第一節(jié)原電池素養(yǎng)提升練第四章化學(xué)反應(yīng)與電能一、選擇題1．化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是(

)(建議用時(shí)：40分鐘)A．圖甲：溶液中Zn2＋向Cu電極方向移動(dòng)，外電路電流由Cu流向ZnB．圖乙：正極的電極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－C．圖丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會(huì)變薄D．圖?。簽榱嗽鰪?qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力，通常使用98%的濃硫酸解析 98%的濃硫酸幾乎不電離，所以導(dǎo)電能力很差，D不正確。解析答案2.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298K時(shí)，在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋。某化學(xué)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示的原電池裝置。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(

)A．該原電池的正極反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋B．左邊燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C．該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D．該電池總反應(yīng)：3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋答案解析 Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn為負(fù)極，A錯(cuò)誤；Fe3＋被還原為Fe2＋，溶液紅色逐漸褪去，B正確；鉑電極作正極，無(wú)氣泡放出，C錯(cuò)誤；該電池總反應(yīng)：Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，D錯(cuò)誤。解析3．環(huán)境友好型鋁碘電池電解液為AlI3溶液，已知電池總反應(yīng)為2Al＋3I2===2AlI3。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋B．該電池的正極材料不能是鎂C．消耗相同質(zhì)量金屬時(shí)，用鋰作負(fù)極時(shí)，產(chǎn)生電子的物質(zhì)的量比鋁多D．該電池的正極材料是碘答案解析

由總反應(yīng)式知A正確；由鎂比鋁活潑及鎂也能與I2反應(yīng)知B正確；轉(zhuǎn)移1mole－消耗鋰、鋁的質(zhì)量分別為7g、9g，故C正確；碘不是導(dǎo)體，故不能作電極材料，D錯(cuò)誤。解析4．用于潛航器的鎂－過(guò)氧化氫燃料電池工作原理如圖所示。以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A．電池的負(fù)極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋B．電池工作時(shí)，H＋向負(fù)極移動(dòng)C．電池工作一段時(shí)間后，溶液的pH增大D．電池總反應(yīng)式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O答案解析 Mg－H2O2燃料電池中Mg作負(fù)極：Mg－2e－===Mg2＋，Pt作正極：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，總反應(yīng)式為Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使c(H＋)減小，pH增大，且H＋移向正極，B項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。[歸納總結(jié)]常見(jiàn)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(1)根據(jù)裝置書(shū)寫電極反應(yīng)式首先判斷該電池所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)，從而確定兩個(gè)半反應(yīng)即電極反應(yīng)。解析(2)給出總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式各類電極反應(yīng)式的一般書(shū)寫步驟：①列出物質(zhì)，標(biāo)出電子的得失；②看環(huán)境，配守恒；③兩式加，驗(yàn)總式。解析解析答案解析

放電時(shí)負(fù)極b發(fā)生反應(yīng)Cr2＋－e－===Cr3＋，A、B錯(cuò)誤；電池放電時(shí)，電路中每通過(guò)0.1mol電子，F(xiàn)e3＋的物質(zhì)的量減少0.1mol，D錯(cuò)誤。解析6．一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng)B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－答案解析

原電池中陽(yáng)離子移向正極，故H＋應(yīng)向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；酸性溶液中，正極電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，消耗O20.1mol，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L，B錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式與負(fù)極反應(yīng)式相加可得電池總反應(yīng)為CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，C正確。解析7．下面是利用鹽橋電池從某些含碘鹽中提取碘的兩個(gè)裝置，下列說(shuō)法中不正確的是(

)A．兩個(gè)裝置中石墨Ⅰ和石墨Ⅲ作負(fù)極B．碘元素在裝置①②中都被氧化C．①中MnO2的電極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2OD．反應(yīng)①、②中生成等量的I2時(shí)，導(dǎo)線上通過(guò)的電子數(shù)之比為1∶5答案解析

裝置①中碘離子失電子被氧化，裝置②中碘酸鈉得電子被還原，故B錯(cuò)誤。解析答案9.已知氧化性：Au3＋＞Ag＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞Cr3＋＞Ti2＋＞Zn2＋。現(xiàn)有如圖所示的電化學(xué)裝置，下列敘述中正確的是(

)A．若X為Ti，則Y極的電極反應(yīng)式可能是Zn－2e－===Zn2＋B．若X為Cr，則Y可以選Zn或TiC．若Y為Cu，則X極的電極反應(yīng)式可能是Cr－3e－===Cr3＋D．若Y為Pb，則Xn＋(aq)中陰離子數(shù)會(huì)減少答案10．(2023·河南省豫北名校高三測(cè)評(píng))第二代鈉離子電池是負(fù)極為鑲嵌在硬碳中的鈉、正極為錳基高錳普魯士白{Na2Mn[Mn(CN)6]}的一種新型二次電池，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．放電時(shí)，B極的電勢(shì)高于A極B．放電時(shí)，正極反應(yīng)為Mn[Mn(CN)6]＋2Na＋＋2e－===Na2Mn[Mn(CN)6]C．充電時(shí)，Na＋穿過(guò)離子交換膜在B極上得電子D．充電時(shí)，A極接外加電源的正極答案解析

由圖可知，放電時(shí)，B極是原電池負(fù)極，鑲嵌在硬碳中的鈉失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子，電極反應(yīng)式為Na－e－===Na＋，A極是正極，在鈉離子作用下，Mn[Mn(CN)6]在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Na2Mn[Mn(CN)6]，電極反應(yīng)式為Mn[Mn(CN)6]＋2Na＋＋2e－===Na2Mn[Mn(CN)6]，充電時(shí)，A極與直流電源的正極相連，作電解池的陽(yáng)極，B極為陰極。由分析可知，放電時(shí)，B極是原電池負(fù)極，A極是正極，原電池中正極電勢(shì)高于負(fù)極，則A極的電勢(shì)高于B極，故A錯(cuò)誤。解析答案解析12．(2023·浙江強(qiáng)基聯(lián)盟高三聯(lián)考)利用如圖所示裝置可以將非氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池——濃差電池。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)存在濃度差，導(dǎo)致半電池上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)程度不同，從而產(chǎn)生電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是(

)A.①號(hào)電池中，電極B上產(chǎn)生H2B．①號(hào)電池中，電解質(zhì)A中陽(yáng)離子通過(guò)鹽橋流入電解質(zhì)BC．②號(hào)電池中，若氫氣壓強(qiáng)p1<p2，則A為負(fù)極D．③號(hào)電池中，電池總反應(yīng)為H＋＋OH－===H2O，電極B為負(fù)極答案編號(hào)電極A電解質(zhì)A電解質(zhì)B電極B①Pt/H2(g)H＋(aq)OH－(aq)Pt/H2(g)②Pt/H2(g，p1)H＋(aq，c)H＋(aq，c)Pt/H2(g，p2)③Pt/O2(g)H＋(aq)OH－(aq)Pt/O2(g)二、非選擇題13．鋁作為一種應(yīng)用廣泛的金屬，在電化學(xué)領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)某同學(xué)根據(jù)氧化還原反應(yīng)2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu設(shè)計(jì)如圖1所示的原電池。①Z的化學(xué)式為_(kāi)_________________，電極Y的材料為_(kāi)_____。②X電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________。(2)新型電池中的鋁電池類型較多。①Al-空氣燃料電池可用作電動(dòng)汽車的電源，該電池多以NaOH溶液為電解液。電池工作過(guò)程中電解液的pH_______(填“增大”“減小”或“不變”)。CuSO4(合理即可)AlCu2＋＋2e－===Cu減?、贏l-Ag2O電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖2所示。該電池反應(yīng)為2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________；當(dāng)電極上析出1.08gAg時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)_______mol。0.01解析14.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為該電池的工作原理示意圖，該電池的電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：(1)氫氧燃料電池放電時(shí)能量轉(zhuǎn)化形式主要是_______________________，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開(kāi)________________________________(用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________。(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開(kāi)_____________________________________________________________________________。(4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b(表達(dá)形式合理均可)H2＋2OH－－2e－===2H2O增大電極單位面積吸附H