高一化学化学电源
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1原电池原理的应用与化学电源
1(2021-2022高一下·江苏盐城·期末)如图所示装置中,观察到M棒变粗,N棒变细,由此判断下表
中所列M、N、P物质,其中可以成立的是
选项MNP
A
银锌硝酸银溶液
B
铜铁稀盐酸
C
锌铜稀硫酸溶液
D
锌铁硝酸铁溶液
【答案】A
【解析】该装置没有外接电源,所以是原电池,负极材料比正极材料活泼,且负极材料是随着反应的进行质
量减少,正极材料质量增加,根据题意可知,N极是负极,M极是正极,N极材料比M极活泼,以此来解析;
A.N为锌,M为银,N极材料比M极材料活泼,M极上有银析出,所以M质量增加,A符合题意;
B.M极发生的反应为2H+
+2e-
=H
2↑,有气体生成,M质量不变,B不符合题意;
C.M为锌,N为铜,M极材料比N极活泼,C不符合题意;
D.M为锌,N为铁,M极材料比N极活泼,D不符合题意;
故选A。
2(2022-2023高一下·黑龙江齐齐哈尔八校联考·期末)如图为某原电池,下列相关说法中不正确的是
A.该原电池中Cu为正极
B.Zn极发生氧化反应
C.随着反应的进行n(SO2-
4)始终保持不变
D.若有1mol电子流过导线,则产生的H
2体积为22.4L
【答案】D
【分析】该装置为原电池,Zn为负极,电极反应为Zn-2e-
=Zn2+
,Cu为正极,电极反应为2H+
+2e-
=H
2
↑。
【解析】A.根据分析,Cu为原电池的正极,A正确;
B.根据分析,Zn为负极,负极失电子发生氧化反应,B正确;
2C.原电池的总反应为Zn+2H+
=Zn2+
+H
2↑,没有消耗SO2-
4,因此n(SO2-
4)始终保持不变,C正确;
D.若有1mol电子流过导线,根据转移电子守恒,生成H
2的物质的量为0.5mol,选项中未说明标况,因此
无法计算H
2体积,D错误;
故选D。
3(2022-2023高一下·四川省成都·期末)关于如图所示装置的叙述确的是
A.两装置均能将化学能转化为电能B.两装置中锌片均发生还原反应
C.图2溶液中SO2-
4向铜片迁移D.图2中溶解6.5g锌时转移电子0.2mol
高一化学原电池试题答案及解析
1. 下面几种情况,能够形成原电池的是( )
【答案】C
【解析】A、两电极都是Fe,活泼性相同,不能形成原电池,错误;B、Zn电极没有深入到电解质溶液中,断路,不能形成原电池,错误;C、具备原电池形成的条件,可形成Zn、Fe原电池,正确;D、烧杯中盛放的是酒精,不是电解质溶液,不能形成原电池,错误。
【考点】本题考查原电池形成的条件。
2. 氢氧燃料电池是一种新能源。下图为氢氧燃料电池示意图。下列说法不正确的是
A.电子由B极通过导线流向A极
B.A极是负极,B极是正极
C.该装置能将化学能转化为电能
D.产物为无污染的水,属于环境友好电池
【答案】A
【解析】氢氧燃料电池中,氢气发生氧化反应,通氢气的A极为原电池的负极,氧气发生还原反应,通氧气的B极为原电池的正极。A、电子由负极通过导线流向正极,即由A极通过导线流向B极,错误;B、A极是负极,B极是正极,正确;C、该装置能将化学能转化为电能,正确;D、产物为无污染的水,属于环境友好电池,正确。
【考点】考查氢氧燃料电池。
3. 关于下图所示装置(盐桥含KCl)的叙述,正确的是
A.铜离子在铜片表面被氧化
B.铜作阳极,铜片上有气泡产生
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.右侧烧杯中,SO42-的物质的量几乎不变,K+的数目增多
【答案】D
【解析】A、铜作正极,铜离子在铜片表面发生还原反应,错误;B、原电池中Zn作负极,Cu作正极,无气泡产生,错误;C、电流从正极向负极流动,所以应是从铜片经导线流向锌片,错误;D、反应本质是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,SO42-的物质的量几乎不变,原电池中,盐桥中的K+向正极移动,所以右侧烧杯中的K+的数目增多,而硫酸根离子的数目几乎不变,正确,答案选D。
【考点】考查原电池反应原理的应用,电极的判断,离子的移动
4. 现有A、B、C、D四种金属片:
①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中,B表面变黑并逐渐溶解;
原电池复习
一、原电池基本知识:必须掌握(两套装置、一个原理、四种化学电源)
单液原电池 双液原电池
基本装置 构成条件 两极一液一连接、
自发的氧化还原反应。 两极两液双连接
自发的氧化还原反应。 优点 电流强度大 (1)能量转化率高(氧化剂和还原剂不接触)
(2)电流持续、稳定 缺点 (1)能量转化率低(氧化剂和还原剂直接接触)
(2)电流不稳定。 电流强度小
工作原理
电极名称判断 1、由电极材料判断(通常活泼金属做负极)
2、由电极反应判断(通常由电极现象判断电极反应。如:通常质量减小的电极为负极,质量增加或有气体产生的电极为正极)
3、由工作原理判断(电子、电流、离子的移动方向) 电极反应式的书写 负极:氧化反应+后续反应
正极:还原反应+后续反应 总反应式书写
应用
设计化学电源:(必须掌握四种化学电源电极反应式的书写)
(1)锌锰碱性干电池
(2)银锌纽扣电池
(3)氢氧燃料电池(酸性和碱性)
(4)铅蓄电池
加快反应速率
金属的腐蚀和保护
常见的电池及电极反应书写方法
一、一次电池
1.锌锰干电池
负极材料:Zn筒;正极材料:碳棒;电解液:?MnO2、NH4Cl?以及ZnCl2和淀粉等
负极:Zn - 2e == Zn2+
正极:2NH4+ + 2MnO2 + 2e - == 2NH3 + Mn2O3 + H2O
总反应:2NH4+ + 2MnO2 + Zn == Mn2O3 + Zn2+ + 2NH3 + H2O
2.碱性锌锰电池(简称碱锰电池)
用KOH电解质溶液代替上述NH4Cl溶液作电解质溶液,电池的能量和放电电流都能得到显著的提高。
负极:Zn + 2OH- - 2e == Zn(OH)2
正极:2MnO2 + 2H2O + 2e - == 2MnO(OH) + 2OH-
3.Ag-Zn原电池(纽扣电池)
负极材料:Zn;正极材料:Ag2O;电解质溶液:KOH溶液
6.3.2化学电源
1.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想将其变废为宝,以下他的想法你认为不正确的是( )
A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B.碳棒取出洗净用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用
D.电池内部填有NH4Cl等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用
2.下列关于化学电源的说法正确的是( )
A.干电池放电之后还能再充电
B.充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能
C.充电电池可以无限制地反复放电、充电
D.氢氧燃料电池是一种环境友好型电池
3.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是负极 ②海水是电解质溶液 ③铝合金电极发生还原反应
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
4.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,电池放电时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列对电池放电时的分析正确的是( )
A.Pb为正极被氧化
B.电子从PbO2流向外电路
C.SO2-4向PbO2处移动
D.电解质溶液pH不断增大
5.LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.a处通入氧气,b处通入氢气
B.通入H2的电极发生反应:H2-2e-===2H+
C.通入O2的电极为电池的正极
D.该装置将化学能最终转化为电能
6.镍镉(Ni-Cd)可充电电池可以发生反应:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知,该电池的负极材料是( )
A.Cd B.NiO(OH)
C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2
7.(双选)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图,下列判断不正确的是( )