向正极移动，C 错误；电池的总反 应为 ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag，电解质溶液为 KOH 溶液，因电池放电过程中不断 消耗水，使溶液中 c(OH )增大，D 错误。 题组二 二次电池 4铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO2，电解质溶液为 H2SO4，工作时的电池反应为 PbPbO2 2H2SO4=2PbSO42H2O。下列结论正确的是( ) APb 为正极，被氧化 B溶液的 pH 不断减小 CSO2 4只向 PbO2处移动 D电解质溶液的
5、密度不断减小 答案 D 解析 由电池总反应方程式可知，铅是负极，二氧化铅是正极；原电池工作时，外电路中电 子由负极流向正极；内电路中带负电荷的阴离子(SO2 4和 OH )移向负极；硫酸不断被消耗， pH 不断增大，硫酸浓度减小，溶液密度减小。 5 铁镍蓄电池又称爱迪生电池， 放电时的总反应为： FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。 下列有关该电池的说法不正确的是( ) A电池的电解液为碱性溶液，正极为 Ni2O3，负极为 Fe B电池放电时，负极反应为 Fe2OH 2e=Fe(OH) 2 C电池充电过程中，阴极附近溶液的 pH 降低 D电池充电时，阳极反应为 2Ni(OH
6、)22OH 2e=Ni 2O33H2O 答案 C 解析 该充电电池中活泼金属 Fe 失去电子，为负极，得电子的 Ni2O3为正极，因为放电时电 极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液，选项 A 正确；放电时，负极铁失去电子生 成 Fe2 ， 因为电解液为碱性溶液， 所以负极反应为 Fe2OH2e=Fe(OH) 2， 选项 B 正确； 充电时，阴极发生还原反应：Fe(OH)22e =Fe2OH，所以阴极附近溶液的 pH 增大， 选项 C 错误；电池充电时，阳极发生氧化反应，Ni(OH)2转化为 Ni2O3，电极反应为 2Ni(OH)2 2OH 2e=Ni 2O33H2O，选项 D 正确。 题
7、组三 燃料电池 6 (2019 安庆高二检测)固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆氧化钇为电解质， 这种固体电 解质在高温下允许氧离子(O2 )在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极 a、b 均不参与电极反应。下列判断正确的是( ) A有 O2参加反应的电极 a 为电池的负极 B电极 b 的电极反应式为 H22e O2=H 2O C电极 a 的电极反应式为 O22H2O4e =4OH D该电池的总反应式为 2H2O2=2H2O 答案 D 解析 因为电子从电极 b 流向电极 a，所以电极 b 为负极，H2在该极发生氧化反应；电极 a 为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池负极的
8、电极反应式为 H22e O2 =H2O，正极的电极反应式为1 2O22e =O2，则电池总反应式为 2H 2O2=2H2O。 7将两个铂电极放置在 KOH 溶液中，然后分别向两极通入 CO 和 O2，即可产生电流，称为 燃料电池，下列叙述正确的是( ) 通入 CO 的电极为正极； 正极的电极反应式是 O22H2O4e =4OH； 通入 CO 的电极反应式是 2COO24e =2CO 2； 负极的电极反应式是 CO4OH 2e=CO2 32H2O； 放电时溶液中的阳离子向负极移动； 放电时溶液中的阴离子向负极移动。 A B C D 答案 B 解析 据题意知，发生的反应为 2COO2=2CO2，反
9、应产生的 CO2处于 KOH 溶液中，又 会转化为 CO2 3，正确，错误；O2得 e 被还原，在正极反应，错误，正确；阳离子 向正极移动，阴离子向负极移动，错误，正确。 8下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H )和电子，电子经外 电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为 2CH3OH3O2=2CO24H2O。 下列说法不正确的是( ) A左电极为电池的负极，a 处通入的物质是甲醇 B正极反应式为 O22H2O4e =4OH C负极反应式为 CH3OHH2O6e =CO 26H D该电池提供 1 mol e ，消耗氧气 0.25 mol 答案 B 解析 负
10、极反应式为 2CH3OH12e 2H 2O=2CO212H ，正极反应式为 3O 212e 12H =6H 2O；根据电子流向，可以判断 a 处通甲醇，b 处通 O2；当电池提供 1 mol 电子时， 消耗 O2为 1 3 12 mol0.25 mol。 9电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不 正确的是( ) AO2在电极 b 上发生还原反应 B溶液中 OH 向电极 a 移动 C反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 45 D负极的电极反应式为 2NH36e 6OH=N 26H2O 答案 C 解析 氧气在电极 b 发生还原反应，则电极 b 为正极
11、，电极 a 为负极，故 A 正确；因为电极 a 为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，故 B 正确；反应中 N 元素化合价升高 3 价，O 元 素化合价共降低 4 价，根据得失电子守恒，消耗 NH3与 O2的物质的量之比为 43，故 C 错 误； 负极是氨气发生氧化反应变成氮气， 且OH 向电极 a移动参与反应， 故电极反应式为 2NH 3 6e 6OH=N 26H2O，故 D 正确。 题组四 新型电池 10研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行 发电，在海水中电池总反应可表示为 5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水” 电池在海
12、水中放电时的有关说法正确的是( ) A正极反应式：AgCl e=AgCl B每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子 CNa 不断向“水”电池的负极移动 DAgCl 是还原产物 答案 B 解析 根据总反应中元素化合价的升降和正、负极的反应原理，正极反应为 5MnO22e =Mn5O2 10，负极反应为 2Ag2Cl 2e=2AgCl，A 项错误，B 项正确；C 项，阳离子向 正极移动，错误；D 项，AgCl 是氧化产物，错误。 11 环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准， 其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A“对电极”是正
13、极 B“工作电极”上发生的电极反应为 NO22H 2e=NOH 2O C传感器工作时，H 由“工作电极”移向“对电极” D“对电极”的材料可能为活泼金属锌 答案 D 解析 工作电极是 NO2变为 NO， 化合价降低， 是原电池的正极， 对电极为负极， 故 A 错误； “工作电极”上发生的电极反应为 NO22H 2e=NOH 2O， 故 B 错误； 传感器工作时， 根据“同性相吸”理解得到 H 由“对电极”移向“工作电极”， 故 C 错误； 对电极为负极， “对电极”的材料可能为活泼金属锌，故 D 正确。 12以 N2和 H2为反应物、溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，
14、 原理如图所示。下列说法不正确的是( ) Ab 电极为负极，发生氧化反应 Ba 电极发生的反应为 N28H 6e=2NH 4 CA 溶液中所含溶质为 NH4Cl D当反应消耗 1 mol N2时，则消耗的 H2为 67.2 L 答案 D 解析 N23H22NH3，反应中氢元素的化合价升高，H2失去电子，因此 b 电极为负极， 发生氧化反应，故 A 项正确；a 电极作正极，电解质溶液含盐酸，因此电极反应式为 N28H 6e =2NH 4，故 B 项正确；根据 B 选项的分析，A 溶液中所含溶质为 NH4Cl，故 C 项正 确；没有说明外界条件，故 D 项错误。 13最近科学家研制的一种新型“微生
15、物电池”可以将污水中的有机物转化为 H2O 和 CO2， 同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( ) A氧化银电极上的反应为 Ag2O2e =2AgO2 B石墨电极上的反应为 C6H12O66H2O24e =6CO 224H C每转移 4 mol 电子，氧化银电极产生 22.4 L CO2气体(标准状况) D30 g C6H12O6参与反应，有 4 mol H 经质子交换膜进入正极区 答案 D 解析 C6H12O6在微生物作用下转化为 CO2和 H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧 化银电极为正极，Ag2O 发生得电子的还原反应，电极反应式为 Ag2O2H
16、2e=2Ag H2O，故 A 错误；石墨电极为负极，C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应：C6H12O66H2O 24e =6CO 224H ，故 B 错误；根据负极的电极反应式可知，每转移 4 mol 电子，石 墨电极产生22.4 L CO2(标准状况)， 故C错误； 30 g C6H12O6的物质的量为 30 g 180 g mol 11 6 mol， 根据负极的电极反应式可知，有 4 mol H 经质子交换膜进入正极区，故 D 正确。 14(1)二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含 SO2快速启动，其装置示意图 如图： 质子的流动方向为_(填“从 A 到 B”或“从 B 到
17、 A”)。 负极的电极反应式为_。 (2)NH3O2燃料电池的结构如图所示： a 极为电池的_(填“正”或“负”)极。 当生成 1 mol N2时，电路中流过电子的物质的量为_。 答案 (1)从 A 到 B SO22e 2H 2O=SO 2 44H (2)负 6 mol 解析 (1)根据图示，A 为燃料电池的负极，B 为燃料电池的正极，在原电池电解液中，正 电荷由负极向正极移动， 即从 A 到 B； 负极发生氧化反应， 二氧化硫被氧化为硫酸根离子， 电极反应式为 SO22e 2H 2O=SO 2 44H 。 (2)a 极通入氨气，是负极，b 极通入氧气，是正极；氨气中 N 的化合价由3 变成
18、0，当 生成 1 mol N2时，转移电子的物质的量为 6 mol。 15燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。 (1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。 A 为生物燃料电池的_(填“正”或“负”)极。 正极反应式为_。 放电过程中，H 由_极区向_极区迁移(填“正”或“负”)。 在电池反应中，每消耗 1 mol 氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_。 (2)熔融状态下，钠的单质和 FeCl2能组成可充电电池(装置示意图如图)，反应原理为 2Na FeCl2Fe2NaCl。 放电时，电池的正极反应式为_； 充电时，_(写物质名称)电极接电源的负极，该电池的电解质为_。 答案 (1)正 O24H 4e=2H 2O 负 正 22.4 L (2)Fe2 2e=Fe 钠 Al 2O3固体 解析 (1)由图可知 A 为燃料电池的正极，电极反应式为 O24H 4e=2H 2O；B 为燃料 电池的负极，电极反应式为 C6H12O66H2O24e =6CO 224H 。放电过程中，H由负极 区向正极区移动。葡萄糖燃料电池的总反应为 C6H12O66O2=6CO26H2O，即 1 mol O2 1 mol CO2，每消耗 1 mol O2，理论上生成标准状况下 CO2气体 22.4 L。
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