9/9第10周·周末作業(yè)原電池一、選擇題1.電池對環(huán)境的污染目前還沒有被人們充分的認(rèn)識到,下列有關(guān)電池污染及回收的有關(guān)敘述正確的是()A.電池一般比較小,即使埋到土壤中也不會造成太大危害B.廢舊電池可以直接通過燃燒的方式銷毀C.電池不僅污染土壤,也污染地下水D.電池回收的主要目的是為了提取里面的銀、汞等金屬2.一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+2Fe3+Zn2++2Fe2+,該反應(yīng)的原電池的組成正確的是()ABCD正極ZnAgCuCu負(fù)極CuCuZnZn電解質(zhì)溶液FeCl3H2SO4CuSO4FeCl33.圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實(shí)驗(yàn)時流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示()A.鋅棒的質(zhì)量 B.c(Zn2C.pH D.c(SO44.某化學(xué)興趣小組為了探究電極材料在原電池中的作用,設(shè)計并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:實(shí)驗(yàn)編號電極材料電解質(zhì)溶液電流表指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨NaOH溶液下列說法不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)1中Al電極作正極B.實(shí)驗(yàn)3中“電流表指針偏轉(zhuǎn)方向”為偏向AlC.實(shí)驗(yàn)2中電解質(zhì)溶液中H+移向Cu電極D.實(shí)驗(yàn)3中Al電極的電極方程式:Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-5.下面是幾種常見的化學(xué)電源示意圖。有關(guān)說法錯誤的是()A.上述電源分別屬于一次電池、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.鉛蓄電池中每通過2mole-,負(fù)極減輕207gD.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源6.二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合,原理如圖所示。下列說法正確的是()A.該電池放電時電子從Pt2電極經(jīng)過外電路流向Pt1電極B.Pt1電極是正極C.Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2OD.相同條件下,放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為1∶27.科學(xué)家研發(fā)了一種可植入體內(nèi)的燃料電池,血糖(葡萄糖)過高時會激活電池產(chǎn)生電能,刺激人工模擬胰島B細(xì)胞釋放胰島素,降低血糖水平。電池工作原理的模擬裝置如圖(G—CHO代表葡萄糖)。下列說法錯誤的是()A.血糖正常時,該燃料電池不工作B.電池工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C.外電路中電流的方向:納米Cu(2)電極→胰島B細(xì)胞→納米Cu(1)電極D.放電時納米Cu(2)電極發(fā)生的反應(yīng)為G—CHO+H2O-2e-G—COOH+2H+8.我國科技工作者設(shè)計工作原理如圖所示的方案,實(shí)現(xiàn)對廢水中有機(jī)物的無害化處理。下列說法錯誤的是()A.工作時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.N極上的電極反應(yīng)為CrO42?+3e-+4H2OCr(OH)3↓+5OHC.工作中Ⅰ區(qū)電解質(zhì)溶液pH會增大D.工作時,Ⅱ區(qū)溶液中n(Na+)、n(Cl-)會減小二、非選擇題9.(12分)某實(shí)驗(yàn)探究小組制作蘋果電池,并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。①按照圖甲所示,連接好鐵釘、銅釘、導(dǎo)線和耳機(jī),且斷開開關(guān)K。②將鐵釘、銅釘插入蘋果中的不同位置,戴上耳機(jī),再將開關(guān)K不斷地合上、斷開,可聽到耳機(jī)中“嚓、嚓、嚓……”的聲音。③按照圖乙所示,將電池與耳機(jī)連在一起,也將開關(guān)K不斷地合上、斷開,也可聽到耳機(jī)中“嚓、嚓、嚓……”的聲音。請回答下列問題:(1)第②步操作中出現(xiàn)“嚓、嚓、嚓……”的聲音的原因是。

(2)假設(shè)蘋果中的電解液是酸溶液(可簡單用H+表示),則負(fù)極反應(yīng)式為;正極反應(yīng)式為。

(3)第③步操作的目的是。

(4)若第②步操作中鐵釘、銅釘相互接觸,則(填“能”或“不能”)聽到耳機(jī)中“嚓、嚓、嚓……”的聲音,原因是。

10.(15分)為驗(yàn)證不同化合價鐵的氧化還原能力,利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)電池裝置中,鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并且電遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù),鹽橋中應(yīng)選擇作為電解質(zhì)。

陽離子Li+Na+Ca2+K+u∞×108/(m2·s-1·V-1)4.075.196.597.62陰離子HCONOCl-SOu∞×108/(m2·s-1·V-1)4.617.407.918.27(2)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍?鹽橋中的陽離子進(jìn)入電極溶液中,電池工作過程中左邊電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加,右邊電解質(zhì)溶液質(zhì)量。(填“增大”“不變”或“減小”)

(3)電池反應(yīng)一段時間后,測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L-1。石墨電極上未見Fe析出?？芍?石墨電極溶液中c(Fe2+)=。

(4)根據(jù)(2)、(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可知石墨電極的電極反應(yīng)式為,鐵電極的電極反應(yīng)式為。

(5)實(shí)驗(yàn)前需要對鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液,將鐵電極浸泡一段時間,鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是。

第10周·周末作業(yè)1.選C電池含有重金屬,埋到土壤中會造成土壤、水體污染,故A錯誤;廢舊電池燃燒污染環(huán)境,一般通過回收集中處理,故B錯誤;廢舊電池中的重金屬元素會通過滲液污染土壤和地下水,故C正確;電池回收的主要目的是防止污染環(huán)境,故D錯誤。2.選D根據(jù)總反應(yīng),鋅發(fā)生氧化反應(yīng),所以鋅是負(fù)極;Fe3+發(fā)生還原反應(yīng),說明含有Fe3+的鹽溶液是電解質(zhì),故D正確。3.選A在銅鋅原電池圖1中,Zn為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-Zn2+;Cu為正極,發(fā)生反應(yīng)2H++2e-H2↑。隨著流入正極電子物質(zhì)的量增多,即鋅棒不斷溶解,鋅棒質(zhì)量不斷減小,與圖2曲線變化相符,A正確;因?yàn)閆n-2e-Zn2+,隨著流入正極電子物質(zhì)的量增多,反應(yīng)生成的Zn2+增多,c(Zn2+)應(yīng)增大,與圖2曲線變化不符,B錯誤;由于正極反應(yīng)消耗H+,隨著流入正極電子物質(zhì)的量增多,溶液中c(H+)減小,pH應(yīng)增大,與圖2曲線變化不符,C錯誤;SO42?不參與原電池反應(yīng),其濃度不變,與圖24.選B金屬與酸構(gòu)成的原電池中,活潑金屬作負(fù)極,則實(shí)驗(yàn)1中Mg的活動性大于Al,Mg電極作負(fù)極:Mg-2e-Mg2+,Al電極作正極2H++2e-H2↑,故A正確;實(shí)驗(yàn)3中發(fā)生2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,所以鋁是負(fù)極,根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和2可知,電流表偏向正極,所以實(shí)驗(yàn)3中“電流表指針偏轉(zhuǎn)方向”為偏向石墨,故B錯誤;金屬與酸構(gòu)成的原電池中,活潑金屬作負(fù)極,則實(shí)驗(yàn)2中Al的活動性大于Cu,Cu電極作正極,實(shí)驗(yàn)2中電解質(zhì)溶液中H+移向Cu電極,故C正確;根據(jù)選項(xiàng)B的分析,可知實(shí)驗(yàn)3中Al為負(fù)極,電極的電極方程式:Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-,故D正確。5.選C由裝置可知三種電源分別為一次電池、二次電池和燃料電池,故A正確;干電池中Zn作負(fù)極,失電子,逐漸溶解,因此長時間使用后,鋅筒被破壞,故B正確;鉛蓄電池負(fù)極反應(yīng)為Pb-2e-+SO42?PbSO4,每通過2mole-,負(fù)極增重96g,故C錯誤;氫氧燃料電池總反應(yīng)為2H2+O22H2O,產(chǎn)物無污染,且能量轉(zhuǎn)化率高,是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源,故D正確。6.選C該電池為原電池,Pt1電極上二氧化硫失電子生成硫酸,Pt1是負(fù)極,電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O4H++SO42?;Pt2電極上氧氣得電子生成水,Pt2是正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O。電池總反應(yīng)為2SO2+O2+2H2O2H2SO4。Pt1是負(fù)極、Pt2是正極,該電池放電時電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,故電子從Pt1電極經(jīng)過外電路流向Pt2電極,A、B錯誤;Pt2是正極,Pt2電極氧氣得電子生成水,電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2O,C正確;總反應(yīng)為二氧化硫和氧氣、水反應(yīng)生成硫酸,反應(yīng)方程式為2SO2+O2+2H2O2H2SO4,相同條件下,放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1,D錯誤。7.選C燃料電池通入氧化劑的電極為正極,氧氣發(fā)生還原反應(yīng)生成水,納米Cu(2)為負(fù)極,G—CHO被氧化為G—COOH,電極反應(yīng)式:G—CHO+H2O-2e-G—COOH+2H+。血糖(葡萄糖)過高時會激活電池產(chǎn)生電能,血糖正常時,該燃料電池不工作,故A正確;電池工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故B正確;外電路中電流的方向是從正極流向負(fù)極,故外電路中電流流向:Cu(1)極→胰島B細(xì)胞→Cu(2)極,故C錯誤;負(fù)極附近G-CHO被氧化,放電時納米Cu(2)電極發(fā)生的反應(yīng)為G—CHO+H2O-2e-G—COOH+2H+,故D正確。8.選C由圖可知,外電路接有用電器,此裝置應(yīng)該是原電池,所以它是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故A正確;N極上CrO42?轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3,Cr的化合價從+6價轉(zhuǎn)化為+3價,得到3e-,所以Ⅲ區(qū)是正極,根據(jù)電荷守恒原則,產(chǎn)物產(chǎn)生OH-,故B正確;Ⅰ區(qū)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳,碳元素化合價升高,一定是負(fù)極,失去電子,生成H+,pH降低,故C錯誤;工作時,Ⅰ區(qū)產(chǎn)生H+,Ⅲ區(qū)產(chǎn)生OH-,為平衡兩邊電荷,Ⅱ區(qū)的鈉離子和氯離子分別移向Ⅲ區(qū)和Ⅰ區(qū),故9.解析:(1)蘋果、導(dǎo)線、鐵釘、銅釘、耳機(jī)形成原電池,電路中有電流通過。(2)鐵做負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,銅作正極,蘋果中的電解液是酸溶液,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑。(3)圖乙裝置可以和圖甲作對比,通過出現(xiàn)相同現(xiàn)象證明甲中形成原電池。(4)若第②步操作中鐵釘、銅釘相互接觸,相當(dāng)于電池的正負(fù)極直接接觸,造成短路,外電路中無電流通過,不能聽到耳機(jī)中“嚓、嚓、嚓……”的聲音。答案:(1)蘋果、導(dǎo)線、鐵釘、銅釘、耳機(jī)形成的閉合回路中有電流通過(2)Fe-2e-Fe2+2H++2e-H2↑(3)使圖甲、圖乙裝置形成對比(4)不能鐵釘和銅釘相互接觸,造成短路現(xiàn)象10.解析:鐵電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,石墨電極反應(yīng)Fe3++e-Fe2+。(1)鹽橋是雙液原電池中保證電路通路的裝置,鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),Li+、Na+、Ca2+和K+在溶液中相對穩(wěn)定,不會與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但HCO3?能與Fe2+反應(yīng)生成FeCO3,SO42?與Li+、Na+、Ca2+和K+的電遷移率相差較大,且CaSO4微溶,則陰離子應(yīng)該選擇Cl-,與Cl-(2)石墨為原電池的正極,鐵電極為負(fù)極,原電池內(nèi)部陰離子移向負(fù)極,即鹽橋中的陰離子向鐵電極作定向移動,進(jìn)入鐵電極溶液中,鹽橋中的陽離子進(jìn)入石墨電極溶液中,鐵電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,電池工作過程中左邊電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加,石墨電極反應(yīng)Fe3++e-Fe2+,右邊電解質(zhì)溶液質(zhì)量不變。(3)鐵電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,石墨電極反應(yīng)Fe3++e-Fe2+,鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L-1,根據(jù)電荷守恒可知,則石墨電極溶液中c(Fe2+)增加了0.04mol·L-1,原溶液中c(Fe2+)為0.05mol·L-1,則石墨電極溶液中c(Fe2+)=0.04mol·L-1+0.05mol·L-1=0.09mol·L-1。(4)根據(jù)(2)、(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,石墨電極為正極,電極反應(yīng)為Fe3++e-Fe2+,鐵電極為負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe