PAGEPAGE5第六章第2講原電池化學(xué)電源1．下列裝置中，都伴隨有能量變化，其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?)解析：D[A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項(xiàng)是將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能；C項(xiàng)是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能。]2．(2018·北京朝陽一模)如圖為鋅銅原電池裝置圖，下列說法不正確的是()鋅銅原電池裝置A．電子經(jīng)導(dǎo)線由Zn極流向Cu極B．該裝置的總反應(yīng)Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuC．一段時間后，A池帶正電荷，B池帶負(fù)電荷D．取出鹽橋，電流計指針不再偏轉(zhuǎn)解析：C[鹽橋中陽離子移向B池，陰離子移向A池，起到平衡電荷的作用，故A池和B池中溶液仍然保持電中性。]3．某原電池總反應(yīng)的離子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()A．正極是Cu，負(fù)極是Fe，電解質(zhì)是FeCl3溶液B．正極是C，負(fù)極是Fe，電解質(zhì)是Fe(NO3)3溶液C．正極是Fe，負(fù)極是Zn，電解質(zhì)是Fe2(SO4)3溶液D．正極是Ag，負(fù)極是Fe，電解質(zhì)是FeCl3溶液解析：C[C項(xiàng)的總反應(yīng)式為3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋，故選C項(xiàng)。]4．用氟硼酸(HBF4，屬于強(qiáng)酸)代替硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優(yōu)良，總反應(yīng)方程式為：Pb＋PbO2＋4HBF4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Pb(BF4)2＋2H2O，Pb(BF4)2為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)。下列說法正確的是()A．放電時，負(fù)極反應(yīng)為：PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2OB．充電時，當(dāng)陽極質(zhì)量增加23.9g時轉(zhuǎn)移0.4mol電子C．放電時，正極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH增大D．充電時，Pb電極與電源的正極相連解析：C[放電時，負(fù)極上應(yīng)該是金屬鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋，產(chǎn)生1molPbO2，增重1mol×239g/mol＝239g，轉(zhuǎn)移電子2mol，當(dāng)陽極質(zhì)量增加23.9g時轉(zhuǎn)移0.2mol電子，B錯誤；放電時正極上發(fā)生還原反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O，氫離子濃度減小，所以pH增大，C正確；充電時，Pb電極和電源的負(fù)極相連，D錯誤。]5．下面是幾種常見的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是()A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207gD．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源解析：C[選項(xiàng)A正確。在干電池中，Zn作負(fù)極，被氧化，B正確。氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)，且工作的最終產(chǎn)物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，D正確。C項(xiàng)忽略了硫酸鉛在該極上析出，該極質(zhì)量應(yīng)該增加而非減小。]6．一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為在酸性溶液中甲醇與氧氣作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()請回答下列問題：(1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的鋅銅原電池中，硫酸是____________，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸，硫酸的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VOeq\o\al(＋,2))為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)的，電池總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))V2＋＋VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋。放電時的正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，充電時的陰極反應(yīng)式為____________________。放電過程中，電解液的pH________(填“升高”、”降低”或“不變”)。(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是________(填字母)。a．VOeq\o\al(＋,2)、VO2＋混合液 B．V3＋、V2＋混合液c．VOeq\o\al(＋,2)溶液 D．VO2＋溶液e．V3＋溶液f．V2＋溶液(4)能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是________。解析：(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時的正極反應(yīng)為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O；充電時，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3＋得電子生成V2＋的反應(yīng)。(3)充電時陽極反應(yīng)式為VO2＋＋H2O－e－=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋，故充電完畢的正極電解液為VOeq\o\al(＋,2)溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2＋溶液，故正極電解液可能是選項(xiàng)a、c、d。(4)充電和放電過程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H＋可以通過隔膜。答案：(1)電解質(zhì)溶液抑制硫酸亞鐵的水解(2)VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OV3＋＋e－=V2＋升高(3)acd(4)H＋13．(導(dǎo)學(xué)號27346684)SO2、CO、CO2、NOx是對環(huán)境影響較大的幾種氣體，對它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。(1)利用電化學(xué)原理將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料，裝置如圖所示：①若A為CO，B為H2，C為CH3OH，則通入CO的一極為________極。②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。③若A為NO2，B為O2，C為HNO3，則正極的電極反應(yīng)式為________。(2)碳酸鹽燃料電池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì)，操作溫度為650℃，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣(CO、H2的體積比為1∶1)直接作燃料，其工作原理如圖所示。①電池總反應(yīng)為________________________________________________________________________。②以此電源電解足量的硝酸銀溶液，若陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6g，則陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。電解后溶液體積為2L，溶液的pH約為____________。(3)某研究小組利用下列裝置用N2O4生產(chǎn)新型硝化劑N2O5。①現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。在該電極上同時還引入CO2的目的是________________________________________________________________________。②電解過程中，生成N2O5的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①一氧化碳和氫氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醇的過程中氫元素的化合價升高，碳元素的化合價降低，因此氫氣被氧化，通H2的一極為負(fù)極，一氧化碳被還原，通CO的一極為正極。②二氧化硫、氧氣和水反應(yīng)生成硫酸的過程中，硫元素化合價升高，二氧化硫被氧化，通SO2的一極為負(fù)極。③二氧化氮、氧氣和水反應(yīng)生成硝酸的過程中，氧元素的化合價降低，氧氣被還原，通O2的一極為正極。(2)一氧化碳和氫氣按物質(zhì)的量之比1∶1混合，再與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水。電解硝酸銀溶液陰極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，生成21.6g銀時轉(zhuǎn)移0.2mol電子，根據(jù)得失電子守恒可知，陽極生成氧氣0.05mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L。生成氫離子0.2mol，c(H＋)＝eq\f(0.2mol,2L)＝0.1mol·L－1，溶液的pH＝1。(3)燃料電池工作時燃料失電子，作負(fù)極，因此氫氣作負(fù)極，失去電子被氧化，轉(zhuǎn)化為氫離子，氫離子和碳酸根離子結(jié)合，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，氧氣作正極，得到電子被還原，轉(zhuǎn)化為氧負(fù)離子，氧負(fù)離子和二氧化碳結(jié)合，最終轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，進(jìn)