高中化学学业水平专题原电池和化学电源(基础)
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2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《原电池与化学电源》【知识梳理】一、原电池负极正极2原理的应用一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大。
如在 Zn 与稀硫酸反应时 加入少量CuSO 4 溶液能使产生H 2 的反应速率加快两种金属分别作原电池的两极,一般作负极的金属比作正极的金属活泼使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。
如要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极设计制作化学电源,设计原电池时,负极材料确定之后,正极材料的选择范围较广,只要合理都可以,电解质溶液一般能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能 与负极发生反应(如空气中的氧气)例题1、下列说法正确的是。
①电池工作时,负极失去的电子均通过溶液转移到正极上 ②在原电池中失去电子的一极是阴极,发生的是还原反应③原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成④铝比铁活泼,但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀⑤将铝片和镁片用导线连接后,插入盛有 NaOH 溶液,铝作负极 ⑥电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极 ⑦原电池工作时,正极和负极上发生的都是氧化还原反应⑧锌、铜和盐酸构成的原电池工作时,锌片上有 6.5 g 锌溶解,正极上就有 0.1 g 氢气生成 ⑨原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动⑩锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加⑪盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子⑫原电池装置 中,电极Ⅰ上发生还原反应作原电池的负极[指点迷津]原电池基础知识的易错点:(1) 负极本身不一定都参加反应,如燃料电池中,作为负极的材料本身并不参加反应。
(2) 忽视电极材料与电解质溶液的反应关系,容易误写电极反应式,如Al 负极,在酸性溶液中生成Al 3+,在碱性溶液中生成 AlO -。
第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应,一般是活泼性强的金属与电解质反应。
(2)电极,一般是活泼性不同的两电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质。
(4)形成闭合回路。
3.工作原理(以铜锌原电池为例)。
(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2+直接接触,会有部分Zn与Cu2+直接反应,部分化学能转化为热能;②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2+的直接反应而造成能量损耗,电流稳定,且持续时间长。
(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2++2e-电极反应Zn-2e-===Zn2+===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。
③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。
4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱:原电池中,负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。
(2)加快化学反应速率:氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。
(3)用于金属的防护:将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源。
【判一判】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应,此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中,发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池,Mg一定作负极()(4)原电池工作时,电子从负极流出经导线流入正极,再通过电解质溶液流回负极()(5)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动()(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料:Zn。
高二化学电源原电池知识点化学电源是指通过化学反应产生电流的装置,也被称为电池。
电池是现代社会中广泛应用的电能源,广泛应用于手机、电脑、手表等电子设备中。
在高中化学学习中,电源原电池是一个重要的知识点,本文将介绍与高二化学电源原电池相关的几个知识点。
1. 原电池的定义与组成原电池是由两种不同金属通过电解质连接而成的电池。
由于两种金属的化学性质不同,金属中的自由电子在电解质的影响下产生移动,形成电流。
原电池由金属片和电解质构成,其中金属片又分为原电极正极和原电极负极。
2. 原电池的工作原理原电池工作时,正极金属发生氧化反应,负极金属发生还原反应。
正极金属的电子被氧化成离子,并释放出电子。
这些电子通过外部电路流向负极金属,与负极金属中的离子发生还原反应。
整个过程中,金属通过电解质的传导使电子流动,从而产生电流。
3. 原电池的电动势和方向原电池的电动势是指原电池正极和负极之间的电势差,通常用E表示。
电动势决定了原电池的产生电流的能力,单位是伏特(V)。
电动势的方向与电流方向相同,即电流从正极流向负极。
4. 原电池的浓差电池和金属电池原电池可以分为浓差电池和金属电池两种类型。
浓差电池是利用电解质浓度差异产生电动势的电池,常见的浓差电池有酸浓差电池和氧化还原浓差电池。
金属电池是利用金属之间的氧化还原反应产生电动势的电池,例如铜锌电池和锂离子电池。
5. 原电池的电化学符号表示法为了简化原电池的表示,人们采用了电化学符号表示法。
以锌铜电池为例,锌作为负极金属被表示为Zn,铜作为正极金属表示为Cu,二者之间的电解质用“||”表示。
锌铜电池的符号表示为Zn | | Cu。
这种表示法能够清晰地表达原电池的组成和连接方式。
6. 原电池的电化学实验在化学实验中,可以通过原电池进行一些实验,例如测量电动势、观察金属溶解和析出等现象。
通过电化学实验可以验证原电池的工作原理和电动势的大小,进一步加深对原电池的理解。
7. 原电池的应用原电池是一种常见的电源装置,在日常生活和工业生产中都有广泛应用。
高考总复习原电池和化学电源【考纲要求】1.了解原电池的工作原理。
2.能写出原电池的电极反应式和反应的总方程式。
3.能根据氧化还原反应方程式设计简单的原电池。
4.能根据原电池原理进行简单计算。
5.熟悉常见的化学电源(一次电池、二次电池和燃料电池),能分析常见化学电池工作原理,了解废旧电池回收的意义。
【考点梳理】考点一、原电池的概念1.能量的转化原电池:将化学能转变为电能的装置。
电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
2.工作原理设计一种装置,使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能,即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使电子转移经过导线,在一定条件下形成电流。
电子从负极(较活泼金属)流向正极(较不活泼金属或碳棒),负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子以下是锌铜原电池装置示意图:3.原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。
原电池中两极活泼性相差越大,电池电动势就越高。
(2)电解质溶液,电解质中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
(3)导线将两电极连接,形成闭合回路。
(4)有能自发进行的氧化还原反应。
4.原电池的判断方法(1)先分析有无外接电池,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池。
(2)多池相连,但无外电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。
5判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极阴离子移向的负极阳离子移向的正极电解质溶液中离子定向移动方向发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极6.原电池中带电粒子的移动方向在原电池构成的闭合电路中,有带电粒子的定向移动。
备战2023年高考化学精选考点专项突题集(新高考地区)专题12 原电池及化学电源【基础题】1.(2022·山东淄博·二模)利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。
下列说法错误的是A.电流方向:B电极→用电器→A电极B.B电极反应式为O2+4H++4e-=2H2OC.A电极反应式为:-4e-→+4H+D.若有机物为葡萄糖C6H12O6,处理0.25mol时,会有6molH+透过质子交换膜迁移【答案】C【解析】A.由图分析可知:A电极为负极,B为正极,故电流由B电极→用电器→A电极,A项正确;B.由图示知,B极反应物为氧气,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,B项正确;C.由A选项分析知,A是负极,结合图示,电极反应式为-2e-=+2H+,C项错误;D.由反应C6H12O6+6O2→6CO2↑+6H2O可知1mol葡萄糖反应,转移24mol电子,电极反应也要转移24mol电子,处理0.25mol C6H12O6时,电解质溶液中转移6molH+,D项正确;答案选C。
2.(2022·上海徐汇·二模)在硫酸盐还原细菌的作用下,深埋地下的铁管道与土壤中的硫酸根离子会发生电化学腐蚀,其原理如图所示。
下列说法正确的是A.铁管道发生的是吸氧腐蚀B.铁管道附近土壤的pH会减小C.铁管道上镀锌可以延缓管道的腐蚀D .输送高温水蒸汽的铁管道也会发生该类型腐蚀【答案】C【解析】根据图示可知该电化学腐蚀中,硫酸根离子得电子生成硫离子,电极反应式为:2--2--42SO +8e +4H O=S +8OH ,铁管道做负极,发生失电子的氧化反应生成亚铁离子,据此结合电化学腐蚀原理分析解答。
A .根据上述分析可知,铁管道正极不是氧气得电子,发生的不是吸氧腐蚀,A 错误;B .根据铁管道的正极反应:2--2--42SO +8e +4H O=S +8OH 可知,该腐蚀会使铁管道附近土壤的pH 会增大,B 错误;C .锌的金属活动性大于铁的,所以铁管道上镀锌,锌隔绝了铁与外界的接触,既使锌破损,锌做负极,铁做正极,被保护,可以延缓管道的腐蚀,C 正确;D .高温下,水蒸气与铁发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气,与上述类型腐蚀不同,D 错误;答案选C 。
课时28原电池、化学电源(含燃料电池)知识点一原电池的工作原理及应用【考必备·清单】1.原电池(1)概念:原电池是把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件电极两极为导体,且存在活动性差异溶液两极插入电解质溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生氧化还原反应(3)工作原理(以锌、铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu 电极质量变化减小增大反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极a.连接内电路形成闭合回路。
盐桥作用b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。
(4)负极与正极①负极:发生氧化反应或电子流出的电极。
②正极:发生还原反应或电子流入的电极。
(5)两个移动方向①电子定向移动方向和电流方向a.电子从负极流出经外电路流入正极;b.电流从正极流出经外电路流入负极;故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
②离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2-4),阳离子向正极移动(如Zn2+和H+,溶液中H+在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。
[名师点拨]①自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应,也可以是电极与溶解的O2等发生反应,如将铁与石墨相连插入食盐水中。
②无论是原电池还是电解池,电子均不能通过电解质溶液。
③双液铜、锌原电池(带盐桥)比单液原电池的最大优点是Zn与氧化剂(Cu2+)不直接接触,仅有化学能转化为电能,避免了能量损耗,故电流稳定,放电时间长。
2.原电池原理的四大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,形成原电池时会使反应速率加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A溶解,而B上有气体放出,则说明A作负极,B作正极,即可以断定金属活动性:A>B。
第二讲 原电池 化学电源【真题速递】1.(2019.全国Ⅲ卷)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn (3D −Zn )可以高效沉积ZnO 的特点,设计了采用强碱性电解质的3D −Zn —NiOOH 二次电池,结构如下图所示。
电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放充电电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
A. 三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积,所沉积的ZnO 分散度高B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH −(aq)−e −NiOOH(s)+H 2O(l)C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e−ZnO(s)+H 2O(l)D. 放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区 【答案】D 【解析】A 、三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积,吸附能力强,所沉积的ZnO 分散度高,A 正确;B 、充电相当于是电解池,阳极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH ,电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH -(aq)-e -=NiOOH(s)+H 2O(l),B 正确;C 、放电时相当于是原电池,负极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+2OH -(aq)-2e -=ZnO(s)+H 2O(l),C 正确;D 、原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则放电过程中OH -通过隔膜从正极区移向负极区,D 错误。
2.(2019.全国1卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。
下列说法错误的是A. 相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B. 阴极区,氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+2H ++2MV +C. 正极区,固氮酶催化剂,N 2发生还原反应生成NH 3D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【答案】B 【解析】由生物燃料电池的示意图可知,左室电极为燃料电池的负极,MV +在负极失电子发生氧化反应生成MV 2+,电极反应式为MV +—e —= MV 2+,放电生成的MV 2+在氢化酶的作用下与H 2反应生成H +和MV +,反应的方程式为H 2+2MV 2+=2H ++2MV +;右室电极为燃料电池的正极,MV 2+在正极得电子发生还原反应生成MV +,电极反应式为MV 2++e —= MV +,放电生成的MV +与N 2在固氮酶的作用下反应生成NH 3和MV 2+,反应的方程式为N 2+6H ++6MV +=6MV 2++NH 3,电池工作时,氢离子通过交换膜由负极向正极移动。
16.1.3原电池原理的应用与化学电源(练好题)原卷版
基础过关
1.下列有关电池的叙述不正确的是
()
A.水果电池是方便实用的家用电池
B.铅蓄电池是一种常用的二次电池
C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置
D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄
2.某原电池总反应的离子方程式是:Zn +Cu 2+===Zn 2++Cu ,利用该反应设计成原电池。
则该电池的正极、负极和电解质溶液依次是(
)A.Zn 、Cu 、ZnSO 4
B.Zn 、Cu 、CuCl 2
C.Cu 、Zn 、ZnCl 2
D.Cu 、Zn 、CuSO 4
3.如图为锌、铜水果电池装置示意图,下列说法正确的是(
)A.铜片为负极,发生还原反应
B.锌片上发生还原反应:Zn -2e -===Zn 2+
C.该装置将电能转变为化学能
D.电子由锌片沿导线流向铜极
4.某同学设计的原电池装置如图所示。
电池工作时,下列说法正确的是(
)
A.锌片作正极
B.盐酸作为电解质溶液
C.电能转化为化学能
D.电子由铜片经导线流向锌片
5.过量铁与少量稀硫酸反应,为了加快反应速率,但是又不影响生成氢气的总量,可以采取的措施是
()
A.加入适量NaCl 溶液
B.加入适量的水。
【巩固练习】一、选择题:(每题只有1个选项符合题意)1.下列反应不可用于设计成原电池的是()A.CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2OB.2CH3OH+3O2==2CO2+4H2OC.Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑D.4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)32.下图中能组成原电池产生电流的是( )3.下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu电极上产生大量气泡的是()4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )A.a > b > c > d B.a > c > d > b C.c > a > b .> d D.b > d > c > a5.100 mL浓度为2 mol/L的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成H2的总量,可采用的方法是()A.加入适量6 mol/L的盐酸B.加入几滴CuCl2溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的NaCl溶液6.将等质量的两份锌粒a、b,分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,下列各图为产生氢气体积V与时间t的关系,其中正确的是()7.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即构成甲烷燃料电池。
已知通入CH4的一极,其电极反应式是:CH4+10OH――8e-=CO32-+7H2O;通入O2的另一极,其电极反应式是:O2+2H2O+4e=4OH-,下列叙述不正确...的是A.通入CH4的电极为负极B.正极发生氧化反应C.此电池工作时溶液中阴离子向负极移动D .该电池使用一段时间后应补充KOH8.右图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H +→Zn 2++H 2↑,下列说法错误的是A .a 、b 不可能是同种材料的电极B .该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸C .该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸D .该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸9.高功率Ni/MH (M 表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。
总反应方程式如下: M OH Ni 2)( NiOOH+MH下列叙述正确的是 ( )A .放电时正极附近溶液的碱性增强B .放电时负极反应为:M+H 2O+e=MH+OH -C .充电时阳极反应为:NiOOH+H 2O+e -=Ni(OH)2+OH -D .放电时每转移1mol 电子,正极有1mol NiOOH 被氧化10.某可充电的锂离子电池以LiMn 2O 4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li +导电固体为电解质。
放电时的电池反应为:Li+LiMn 2O 4=Li 2Mn 2O 4。
下列说法正确的是A .放电时,LiMn 2O 4发生氧化反应B .放电时,正极反应为:Li ++LiMn 2O 4+e -=Li 2Mn 2O 4C .充电时,LiMn 2O 4发生氧化反应D .充电时,阳极反应为:Li ++e -=Li11.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为:Zn+2MnO 2+2H 2O==2MnOOH +Zn(OH)2。
则下列对该电池的电极反应书写正确的是( )A .负极反应为Zn -2e -==Zn 2+B .负极反应为Zn+2H 2O -2e -==Zn(OH)2+H +C .正极反应为2MnO 2+2H ++2e -==2MnOOHD .正极反应为2MnO 2+2H 2O+2e -==2MnOOH+2OH -12.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni 2O 3+3H 2O==Fe(OH)2+2Ni(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Ni 2O 2、负极为FeB .电池放电时,负极反应为Fe+2OH --2e -==Fe(OH)2C .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)2+2OH --2e -==Ni 2O 3+3H 2O13.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为:4Al+3O 2+6H 2O==4Al(OH)3,下列说法不正确的是( )A .正极反应为:O 2+2H 2O+4e -==4OH -B .电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C .以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积D .该电池通常只需更换铝板就可继续使用14.研究人员最近发现了一种“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:5MnO 2+2Ag +2NaCl=Na 2Mn 5O 10+2AgCl ,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )A .正极反应式:Ag +Cl --e -=AgCl充电 放电B.每生成1mol Na2Mn5O10转移2mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物15.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+。
下列有关说法正确的是A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应是:O2+4e-+2H2O=4OH-16.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。
下列说法正确的是A.NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,正极反应都为O2+2H2O+4e-=4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极17.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH―向正极移动D.总反应为:2Li+2H2O==2LiOH+H2↑18.下列各项正确的是()二、填空题19.已知原电池总反应式为:CH4+2O2==CO2+2H2O,分别写出在下列环境中该原电池的电极反应式。
(1)电解质溶液为KOH溶液负极:____________;正极:____________。
(2)电解质溶液为稀硫酸负极:____________;正极:____________。
【答案与解析】一、选择题1.A【解析】要把一个反应设计成原电池,该反应必须是自发氧化还原反应。
但是A的反应为非氧化还原反应,所以不能设计成原电池。
2.B【解析】A、D两项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池。
B项符合构成原电池的条件,且Zn能与H2SO4溶液反应,两电极发生的反应分别是Zn-2e-==Zn2+,2H++2e -==H2↑。
C项中酒精不是电解质,且与Cu不能反应。
3.A【解析】铜、银属于不活泼金属,不能与稀H2SO4发生自发反应,故B、C不能构成原电池;Zn比氢活泼,A中能够形成闭合回路,而D却不能形成闭合回路。
4.B5.B【解析】加入适量6 mol/L的盐酸,增大了溶液中c (H+)和n (H+),反应速率加快,产生H2的量也增多,所以A不符合题意;加入适量蒸馏水或加入适量的NaCl溶液后,溶液中c (H+)降低,反应速率减慢;加入几滴CuCl2溶液,锌置换出少量铜,锌、铜在盐酸中构成原电池,加快了反应速率,但不影响产生H2的量,故B正确。
6.A【解析】向a中加入少量的CuSO4溶液,则有Zn+Cu2+==Zn2++Cu,消耗一部分Zn而使产生的H2总量减少,但生成的Cu附于Zn表面上形成Cu-Zn原电池,加快了反应速率,因此曲线a的斜率大于曲线b的斜率。
7.B8.A9.A10.B【解析】A项,放电时,LiMn2O4发生还原反应;C项,充电时,应为Li2Mn2O4发生氧化反应;D项,充电时,应为阴极反应:Li++e-==Li 。
注意:放电时负极被氧化,充电时阴极被还原。
11.D【解析】由于所给电池的电解质溶液为氢氧化钾溶液,所以该电池为碱性电池。
在书写碱性电池的电极反应式时,方程式中不得出现H+,因此立即排除B、C。
在碱性电池中,负极的Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH-结合为Zn(OH)2,因此A错误。
12.C【解析】由放电时的反应可以得出铁作还原剂失去电子,Ni2O3作氧化剂得到电子,因此选项A、B均正确;充电可以看做是放电的逆过程,即阴极为原来的负极,因为电池放电时,负极反应为:Fe+2OH――2e―==Fe(OH)2,所以电池充电过程中阴极反应为Fe(OH)2+2e―==Fe+2OH―,因此电池充电过程中,阴极附近溶液的pH会升高,选项C不正确;同理分析选项D正确。
13.B【解析】此电池在工作时,电子由铝电极沿导线流向铂电极,电流方向是电子流动方向的反方向,即由铂电极沿导线流向铝电极。
14.B【解析】由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物,即银做负极,产物AgCl是氧化产物,A、D都不正确;在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应,所以阳离子向电池的正极移动,C错误;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价,所以每生成1mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(4-18/5)×5=2mol,因此选项B正确。
15.C【解析】本题考查的是原电池和电解池原理。
原电池中H+移向电池的正极,A项错误;该原电池的总反应为乙醇的燃烧方程式,C项正确,用C项的方程式进行判断,有0.4 mol的电子转移,消耗氧气为0.1mol,B项错误;酸性电池不可能得到OH—,D项错误。
16.A18.C17.C【解析】C项是错误的,因为原电池放电时OH―是向负极移动的。
这种电池名称叫锂水电池,可推测其总反应为:2Li+2H2O==2LiOH+H2↑。
再写出其电极反应如下:(―)2Li―2e―==2Li+(+)2H2O+2e―==2OH―+H2↑结合选项分析A、B、D项都是正确的。
二、填空题19.(1)负极:CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O 正极:2O2+4H2O+8e-==8OH-(2)负极:CH4+2H2O-8e-==CO2+8H+正极:2O2+8H++8e-==4H2O【解析】根据总反应式可知,甲烷在反应中被氧化,因此应在负极上反应;氧气在反应中被还原,应在正极上反应。