2018年高考化学一轮总复习62a原电池化学电源习题
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课时2 原电池化学电源原电池原理及应用1.(2013·新课标全国卷Ⅰ,10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故,根据电化学原理可进行如下处理,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.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S===6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置,铝作负极,变质的银器作正极。
负极反应式为Al-3e-===Al3+,正极反应式为Ag2S+2e-===2Ag+S2-。
Al3+与S2-在溶液中不能大量共存,能发生水解相互促进反应2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)2↓+3H2S↑,故原电池总反应为2Al+3Ag2S+6H2O===6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑,故B项正确,C项错误;A 项,原电池反应是自发进行的氧化还原反应,银器中Ag2S被还原成Ag,质量减轻,A项错误;D项,黑色褪去的原因是黑色的Ag2S转化为Ag,D项错误。
答案 B2.(2015·天津理综,4)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,下列有关叙述正确的是( )A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO2-4)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡解析A项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上Cu2+得电子发生还原反应生成Cu,错误;B项,由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲池的c(SO2-4)不变,错误;C项,在乙池中Cu2++2e-===Cu,同时甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池中,则有Cu2+→Zn2+,由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的总质量增加,正确;D项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中Zn2+通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不能通过交换膜的,错误。
课时2 原电池化学电源原电池原理及应用1.(2013·新课标全国卷Ⅰ,10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故,根据电化学原理可进行如下处理,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.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S===6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置,铝作负极,变质的银器作正极。
负极反应式为Al-3e-===Al3+,正极反应式为Ag2S+2e-===2Ag+S2-。
Al3+与S2-在溶液中不能大量共存,能发生水解相互促进反应2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)2↓+3H2S↑,故原电池总反应为2Al+3Ag2S+6H2O===6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑,故B项正确,C项错误;A项,原电池反应是自发进行的氧化还原反应,银器中Ag2S被还原成Ag,质量减轻,A项错误;D项,黑色褪去的原因是黑色的Ag2S转化为Ag,D项错误。
答案 B2.(2015·天津理综,4)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,下列有关叙述正确的是( )A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO2-4)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡解析A项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上Cu2+得电子发生还原反应生成Cu,错误;B项,由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲池的c(SO2-4)不变,错误;C项,在乙池中Cu2++2e-===Cu,同时甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池中,则有Cu2+→Zn2+,由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的总质量增加,正确;D项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中Zn2+通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不能通过交换膜的,错误。
高三化学一轮复习原电池 化学电源一、选择题(每题2分)1.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( ) A .硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B .锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C .电解质溶液导电时,电能转化成化学能D .葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能2.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )A .反应CH 4+H 2O =====催化剂△3H 2+CO ,每消耗1 mol CH 4转移12 mol 电子 B .电极A 上H 2参与的电极反应为H 2+2OH --2e -===2H 2OC .电池工作时,CO 2-3向电极B 移动D .电极B 上发生的电极反应为O 2+2CO 2+4e -===2CO 2-3K]3.在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H 2O-CO 2混合气体制备H 2和CO 是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。
下列说法不正确的是( )A .X 是电源的负极B .阴极的电极反应式是H 2O +2e -===H 2+O 2-、CO 2+2e -===CO +O 2-C .总反应可表示为H 2O +CO 2=====通电H 2+CO +O 2 D .阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶14.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的S 8材料,电池反应为:16Li+xS 8=8Li 2S x (2≤x≤8)。
下列说法错误的是( )A .电池工作时,正极可发生反应:2Li 2S 6+2Li ++2e -=3Li 2S 4B .电池工作时,外电路中流过0.02 mol 电子,负极材料减重0.14 gC .石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性D .电池充电时间越长,电池中Li 2S 2的量越多5.X 、Y 、Z 、M 、N 代表五种金属,有以下反应:①Y 与M 用导线连接放入稀硫酸中,M 上冒气泡;②M 、N 为电极,与N 的盐溶液组成原电池,电子从M 极流出,经过外电路,流入N 极; ③Z +2H 2O(冷水)===Z(OH)2+H 2↑;④水溶液中,X +Y 2+===X 2++Y 。
1.有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,C极产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,D极发生氧化反应;⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液,E先析出。
据此,判断五种金属的活动性顺序是()A.A>B>C>D>E B.A>C>D>B>EC.C>A>B>D>E D.B>D>C>A>E【答案】B【解析】:选B金属与稀H2SO4溶液组成原电池,活泼金属失去电子发生氧化反应,作负极,较不活泼的金属作正极。
H+在正极电极表面得到电子生成H2,电子运动方向由负极→正极,电流方向则由正极→负极。
在题述原电池中,A―→B原电池,A为负极;C―→D原电池,C 为负极;A―→C原电池,A为负极;B―→D原电池,D为负极;E先析出,E不活泼。
综上可知,金属活动性A>C>D>B>E。
2.原电池中,B极逐渐变粗,A极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的()A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液【答案】C3.将反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。
下列说法不正确的是()A.盐桥中的K+移向FeCl3溶液B.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极【答案】D【解析】:选D A项,甲池中石墨电极为正极,乙池中石墨电极为负极,盐桥中阳离子向正极移动,所以向FeCl3溶液迁移,正确;B项,反应开始时,乙中I-失去电子,发生氧化反应,正确;C项,当电流计为零时,说明没有电子发生转移,反应达到平衡,正确;D项,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,错误。
课时4 新型化学电源1.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,降低了成本提高了效益,其原理如图所示。
下列说法错误的是( )A.Pt1电极附近发生的反应为:SO2+2H2O-2e-===SO2-4+4H+B.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-===2O2-C.该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1解析电池总反应是2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,Pt1为负极,电极反应式为:SO2+2H2O-2e-===SO2-4+4H+,Pt2为正极,电极反应式为:O2+4e-+4H+===2H2O,A、C、D正确,B错误。
答案 B2.(2015·昆明二模)利用碳纳米管能够吸附氢气,设计一种新型二次电池,其装置如图所示。
关于该电池的叙述不正确的是( )A.电池放电时K+移向正极B.电池放电时负极反应为:H2-2e-+2OH-===2H2OC.电池充电时镍电极上NiOOH转化为Ni(OH)2D.电池充电时碳纳米管电极与电源的负极相连解析本题考查二次电池的反应原理,意在考查考生对原电池原理和电解原理的理解和综合应用能力。
原电池放电时,阳离子向正极移动,A项正确;该电池中H2在负极上失电子,发生氧化反应,因电解质溶液为碱性溶液,故OH-参与反应,B项正确;放电时,正极(镍电极)上发生化合价降低的还原反应,即由NiOOH转化为Ni(OH)2,充电时正好相反,由Ni(OH)2转化为NiOOH,C项错误;充电时,该新型二次电池在外加电流的作用下,碳纳米管电极上发生还原反应,故碳纳米管电极作阴极,与电源负极相连,D项正确。
答案 C3.(2016·临沂质检)研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池,Al、C n为电极,有机阳离子与阴离子(AlCl-4、Al2Cl-7)组成的离子液体为电解质。
1、了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池概念及原理1、原电池原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是发生氧化还原反应。
2、构成条件及判断①一看反应看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
②二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
③三看是否形成闭合回路。
形成闭合回路需三个条件:a.电解质溶液;b.两电极直接或间接接触;c.两电极插入电解质溶液。
图示如下3.原电池工作原理示意图以铜锌原电池为例(1)反应原理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反应类型氧化反应还原反应电子流向由锌片沿导线流向铜片电流方向由铜片沿导线流向锌片电解质溶液中离子流电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移向盐桥中离子流向盐桥中含有饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极电池反应方程式Zn+Cu2+===Zn2++Cu(2)两个装置的比较装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,易造成能量损耗;装置Ⅱ盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区,能避免能量损耗。
(3)原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示:【说明】①在原电池装置中,电子由负极经导线流向正极,阳离子在正极上获得电子,通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路,传导电流,电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。
②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同,相加便得到总反应方程式。
③阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。
这是因为:负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子要移向正极。
2018届新人教课标Ⅰ高三化学一轮总复习资料word版:第六章第2讲部门: xxx时间: xxx制作人:xxx整理范文,仅供参考,勿作商业用途第2讲原电池化学电源[考纲要求]1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
考点一原电池及其工作原理1.概念把化学能转化为电能的装置。
2.工作原理以锌铜原电池为例3(1>一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应>。
(2>二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3>三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
b5E2RGbCAP题组一原电池工作原理的考查1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( >答案B 解读A项,电极相同不能构成原电池;C项,酒精不是电解质溶液,不能构成原电池;D项,锌与电解质溶液不反应,无电流产生。
p1EanqFDPw2.有关电化学知识的描述正确的是( > A.CaO+H2O===Ca(OH>2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能DXDiTa9E3d B.某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3>2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液RTCrpUDGiT C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D.理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池答案D解读CaO+H2O===Ca(OH>2不是氧化还原反应,KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生;作电极的不一定是金属,如石墨棒也可作电极。
5PCzVD7HxA规避原电池工作原理的4个易失分点(1>只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。
(2>电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
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原电池化学电源[选题细目表]考查知识点基础题中档题较难题1.原电池工作基本原理1、24112.新型化学电源31073.可充电电池的原理分5、6析4。
原电池电极反应式的8、9书写一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分,每小题仅有一个选项符合题意)1.如图,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为:X→外电路→YB.若两电极分别为铁和碳棒,则X为碳棒,Y为铁C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性强弱为X>Y解析:外电路电子流向为X→外电路→Y,电流方向与其相反,X极失电子,作负极,Y极发生的是还原反应,X极发生的是氧化反应。
若两电极分别为铁和碳棒,则Y为碳棒,X为铁。
答案:D2.(2016·上海卷)图1是铜锌原电池示意图.图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示()图1 图2A.铜棒的质量B.c(Zn2+)C.c(H+) D.c(SO错误!)解析:该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。
A项,在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu棒的质量不变,错误;B项,由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-===Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,错误;C项,由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,正确;D项,SO2-4不参加反应,其浓度不变,错误。
A.电解水B.水力发电C.太阳能热水器电池.对埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐的材料分析正确的是(.下列装置中能构成原电池产生电流的是().下列化学反应在理论上可设计成原电池的是(+2NaOH(aq)+2H2O(l)===2NaAlO2+KOH(aq)===KNO3(aq)+H2O(l)Δ.已知反应:Cu(s)+2Ag+(aq)===Cu2+(aq)行的氧化还原反应,将其设计成如图所示原电池。
.电极X是正极,其电极反应为Cu-2e-.银电极板质量逐渐减小,X电极质量变化.外电路中电流计的指针向银极偏转.以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+料的燃料电池可用作空军通信卫星电源,负极材料采用MnO,其工作原理如图所示。
下列说法正确的是从b极区移向a极区MnO2,MnO2既作电极材料又有催化作用O2,转移的电子为1 mol.该电池的正极反应为BH-4+8OH--8e-===BO.如图所示,在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。
①当电解质溶液为稀硫酸时,Fe电极是________(“负”)极,其电极反应式为___________________________________________________________ _____________。
②当电解质溶液为NaOH溶液时,Al电极是________(填“正”或“负”)极,其电极反应式为___________________________________________________________ _____________。
(2)若把铝改为锌,电解质溶液为浓硝酸,则Fe电极是________(填“正”或“负”)极,其电极反应式为___________________________________________________________ _____________。
9.电池在现代社会中具有极其广泛的应用。
6.2a原电池化学电源时间:45分钟满分:100分一、选择题(每题7分,共63分)1.关于原电池的叙述正确的是( )A.原电池工作时,电极上不一定都发生氧化还原反应放电B.某可逆电池充、放电时的反应式为Li1-x NiO2+x LiLiNiO2,放电时此电池的负充电极材料是Li1-x NiO2C.铅、银和盐酸构成的原电池工作时,铅板上有5.175 g铅溶解,正极上就有1120 mL(标准状况)气体析出D.在理论上可将反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0设计成原电池答案 D解析A中原电池工作时电极上一定都发生氧化反应或还原反应;B中电池放电时,负极材料是Li;C中通过计算知正极上生成的气体在标准状况下应为560 mL。
2.金属锂燃料电池是一种新型电池,比锂离子电池具有更高的能量密度。
它无电时也无需充电,只需更换其中的某些材料即可,其工作示意图如图,下列说法正确的是 ( )A.放电时,空气极为负极B.放电时,电池反应为4Li+O2===2Li2OC.有机电解液可以是乙醇等无水有机物D.在更换锂电极的同时,要更换水性电解液答案 D解析放电时,通入空气的一极为正极,A选项错误;放电时,电池总反应为4Li+O2+2H2O===4LiOH,B选项错误;不能用乙醇代替有机电解液,因为乙醇与锂反应,C选项错误;由以上分析可知,在更换锂电极的同时,要更换水性电解液,D选项正确。
3.[2017·安徽合肥高三质检]NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如图所示,该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,Y可循环使用。
下列说法正确的是( )A.放电时,NO-3向石墨Ⅱ电极迁移B.石墨Ⅱ附近发生的反应为NO+O2+e-===NO-3C.电池总反应式为4NO2+O2===2N2O5D.当外电路通过4 mol e-,负极上共产生2 mol N2O5答案 C解析以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料电池,在使用过程中,O2通入石墨Ⅱ电极,则石墨Ⅱ电极为原电池的正极,石墨Ⅰ电极为原电池的负极,NO2被氧化,N元素化合价升高,故生成的氧化物Y为N2O5。
放电时,NO-3向负极移动,即向石墨Ⅰ电极迁移,A错误;由装置图可知,O2和N2O5(Y)在石墨Ⅱ电极上发生还原反应,电极反应式为O2+2N2O5+4e-===4NO-3,B错误;电池的负极反应式为4NO2+4NO-3-4e-===4N2O5,故电池总反应式为4NO2+O2===2N2O5,C正确;当外电路中通过4 mol e-时,负极上产生4 mol N2O5,D错误。
4.如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,下列说法不正确的是( )A.该装置将化学能转化为电能B.催化剂b表面O2发生还原反应,其附近酸性增强C.催化剂a表面的反应是SO2+2H2O-2e-===SO2-4+4H+D.若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15答案 B解析由装置知,电子由a电极流向b,a为负极,是SO2发生氧化反应,电极反应为SO2+2H2O-2e-===SO2-4+4H+,b极是氧气发生还原反应,电极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,若得到的硫酸浓度仍为49%,生成100 g硫酸,其中的H2SO4为49 g,水质量为51 g,因此由电极反应知参加反应的SO2为0.5 mol,由电池反应2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,参加反应的水为0.5 mol即9 g,所以开始加入水的质量为60 g,加入SO2的质量为32 g,故参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15。
5.[2017·湖北襄阳高三调研]废水中的乙酸钠和对氯酚()可以利用微生物电池除去,其原理如图所示(设电极两边溶液分别为1 L)。
下列说法中不正确的是( )A.在微生物的作用下,该装置为原电池,B极是电池的负极B.A极的电极反应式为C.微生物相当于催化剂,促进了电子的转移D.电池的总反应实质是对氯酚被乙酸钠还原答案 B解析A项,由CH3COO-转化成CO2知,B极上发生了氧化反应,则B极为负极,氢离子向A极迁移,A极为正极,A项正确;B项,A极的电极反应式为,B项错误;C项,微生物相当于催化剂,促进了电子的转移,C项正确;D项,对氯酚被还原,乙酸钠被氧化,D项正确。
6.如图为摇摆电池的工作原理图,在充放电过程中,Li+在两极之间“摇来摇去”,其充电总反应为LiCoO2+6CLi(1-x)CoO2+Li x C6。
下列有关说法正确的是( )放电A.当B极失去x mol e-,电池消耗6 mol CB.放电时,负极反应式LiCoO2-x e-===Li(1-x)CoO2+x Li+C.充电时,A极发生氧化反应D.充电时,Li+穿过隔离膜向B极移动答案 A解析由可知,转移x mol e-会消耗6 mol C,A正确;放电时失去电子的一极为负极,即负极反应为:Li x C6-x e-===x Li++6C,B错误;充电时,B极失电子为阳极,则A极为阴极发生还原反应,C错;充电时Li+移向阴极(A极),D错误。
7.[2017·甘肃诊断性测试]据报道,以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,其负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,可用作空军通信卫星电源,其工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )A.该电池的负极反应为BH-4+8OH--8e-===BO-2+6H2OB.电池放电时Na+从b极区移向a极区C.每消耗3 mol H2O2,转移的电子为3 molD.电极a采用MnO2作电极材料答案 A解析A项,电池总反应为BH-4+4H2O2===BO-2+6H2O,正极反应为H2O2+2e-===2OH-,总反应减去正极反应即可得到负极反应,正确;B项,在电池中电极a为负极,电极b为正极,在电池放电过程中阳离子向正极移动,错误;C项,通过正极反应方程式可知,每消耗3 mol H2O2转移电子6 mol,错误;D项,电极a作负极,电极b作正极,正极用MnO2作电极,错误。
8.利用反应6NO2+8NH3===7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示,下列说法不正确的是( )A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜C.电极A极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+D.当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时,转移电子为0.8 mol答案 C解析电极反应式为负极:8NH3-24e-+24OH-===4N2+24H2O;正极:6NO2+24e-+12H 2O===3N 2+24OH -,因为为碱性介质,所以应选用阴离子交换膜;C 项,是碱性介质,OH -参与,错误;D 项,根据正极反应式转移电子为0.26×24=0.8 mol 。
9.如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )A .上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B .干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C .铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol 电子,负极质量减轻207 gD .氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案 C解析 铅蓄电池负极反应为Pb -2e -+SO 2-4===PbSO 4,通过2 mol 电子时,质量增加96 g 。
二、非选择题(共37分)10.(20分)(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填字母,下同)。
a .C(s)+H 2O(g)===CO(g)+H 2(g) ΔH >0b .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH <0c .NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H 2O(l) ΔH <0若以KOH 溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其正极的电极反应为__________________。
(2)CO 与H 2反应还可制备CH 3OH ,CH 3OH 可作为燃料使用,用CH 3OH 和O 2组成形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,则c电极是________(填“正极”或“负极”),c电极的反应方程式为______________________________________。
若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标况下的体积为________L。
答案(1)b O2+4e-+2H2O===4OH-(2)负CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+11.2解析(1)根据题中信息,设计成原电池的反应通常是放热反应,排除a,根据已学知识,原电池反应必是自发进行的氧化还原反应,排除c。
原电池正极发生还原反应,由于是碱性介质,则电极反应中不应出现H+,故正极的电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-。
(2)根据图中的电子流向知c是负极,是甲醇发生氧化反应:CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+,线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol,标况下体积为11.2 L。
11.(17分)SO2、NO x是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
(1)利用电化学原理将SO2、NO2转化为重要化工原料,装置如图所示:①若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为__________________________。
②若A为NO2,B为O2,C为HNO3,则正极的电极反应式为________________。
(2)某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。
现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y 为CO2。
在该电极上同时还引入CO2的目的是____________________________________________。
答案(1)①SO2-2e-+2H2O===SO2-4+4H+②O2+4e-+4H+===2H2O(2)在电极上与O2共同转化为CO2-3,保持熔融盐成分不变解析(1)二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸过程中,硫元素化合价升高,二氧化硫被氧化做负极。
二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸过程中,氧元素的化合价降低,氧气被还原做正极。
(2)燃料电池工作时燃料失电子,做负极,因此氢气做负极,失去电子被氧化,转化为氢离子,氢离子和碳酸根离子结合,最终转化为二氧化碳和水,氧气做正极,得到电子被还原,转化为氧负离子,氧负离子和二氧化碳结合,最终转化为碳酸根离子,进而保证了电解质熔融盐成分不变。