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1、第二講 原電池 化學電源 一、選擇題 1．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為： Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有關該電池的說法不正確的是 (　　) A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe B．電池放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D．電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 解析　A項，由電池反應可知，Ni2O3→Ni(OH)2，Ni的化合價由＋3價→＋2價，化合 價降低，發(fā)

2、生還原反應，故Ni2O3為正極，F(xiàn)e→Fe(OH)2，F(xiàn)e的化合價由0價→＋2價， 化合價升高，發(fā)生氧化反應，故Fe為負極，正確；B項，負極發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e＋ 2OH－－2e－===Fe(OH)2，正確；C項，陰極發(fā)生還原反應，F(xiàn)e(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－， c(OH－)增大，溶液的pH增大，故錯誤；D項，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為2Ni(OH)2 ＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正確。 答案　C 2．下列化學電池不易造成環(huán)境污染的是 (　　) A．氫氧燃料電池 B．鋅錳電池 C．鎳鎘電池 D．鉛蓄

3、電池 解析　重金屬離子都會造成污染。 答案　A 3．結合下圖判斷，下列敘述正確的是 (　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護 B．Ⅰ和Ⅱ中負極反應均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍色沉淀 解析　形成原電池活潑金屬作負極，正極均被保護，A正確；Ⅰ中負極為活潑金屬Zn，B 錯誤；Ⅱ中是酸性溶液，電極反應式中不能有OH－生成，C錯誤；Ⅰ中無Fe2＋生成，所 以無藍色沉淀生成，D錯誤。 答案　A 4．根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是(雙選)

4、 (　　) A．燒杯a中的溶液pH升高 B．燒杯b中發(fā)生氧化反應 C．燒杯a中發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2 D．燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl－－2e－===Cl2 解析　由圖知，燒杯b中的Zn棒失去電子，發(fā)生氧化反應，電子轉移到Fe棒上，燒杯 a中通入的氧氣在Fe棒表面得電子生成氫氧根離子，使a中溶液的pH升高。所以正確 的選項為A、B。 答案　AB 5．關于鉛蓄電池的說法正確的是 (　　) A．在放電時，正極發(fā)生的反應是Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s) B．在放電時，該電池的負極材料是鉛板 C．在充電時，電

5、池中硫酸的濃度不斷變小 D．在充電時，陽極發(fā)生的反應是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq) 解析　A項中電池放電時正極應發(fā)生還原反應，電極反應為：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－ ===PbSO4＋2H2O；C項中電池充電時硫酸的濃度應不斷增大；D項中電池充電時陽極應 發(fā)生PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。 答案　B 6．某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H＋，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H2＋O2===2H2O，下列有關說法正確的是 (　　) 　　　　　　　　　 A．電子通過外電路從b極流向a極 B

6、．b極上的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過固體酸電解質傳遞到b極 解析　由電池總反應方程式及原電池原理可知，充入H2的一極即a極是負極，充入O2 的一極即b極是正極；電子由負極經(jīng)外電路流向正極；電池內部陽離子即H＋移向正極， 正極即b極的電極反應式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A項、B項錯誤，D項正確。 C項沒有指明標準狀況，故C項錯誤。 答案　D 7．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳

7、導O2－。下列對該燃料電池說法不正確的是 (　　) A．在熔融電解質中，O2－移向負極 B．電池的總反應是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O C．通入空氣的一極是正極，電極反應為：O2＋4e－===2O2－ D．通入丁烷的一極是正極，電極反應為：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O 解析　由原電池原理知陰離子移向負極，A正確；原電池反應就是一個氧化還原反應， 只是氧化反應和還原反應分別在兩極進行，由丁烷的燃燒反應知，該電池的總反應為： 2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，且丁烷失電子，O2得電子，故選D

8、。 答案　D 8．固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯—氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是 (　　) A．有O2放電的a極為電池的負極 B．有H2放電的b極為電池的正極 C．a(chǎn)極對應的電極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．該電池的總反應方程式為：2H2＋O2===2H2O 解析　H2在O2中燃燒的方程式為2H2＋O22H2O，所以氫氧燃料電池的總方程式為 2H2＋O2===2H2O，D對；而O

9、2為氧化劑，在正極反應，所以a極為正極，A錯；因反 應介質中沒有水，所以正極反應式為O2＋4e－===2O2－，C錯；根據(jù)總反應寫出負極反應 式為2H2＋2O2－－4e－===2H2O；H2為負極反應物，B錯。 答案　D 二、非選擇題 9．Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質，可通過下列方法制備：在KOH溶液中加入適量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反應溫度為80 ℃，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反應完全后，過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應方程式為2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O 回答下列問題

10、： (1)上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是__________________________________ ___________________________________________________________________________。 (2)銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2轉化為Ag，負極 的Zn轉化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應方程式：________________________________。 (3)準確稱取上述制備的樣品(設僅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g，在一定的條件下完全分解為 Ag

11、和O2，得到224.0 mL O2(標準狀況下)。計算樣品中Ag2O2的質量分數(shù)(計算結果精確 到小數(shù)點后兩位)。 解析　(1)反應的產(chǎn)物中有K2SO4，只要洗滌液中不存在SO，即可證明沉淀已經(jīng)洗滌完 全(反應后溶液中有KOH，只要洗滌液中不存在OH－，即可證明沉淀已洗滌完全)。 答案　(1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁， 表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色， 表示已洗滌完全) (2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag (3)n(O2)＝＝1.000×

12、10－2mol 設樣品中Ag2O2的物質的量為x，Ag2O的物質的量為y。 解得 w(Ag2O2)＝＝＝0.91。 10．Zn-MnO2干電池應用廣泛，其電解質溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負極材料是________。電池工作時，電子流向 ________(填“正極”或“負極”)。 (2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2＋，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是 ____________________。欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填代號)。 a．NaOH b．Zn c．Fe

13、 d．NH3·H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式 是________。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為________g。 解析　(1)原電池的負極是發(fā)生氧化反應的一極：Zn－2e－===Zn2＋；電池工作時，電子是 從負極流向正極。 (2)Zn與Cu2＋發(fā)生氧化還原反應，生成的Cu附著在Zn的表面構成銅 鋅原電池，加快反應速率，從而加快Zn的腐蝕。(3)電解池的陰極是發(fā)生還原反應的一 極：2H＋＋2e－===H2↑；每生成1 mol MnO2需轉移2 mol電子，故每通過2 mol電子， 理

14、論上生成1 mol MnO2，質量為87 g。 答案　(1)Zn(或鋅)　正極 (2)鋅與還原出的銅構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕　b (3)2H＋＋2e－===H2↑　87 11．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。 裝置 現(xiàn)象 二價金屬A不斷溶解 C的質量增加 A上有氣體產(chǎn)生 根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題： (1)裝置甲中負極的電極反應式是________________________________________________________________________。 (2)裝置乙中正極的電極反應式是_________________

15、_______________________________________________________。 (3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (4)四種金屬活潑性由強到弱的順序是___________________________。 解析　甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極、B 為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負極，活潑性B>C；丙中A上 有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H＋的消耗，pH變大。 答案　(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===C

16、u (3)變大　(4)D>A>B>C 12．Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解質溶液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應可表示為：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。 請回答下列問題： (1)電池的負極材料為________________，發(fā)生的電極反應式為________________； (2)電池正極發(fā)生的電極反應式為______________________________________________； (3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果 把少

17、量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是________________，反應的化學方程式為_________； (4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是________________。 解析　(1)、(2)電池負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應。(3)由NaOH與SOCl2反應 的產(chǎn)物為Na2SO3、NaCl可知，SOCl2與水反應生成SO2和HCl。(4)由于電池材料易與 水、O2反應。 答案　(1)鋰　Li－e－===Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ (3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味的氣體生成　SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑　(4)鋰是活潑 金屬，易與H2O、O2反應；SOCl2也可與水反應