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(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订!)
一、选择题
1.以下关于原电池的表达中正确的选项是( )
A.正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是把化学能转化成电能的装置
C.原电池工作时,正极和负极上发生的都是氧化复原反响
D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时,锌片上有6.5g锌溶解,正极上就有0.1g氢气生成
解析:原电池是把化学能转化成电能的装置,它的正、负极可以是活泼性不同的金属,也可以是金属与非金属,工作时负极发生氧化反响,正极发生复原反响。当锌片上有6.5g锌溶解,根据两极得失电子守恒,正极上析出0.2g氢气。
答案:B
2.(2022·广东理基)以下有关电池的说法不正确的选项是( )
A. 上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
解析:锂离子电池可以充电再次使用,属于二次电池,A项正确;铜锌原电池中铜为正极,故电流从铜流向锌,而电子由锌流向铜,B项错;电池的实质是化学能转化成电能,C项正确;Zn失去电子生成Zn2+,故作为负极,D项正确。
答案:B
3.如图为某兴趣小组制作的番茄电池,以下说法正确的选项是( )
A.电子由锌通过导线流向铜
B.该装置将电能转化为化学能
C.锌电极发生复原反响
D.铜电极上无气泡产生
解析:因为番茄中含有酸(即H+),可组成原电池。依据原电池的根本知识,其中Zn作负极,发生氧化反响;Cu作正极,发生复原反响;电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu)。
答案:A
4.以下四个化学反响中,你认为理论上不可用于设计原电池的是( )
A.2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
B.2H2+O2===2H2O
C.Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+3NH3↑
D.CH4+2O2―→CO2+2H2O
解析:在理论上能够用于设计原电池的化学反响,必须是反响前后有电子得失(即氧化复原反响)。
答案:C
5.原电池的总反响的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该反响的原电池组成正确的选项是( )
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Ag
Cu
负极
Cu
Zn
Cu
Fe
电解质溶液
CuCl2
CuSO4
H2SO4
ZnCl2
解析:根据原电池中发生的化学反响,负极反响为Zn-2e-===Zn2+,正极反响为Cu2++2e-===Cu,应选项B符合题意。
答案:B
6.以下事实不能用电化学理论解释的是( )
A.轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
B.镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用
C.铝片不用特殊方法保存
D.锌跟稀硫酸反响时,滴入少量硫酸铜溶液后,反响速率加快
解析:铝片不用特殊方法保存主要是因为在铝片的外表会生成一层致密的氧化物薄膜,防止它被进一步氧化,与电化学理论无关。
答案:C
7.(2022·浙江元济中学第二学期月考)如下列图,两电极一为碳棒,一为铁片,假设电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,那么以下表达正确的选项是( )
A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为稀硫酸
B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为稀硫酸
D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
解析:由题给信息“电流表指针发生偏转〞,可确定该装置构成了原电池。又因“a极有大量气泡生成〞,可知:a为正极(碳棒),那么b为负极(铁片),即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸。
答案:C
8.能源可划分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)(吸收能量),以下表达正确的选项是(双选)( )
A.电能是二级能源B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源D.焦炉气是一级能源
解析:题设指出,只有自然界中以现成形式存在的能源才属于一级能源。据此,天然气应是一级能源。电能通常是由其他能源(如煤、石油等)产生的,属于二级能源。因此A和C两个选项正确。焦炉气是炼焦的产物,是从煤间接制取的,属于二级能源。水的情况那么较为复杂。在直接利用水的动能和势能时,水力应属于一级能源;如果用水力发电,那么发出的电能又应属于二级能源。这样,B、D不正确。
答案:AC
9.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如以下列图所示,a、b均为惰性电极。以下表达不正确的选项是( )
A.a极是负极,该电极上发生氧化反响
B.b极反响是O2+4OH--4e-===2H2O
C.总反响方程式为2H2+O2===2H2O
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
解析:依据原电池原理,注意电解质溶液参与反响。A项:a极通H2为负极,电极反响为:2H2+4OH--4e-===4H2O发生氧化反响;B项:b极通O2为正极,电极反响为:O2+2H2O+4e-===4OH-,B项不正确;C项:正负极电极反响式相加得总反响为2H2+O2===2H2O;D项:氢氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,故是具有应用前景的绿色电源。
答案:B
10.
芬兰Enfucell公司制造出一种纸质电池(如下列图),防止了传统电池所带来的金属及碱性化合物的泄漏问题,因而可作为一般的家庭废物加以处理。这种被称之为“软电池〞的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰,在纸内的带电离子“流过〞水和氧化锌组成的电解液。电池总反响为:Zn+2MnO2+H2O===2MnO(OH)+ZnO。以下说法正确的选项是( )
A.该电池的正极为锌
B.该电池反响中二氧化锰起催化剂作用
C.当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.204×1023
D.电池正极反响式为:2MnO2+2e-+2H2O===2MnO(OH)+2OH-
解析:二氧化锰得电子,为该电池正极,A、B错;电子只能经外电路流动,而不能在电解液中流动,电解液内的电流为阴、阳离子定向移动形成的,C错;电池负极反响式为:Zn-2e-+H2O===ZnO+2H+,用总反响式减去负极反响式得正极反响式:2MnO2+2e-+2H2O===2MnO(OH)+2OH-。
答案:D
二、非选择题
11.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如以下列图所示:
(1)A中反响的离子方程式为________________。
(2)B中Sn极的电极反响式为________,Sn极附近溶液的pH________(填“升高〞、“降低〞或“不变〞)。
(3)C中被腐蚀的金属是________,总反响式为______________________________。
(4)比较A、B、C中铁腐蚀的速率,由快到慢的顺序是
________________________________________________________________________
________________。
解析:此题考查原电池的综合应用。A烧杯不符合原电池条件,属于金属与酸的反响;B、C装置构成了原电池,金属活动性:Zn>Fe>Sn,所以B中Fe为负极,被腐蚀;C中Zn为负极,铁被保护。B烧杯中Fe失去电子,电子通过导线流向Sn极,Sn极上有气体产生,H+浓度降低,pH升高;B烧杯中促进铁腐蚀,而A烧杯中属于化学腐蚀,C烧杯中消耗锌保护铁。
答案:(1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)2H++2e-===H2↑升高
(3)ZnZn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(4)B>A>C
12.如以下列图所示,组成一种原电池,试答复以下问题(灯泡功率适宜):
(1)电解质溶液为稀H2SO4时,灯泡________(填“亮〞或“不亮〞)。假设灯泡亮,那么Mg电极上发生的反响为______________________;Al电极上发生的反响为____________________(正、负电极的电极反响式要保持得失电子相等)。
(2)电解质溶液为NaOH(aq)时,灯泡________(填“亮〞或“不亮〞)。假设灯泡亮,那么Mg电极上发生的反响为________________________;Al电极上发生的反响为________________________(正、负电极的电极反响式要保持得失电子相等)。
解析: (1)、(2)两种情况都具备了形成原电池的条件,因而灯泡都亮。当电解质为酸溶液时,Mg比Al活泼,Mg是原电池的负极,失去电子变为Mg2+;Al是原电池的正极,电子由Mg片流向Al片。正极上H+得电子变为H2。当电解质为碱溶液时,Al与碱反响,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。而Mg与碱不反响,所以Al是原电池负极,负极上Al失去电子流向正极;Mg是正极,正极上H2O得电子变成H2。
答案:(1)亮Mg-2e-===Mg2+2H++2e-===H2↑
(2)亮6H2O+6e-===3H2↑+6OH-
2Al-6e-+8OH-===2AlO+4H2O
[或2Al-6e-+6OH-===2Al(OH)3↓]
13.LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。电池的总反响可表示为:
4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。
请答复以下问题:
(1)电池的负极材料为____,发生的电极反响为
_______________________________________________________________________;
(2)电池正极发生的电极反响为
________________________________________________________________________;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是
________________________________________________________________________;
反响的化学方程式为
________________________________________________________________________;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:分析反响的化合价变化,可得Li为复原剂,SOCl2为氧化剂。
(1)负极材料为Li(复原剂),Li-e-===Li+。
(2)正极反响式可由总反响减去负极反响式得到:2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2
(3)题中给出有碱液吸收时的产物,那么没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl,所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。
(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反响,且SOCl2也与水反响。
答案:(1)LiLi-e-===Li+
(2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2
(3)出现白雾,有刺激性气味的气体生成
SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反响,且SOCl2也与水反响
14.
上海世博会期间,在德国馆的汉堡之家展馆人们看到一个1∶20飞机燃料电池的模型。燃料电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反响为2H2+O2===2H2O,电解液为KOH溶液。氢氧燃料电池的突出优点是把________能直接转化为________能,而不用经过________能这一中间形式。
(1)有关氢氧燃料电池的以下表达中,正确的选项是 ( )
A.此电池能发出蓝色火焰
B.氢气为正极,氧气为负极
C.因为生成水,所以工作时溶液的碱性越来越强
D.负极上氢气失电子,发生氧化反响;正极上氧气得电子,发生复原反响
(2)该电池所产生的水可以作为饮用水,今欲制得常温下1L水,那么电池内转移电子的物质的量为________。
A.8.9×10-3molB.4.5×10-2mol
C.1.1×102molD.5.6×103mol
解析:根据原电池的工作原理可知,负极上H2失电子被氧化,正极上O2得电子被复原,总反响:2H2+O2===2H2O,因为总反响过程中生成了水,相当于KOH稀释了,碱性应减弱。根据2H2+O2===2H2O~4mole-,可知生成1L水转移的电子的物质的量为×2=1.1×102mol。
答案:化学电热 (1)D (2)C
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