原电池 化学电源1.依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列有关说法中错误的是( )A．电解质溶液Y是CuSO4溶液B．电极X的材料是CuC．银电极为电池的正极，其电极反应为Ag＋＋e－===AgD．外电路中的电子是从X电极流向Ag电极2．根据如下图，下列判断中正确的是( )A．烧杯a中的溶液pH降低B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑3．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是( )A．①③②④ B．①③④②C．③④②①D．③①②④4.铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是( )A．放电时，N为负极，其电极反应式为：PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2OB．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加C．充电时，阳极反应式为：PbSO4＋2e－===Pb＋SOD．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO25．(2022·马鞍山模拟)下图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是( )A．原电池工作时的总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应一定为放热反应B．原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C．原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深\nD．如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极6．(2022·全国卷Ⅱ)2022年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移7．(2022·江门质检)LiSO2电池具有输出功率高且低温性能好的特点，其电解质为LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，Li＋可在其中移动。电池总反应式为2Li＋2SO2Li2S2O4。下列有关该电池的说法正确的是( )A．放电时Li＋向正极移动B．该电池溶剂可用水替代C．该电池放电时，1molSO2参与反应，转移2mole－D．充电时，阳极发生还原反应8.(2022·南昌模拟)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是( )A．K与N连接时，能量由电能转化为化学能B．K与N连接时，H＋向负极区迁移C．K与M连接时，所用电源的a极为负极D．K与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大9．(2022·威海模拟)瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是( )A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a\nB．电极b是正极，O2－由电极a流向电极bC．电极a的反应式为CH4＋4O2－―8e－===CO2＋2H2OD．当固体电解质中有1molO2－通过时，转移4mol电子10．(2022·福建高考)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是( )A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子11．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是________。A．a电极是负极，OH－移向负极B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．电池总反应式为：2H2＋O22H2OD．电解质溶液的pH保持不变E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置(2)上图右边装置中盛有100mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时，此时AgNO3溶液的pH＝________(溶液体积变化忽略不计)。Ⅱ.已知甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为______________________________，正极的反应式为________________________________________________________________________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1\nkJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。12．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为____________________；(2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________________；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为________________________________；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________________________________________________________。13．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)____________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过________mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为____________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因________________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式________________________________________________________________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________。\n(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是________________，电极反应为__________________；乙装置中石墨(1)为________极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为______________，产物常用____________________检验，反应的离子方程式为_________________________。答案1．选A 由电极反应可知，电解质溶液应为AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。2．选B Zn比Fe活泼，所以Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，反应后溶液pH升高。3．选B ①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极；①③相连时，①为负极；②④相连时，②上有气泡，说明④为负极；③④相连时，③的质量减少，说明③为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由强到弱的顺序为①③④②，选项B正确。4．选D 充电时，若N连电源正极，则该极为阳极，电极反应产物为PbO2，D正确。5．选C 由图可知：原电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，自发进行且放热的反应才能设计成原电池，A正确，Zn比Cu活泼，故作负极，失电子发生氧化反应，B正确，C不正确；Fe也不如Zn活泼，故Zn电极依然作负极，D正确。6．选C 图示所给出的是原电池装置。C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。7．选A 在原电池内部的电解质溶液中，阳离子向正极移动，A正确。8．选C C项正确，充电时，二氧化铅作为原电池的正极连接到电源的正极，所以b是正极，a是负极。9．选C 甲烷所在的电极a为负极，电极反应为CH4＋4O2－―8e－===CO2＋2H2O，C正确。10．选D 电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液有0.01molCl－参与反应生成AgCl沉淀，还有0.01molH＋通过阳离子交换膜进入右侧溶液，故D项正确。11．解析：Ⅰ.(2)右池为电解池，其电极反应为：阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时，转移电子数为0.01mol，右池中共消耗0.01molOH－，故生成0.01molH＋，c(H＋)＝＝0.1mol·L－1，pH＝1。Ⅱ.该燃料电池的理论效率＝×100%≈96.6%。答案：Ⅰ.(1)CD (2)1Ⅱ.CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O 96.6%12．解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2\n和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成。答案：(1)Li Li－e－===Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应13．解析：(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28g·mol－1·x，正极增重32g·mol－1·x，28x＋32x＝12，x＝0.2mol。答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2(2)2H＋＋2e－===H2↑ 酸性NH＋H2ONH3·H2O＋H＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋(3)溶液变红 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 阴2Cl－－2e－===Cl2↑ 湿润淀粉碘化钾试纸Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
