周末培优2-电极反应式的书写及新型电源(原卷版).docx

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周末培优2 电极反应式的书写及新型电源
1．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是 ( )

A．镁片作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．电池工作时实现了化学能向电能的转化
2．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。一种银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为Zn+2OH—2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。下列说法错误的是
A．在使用过程中，电池负极区溶液的碱性减弱
B．使用过程中，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
C．电池总反应为Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
D．Zn是负极发生还原反应，Ag2O是正极发生氧化反应
3．固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆­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放电的a极为电池的负极
B．O2－移向电池的正极
C．b极对应的电极反应式为2H2－4e－＋2O2－===2H2O
D．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4．电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。下列判断正确的是(　　)
A．锌为正极，Ag2O为负极
B．锌为负极，Ag2O为正极
C．该电池工作时，将电能转化成化学能
D．该电池工作时，负极区溶液的pH增大
5．一种直接铁燃料电池(电池反应：3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．Fe极作正极
B．KOH溶液为电池的电解质溶液
C．电子由多孔碳极沿导线流向Fe极
D．5.6 g Fe参与反应时，导线中流过1.204×1023个电子
6．金属(M)­空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．金属M作电池负极
B．电解质是熔融的MO
C．正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．电池总反应式为2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2
7．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是(　　)

甲　　　　　　　　乙

丙　　　　　　　　丁
A．图甲：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增大
B．图乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
C．图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．图丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减小
8．熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪声低、无污染等优点。熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用
B．负极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O
C．电子流向：电极a→负载→电极b→熔融碳酸盐→电极a
D．电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2
9．将质量相等的锌片和铜片用导线相连浸入500 mL硫酸铜溶液中构成如图的装置。

(1)此装置为___________，该装置中发生反应总的离子方程式为___________，铜片周围溶液会出现___________的现象。
(2)Cu电极是___________(填“正极”或“负极”)，写出其电极反应式___________。
(3)若2 min后测得锌片质量减少13 g，则导线中流过的电子为___________mo1。
10．依据2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计的原电池如图所示。

请回答下列问题:
(1)电极X的材料是____；电解质溶液Y是____。
(2)银电极为电池的___极，发生的电极反应为_；X电极上发生的电极反应为_。
(3)外电路中的电子是从____电极流向____电极。
14．（2021·甘肃·张掖市第二中学高一阶段练习）用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图：

(1)电极c的电极反应式为 _______。
(2)若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 _______。
12．根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题：
I.理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+”设计一种化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是___(填化学式)，发生__(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是___(填化学式)溶液。
(2)正极上发生的电极反应为___。
(3)若导线上转移的电子为1mol，则消耗的金属铜的质量为___。
II.甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入稀硫酸中，乙同学将电极放入NaOH溶液中，实验装置如图所示。

(4)写出甲中的现象：___________________________。
(5)乙中作负极的是_________，写出负极上的电极反应式：______________________________。
(6)如果甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据该实验得出的结论中，正确的是___(填标号)。
A．镁的金属性不一定比铝的金属性强
B．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
C．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析
13．（2021·山东聊城·高一期末）探究原电池原理并应用原电池原理制作多种电池，对现实生活具有重要的意义。
(1)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用时，设计了如下实验：

①甲、乙两装置工作时，电流计指针的偏转方向是否相同？_______。乙装置中负极的电极反应式是_______。
②根据上述实验结果分析，下列说法正确的是__________
a.构成原电池负极的金属总是比正极活泼
b.镁的金属活泼性不一定比铝的强
c.金属在原电池中作正极还是负极，既与金属活泼性有关，还与电解质溶液的成分有关
(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池，放电时发生反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。该电池的负极材料为_______；该电池充电时，其能量转化形式为_______。
(3)氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效的特点，其简易装置如图所示：铂电极b上的电极反应式为_______，室温下，若该电池消耗1molH2时可提供电能257.4kJ的能量，则该燃料电池的能量转化率为_______。(已知：室温下，1molH2完全燃烧生成液态水时，释放286.0kJ的能量。)

14．（2022·北京石景山·高一期末）阅读下列短文并填空。
化学电源的反应原理是氧化还原反应，燃料电池是燃料和氧化剂通过特定装置发生反应将化学能转变为电能的化学电源。氢氧燃料电池在工作时，负极通入H2，正极通入O2，氧化剂和还原剂不接触即可在电池内部发生反应生成H2O，同时产生电能。若负极通入CH4、C2H5OH等燃料，正极通入O2，二者与电池内部的KOH或H2SO4等物质的溶液发生反应生成H2O、CO2或K2CO3等。燃料电池将化学能转化为电能的转化率超过80%，远高于转化率仅为30%多的火力发电。与常规发电厂相比，燃料电池CO2排放量明显降低。
目前已研制成功Al－空气燃料电池，它可以代替汽油为汽车提供动力，也可以用做照明电源。
(1)KOH的电子式___________。
(2)上述用化学式表示的物质中，属于酸性氧化物的是___________，属于碱的是___________。
(3)足量H2SO4溶液滴加到K2CO3中的离子方程式___________。
(4)下列关于燃料电池的说法，正确的是___________。
a．燃料电池的负极发生还原反应，正极发生氧化反应
b．燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等特点
c．燃料电池属于化学电源，能将化学能转变为电能
(5)氢氧燃料电池中，当负极消耗1molH2时，则正极消耗O2的体积为___________L(标准状况)。
15．（2021·江西·宜春九中高一阶段练习）(1)利用8NH3+6NO2=7N2+12H2O可以消除氮氧化物的污染，若设计成原电池，使用2mol·L-1的KOH溶液为电解质溶液。该电池正极的电极反应式为_______，放电一段时间后，负极附近溶液pH将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示

①写出催化重整的化学方程式_______。
②电池工作时，向_______(填A或B)极移动，电极A上H2参与的电极反应为：_______。
③用电器中每转移2mol电子，理论上电极B处消耗的气体体积(标准状况下)为_______L。
16．反应Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑的能量变化趋势，如图所示：

(1)该反应为__反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是________(填字母)。
A．改锡片为锡粉 B．加入少量醋酸钠固体
C．滴加少量CuSO4 D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸
(3)若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为________极(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为______________，该极上发生的电极反应为____________________，稀硫酸的作用是传导离子、____________________，原电池工作时溶液中的移向________极移动(填正或负)。
(4)实验后同学们经过充分讨论，观察原电池反应特点，认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________。
A．CO2+H2O=H2CO3 B．NaOH+HCl=NaCl+H2O
C．2H2+O2=2H2O D．CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
以KOH为电解质溶液，在所选反应设计成原电池，该电池负极反应为：__。
17．（2021·四川遂宁·高一期末）任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。
(1)H2可用于工业合成氨气，已知拆开1mol H-H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ，形成1molN-H键会放出能量391kJ，则在反应N2+3H22NH3中，每生成2molNH3___________(填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。当在相同的条件下向容器中充入1molN2和3molH2时，它们反应对应的热量___________(填“大于”、“等于”或“小于”)你所计算出的值。
(2)用图甲、乙所示装置进行实验，请回答下列问题：

以下叙述中，正确的是___________。
a.甲中铜片是正极，乙中锌片是负极
b.两烧杯中溶液的pH均增大
c.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
d.若反应过程中有0.2mol电子转移，生成的氢气在标况下的体积均为2.24L
(3)Mg、Al设计成如由图所示原电池装置：

①若溶液为盐酸，Mg为___________极；
②若溶液为氢氧化钠溶液，负极的电极反应为___________。
(4)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用双氧水吸收SO2可消除SO2污染，设计装置如图所示。

(1)石墨1为 ______ (填“正极”或“负极”);正极的电极反应式为______。
(2)若11.2L(标准状况) SO2参与反应,则迁移H+的物质的量为______