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1、第18講 原電池原理
1．下列為原電池裝置的是( )
圖K18－1
2．圖K18－2為銅鋅原電池的示意圖，下列說法正確的是( )
圖K18－2
A．銅片為負極
B．銅片逐漸溶解
C．鋅片發(fā)生還原反應
D．該裝置能將化學能轉(zhuǎn)化為電能
3．(雙選)在銅鋅原電池中，鋅電極上發(fā)生的反應為Zn－2e－===Zn2＋，則( )
A．鋅電極為負極
B．鋅電極為正極
C．反應中Zn被氧化
D．反應中Zn被還原
4．圖K18－3表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關說法正確的是( )
圖K18－3
A．該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕
B．正極為C，發(fā)生的
2、反應為氧化反應
C．在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕
D．正極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
5．用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂—KNO3的U形管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是( )
①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極
②正極反應為：Ag＋＋e－===Ag
③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作
④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
6．圖K18－4實驗為研究金屬腐蝕的實驗。下列相關說法正確的是( )
圖K18－4
3、
A．該實驗研究的是金屬的吸氧腐蝕
B．鐵表面的反應為Fe－3e－===Fe3＋
C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)
D．食鹽水中有氣泡逸出
7．[2013·廣東六校聯(lián)考] (雙選)燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應從而將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質(zhì))的說法中正確的是( )
A．負極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．負極反應為CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
C．放電時溶液中的陰離子向負極移動
D．隨著放電的進行，溶液的pH不發(fā)生改變
8．原電池的電極名稱不僅與電極材料性質(zhì)有
4、關，也與電解質(zhì)溶液有關。下列不正確的是( )
A．由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，負極反應式為：Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，負極反應式為：Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，負極反應式為：Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，負極反應式為：Cu－2e－===Cu2＋
9．[2012·肇慶二模] “固體離子導體”是因為離子能在固體中遷移傳遞電荷。如圖K18－5，空氣中的O2與AlI3在聚四氟乙烯膜中反應生成I2，I2與Ag形成原電池，在RbAg4I5晶體中遷移的離
5、子全是Ag＋。下列說法中錯誤的是( )
圖K18－5
A．電流從銀電極流向石墨電極
B．Ag＋從下往上移動
C．石墨電極為正極，銀電極為負極
D．銀電極的電極反應式：Ag－e－===Ag＋
10．圖K18－6表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設計的一種新型二次電池。下列敘述正確的是( )
圖K18－6
A．電池放電時K＋移向負極
B．電池放電時負極反應為：H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．電池充電時鎳電極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2
D．電池充電時碳納米管電極與電源的正極相連
11．(1)在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液
6、為酸性，負極的反應式為________________________________________________________________________，
正極的反應式為________________________________________________________________________。
已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為____________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部
7、能量之比)。
(2)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：
NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M
①電池放電時，負極的電極反應式為________________________________________________________________________。
②充電完成時，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極
8、反應式為________________________________________________________________________。
12．某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。
(1)如圖K18－7為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應：(用離子方程式表示)________________________________________________________________________
設計的原電池裝置，反應前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導線中通過________mol電子。
圖K18－7
(2)其他條件不變，若將Cu
9、Cl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為________________________________________________________________________，
這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學們對此做了多種假設，某同學的假設是：“溶液中的＋3價鐵被氧化為更高價態(tài)?！比绻?價鐵被氧化為FeO，試寫出反應的離子方程式__________________________________
10、______________________________________。
(3)如圖K18－8所示，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨連成n形，一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是________________________________________________________________________，
電極反應為________________________________________________________________________；
乙裝置中石墨(1)為________(填“正”、“負”、“陰”或“陽”)。
圖
11、K18－8
1．A [解析] B項，乙醇是非電解質(zhì)，不能形成閉合回路；C項，Zn、Cu之間沒有用導線相連或接觸，也不能形成閉合回路；D項，Cu、Cu的性質(zhì)相同，外電路中沒有電子得失。
2．D [解析] 該裝置為原電池，將化學能轉(zhuǎn)化為電能；鋅片上流出電子，發(fā)生氧化反應，逐漸溶解，則鋅片為負極；銅片上流入電子，銅片為正極，本身不反應，但溶液中H＋移向正極并在正極上得到電子，發(fā)生還原反應，放出氫氣。
3．AC [解析] Zn極電子流出為負極，發(fā)生氧化反應，反應中Zn被氧化；Cu極電子流入為正極發(fā)生還原反應。
4．D [解析] 鋼鐵在海水中發(fā)生的吸氧腐蝕，A項錯誤；鋼鐵在酸性條件下發(fā)生析氫
12、腐蝕， C項錯誤；鋼鐵腐蝕的本質(zhì)就是鐵失去電子被氧化，作負極，而氧氣在正極(鋼鐵中的碳)發(fā)生還原反應，D項正確。
5．C [解析] 該原電池中Cu作負極，Ag作正極，負極反應式 Cu－2e－===Cu2＋，正極反應式Ag＋＋e－===Ag，因此②對；在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以①錯；沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以③錯；無論是否為原電池，反應實質(zhì)相同，均為氧化還原反應，所以④對。
6．A [解析] NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，A項正確；鐵為負極，發(fā)生反應為Fe－2e－===Fe2＋，B項錯誤；鐵板中的碳作正極，電極反應為O2＋4e－＋2H2
13、O===4OH－，因正極反應需要氧氣參加，故溶液周邊接觸空氣處顯堿性，首先變紅，C項錯誤；反應整個過程中沒有氣體生成，因此D項錯誤。
7．BC [解析] 負極發(fā)生氧化反應，而非還原反應，故A錯；放電時生成水，消耗氫氧化鈉，則溶液的堿性減弱，pH減小，故D錯。
8．C [解析] Al比Cu活潑，在由Al、Cu、稀硫酸組成原電池中，Al作負極，其電極反應為Al－3e－===Al3＋，A正確；雖然Mg比Al活潑，但由于Mg不與NaOH溶液反應，而Al能與NaOH溶液反應，所以由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，Al為負極，其電極反應為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，B正確；Fe
14、比Cu活潑，由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，F(xiàn)e為負極，電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，C錯；Al在濃硝酸中被鈍化，因此Al、Cu、濃硝酸組成原電池，Cu為負極，D項正確。
9．A
10．B [解析] 原電池的負極發(fā)生失電子氧化反應，即產(chǎn)生陽離子或消耗陰離子，而溶液是呈電中性的，故陽離子會移向正極，而陰離子會移向負極，A項錯誤；電池充電的過程實質(zhì)上就是電解的過程，但要注意電池的正負極分別與電源的正負極連接，此時鎳電極做陽極，發(fā)生氧化反應，C、D項錯誤。
11．(1)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ O2＋6H＋＋6e－===3H2O 96.6%
(2)①
15、MH＋OH－－e－===M＋H2O
②2H2O＋O2＋4e－===4OH－
[解析] (1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應式為：CH3OH＋O2===CO2＋2H2O……①，酸性條件下該燃料電池的正極反應式為O2＋6H＋＋6e－===3H2O……②，①－②得電池負極反應式為：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋；該燃料電池的理論效率為×100%＝96.6%。
(2)①蓄電池放電時是原電池、充電時是電解池。根據(jù)原電池中“負氧化、正還原”，電解池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律，在分清楚是原電池還是電解池的基礎上并結合電解質(zhì)溶液顯堿性，可寫出該蓄電池放電時負極的電極反應式為MH＋OH－－
16、e－===M＋H2O。
②中陰極的電極反應有兩個，第一階段是充電時的反應式，由①中的方法不難確定為M＋H2O＋e－===MH＋OH－，第二階段為吸收氧氣的電解反應式，由題意氧氣在陰極上被還原，結合該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為OH－，所以其電解反應式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
12．(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2
(2)2H＋＋2e－===H2↑ 酸性 2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16 H＋
(3)溶液變紅 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 陰
[解析] (1)根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應為Fe＋Cu2＋=
17、==Fe2＋＋Cu。
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 兩極質(zhì)量之差
1 mol 120 g
0．1 mol 12 g
0．1 mol Fe參加反應，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol×2＝0.2 mol。
(2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，NH4Cl溶液因NH水解而顯酸性，溶液中的H＋在石墨電極上發(fā)生還原反應，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。
(3)甲裝置是原電池，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，銅絲作原電池的正極，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故在銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅。乙裝置構成電解池，與鐵相連的石墨(1)是電解池的陰極，與銅絲相連的石墨是陽極，電解CuCl2溶液，陽極的電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑。
（廣東專用）2014屆高三化學一輪復習精練 第18講 原電池原理（含解析） 新人教版
