1、原電池 化學(xué)電源李仕才（考試時間：45分鐘滿分：100分）一、單項選擇題：本題包括10小題，每小題5分，共50分。1.下列反應(yīng)沒有涉及原電池的是 （）A.生鐵投入稀鹽酸中B.銅片與銀片用導(dǎo)線連接后，同時插入FeCl3溶液中C.純鋅投入硫酸銅溶液中D.含銅的鋁片投入濃硫酸中答案：D解析：A項生鐵中含碳，投入稀鹽酸中時構(gòu)成原電池；B項構(gòu)成原電池；C項鋅置換出銅片，構(gòu)成鋅銅原電池；D項濃硫酸不導(dǎo)電，不能構(gòu)成原電池。2 .以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過2 mol電子時，下列說法正確的是 （）A.鋅片溶解了 1 mol ,銅片上析出1 mol H 2B.兩極上溶解和析出

2、的物質(zhì)的質(zhì)量相等C.鋅片溶解了 31 g ,銅片上析出了 1 g H 2D.鋅片溶解了 1 mol ,硫酸消耗了 0.5 mol答案：A解析：在涉及原電池的有關(guān)計算中，關(guān)鍵是要把握住一點即兩極得、失電子數(shù)相等。利用這一特點，我們從電極反應(yīng)式看：負極：Zn-2e =Zr2+ ;正極：2H+ 2e=H T。當(dāng)溶解1 mol鋅時失去2 mol電子，銅片上析出 1 mol氫氣得到2 mol電子，得失電子守恒， 這樣即可推出A正確。3 .為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分 別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間。下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象的描述不正

3、確的是（）鐵*廠 鐵* n 鐵用門釘葉釘,釘隹，jLg疆鹽酸隹"io%鹽酸已亍玳硫酸nntA.裝置I左側(cè)的液面一定會下降B .左側(cè)液面裝置I比裝置n的低C.裝置n中的鐵釘腐蝕最嚴重D.裝置出中的鐵釘幾乎沒被腐蝕答案：b解析：裝置I中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放出H2,使左側(cè)液面下降， 右側(cè)液面上升；裝置n中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵的金屬絲由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的使左側(cè)液面下降得更多，右側(cè)液面上升得更多； 裝置出中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中

4、，因而在短時間內(nèi)幾乎沒有被侵蝕。4 .以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是（）質(zhì)子交換膜A.該電池能夠在高溫下工作B.電池的負極反應(yīng)式為 GH2Q + 6HO 24e =6C（2）T + 24H+C.放電過程中，h+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D.在電池反應(yīng)中，每消耗 1 mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO氣體224 L6答案：B解析：由葡萄糖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖可知，此燃料電池是以葡萄糖為燃料，以氧氣為氧化劑，以質(zhì)子交換膜為隔膜，以惰性材料為電極的一種燃料電池。由于是微生物電池，而微生物的生存溫度有一定的范圍，所以高溫下微生物不一定能夠生存，A錯誤；放電

5、時，負極：GH2C6被微生物分解成 CO、J和電子，電極反應(yīng)式：C6H12O6+6H.O-24e =6C（2）T +244, B正確；負極產(chǎn)生的 4透過質(zhì)子交換膜進入正極室，C錯誤；負極產(chǎn)生的電子沿外電路從負極流向正極，在正極室與4和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成水?？偡磻?yīng)方程式為C6H12C6 +6Q=6CU 6H2O,由總反應(yīng)方程式可知：每消耗 1 mol氧氣，理論上可以生成標準狀況下 CO氣體22.4 L , D錯誤。5 .堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅鎰電池以氫 氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn+ MnO+ H2O=ZnO- Mn（OH）下列說法中，錯誤的是（）

6、A.電池工作時，鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為MnO + 2H2O+ 2e =Mn（OH）+ 2O口C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D.外電路中每通過 0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g答案：C解析：本題要求利用原電池的原理，分析堿性鋅鎰電池：鋅為負極，在反應(yīng)中失去電子，故A正確；電池工作時，電流由正極通過外電路流向負極，而電子定向移動方向與電流方向相反，故C錯誤；由電子守恒知 D項正確；由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式和原電池的原理寫出正 極反應(yīng)式知B正確。6 .下圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用KOHK/電解液。下列有關(guān)說法中不正確的是 （）向日

7、面時背H面時A.該能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的水可以循環(huán)使用B.燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量實際上來自于水C.水電解系統(tǒng)中的陽極反應(yīng)為：4OH - 4e =2H2O+ QTD.燃料電池放電時白負極反應(yīng)為：Hz-2e +2OF-T =2HO答案：B解析：A選項，由轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可知，水分解后還可再生成， 則水是循環(huán)使用的，故A正確；B選項，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量來源于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能，屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?不是來源于水，故 B錯誤；C選項，水電解時，陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣，電 極反應(yīng)式為4OH4e=2HO+ QT ,故C正確；D選項，該燃料電池放電時的負極發(fā)生氧 化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，2OH + Hb

8、 2e =2H2O,故D正確。7 .有人設(shè)計出利用 CH4和Q的反應(yīng)，用鉗電極在 KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反 應(yīng)類似于CH在C2中燃燒，則下列說法正確的是 ()每消耗1 mol CH 4可以向外電路提供 8 mole 負極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式 為CH4+100H 8e=C6 + 7HO 負極上是 C2獲得電子，電極反應(yīng)式為Q+2HO+ 4e=4OH 電池放電后，溶液的 pH不斷升高A. B . C . D .答案：A解析：CH在鉗電極上發(fā)生類似于 CH在。中燃燒的反應(yīng)，即CH-CO,嚴格地講生成的 CO還與KOH反應(yīng)生成RCO,化合價升高，失去電子，是電的負極，電極反應(yīng)式為CH

9、-8e +10OFH =C6 +7HO,1 mol CH 4參加反應(yīng)有8 mol e 一發(fā)生轉(zhuǎn)移，O在正極上發(fā)生反應(yīng)， 獲得電子，電極反應(yīng)式為Q + 2HO+ 4e =4OHo雖然正極產(chǎn)生 OH,負極消耗 OH,但從總反應(yīng)式CH+2Q+ 2KOH=2CO+3HO可看出是消耗了 KOH所以電池放電時溶液的 pH值 不斷下降，故正確，錯誤。放電、8 .某蓄電池反應(yīng)式為 Fe+ M2Q+ 3H2O充電Fe(OH)z+2Ni(OH) 2。下列推斷中正確的是 ()放電時，F(xiàn)e為正極，NizQ為負極充電時，陰極上的電極反應(yīng)式是Fe(OH)2+ 2e =Fe+ 20H充電時，Ni(OH)2為陽極蓄電池的電極

10、必須是浸在某堿性溶液中A.B .C.D .答案：D9 .生產(chǎn)鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛、睇合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSO,干燥后再放電"安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是2PbSO+ 2H2充電OPbO+ Pb+ 2H2SO下列對鉛蓄電池的說法錯誤的是()A.需要定期補充硫酸B.工作時鉛是負極， PbO是正極C.工作時負極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb 2e + SC4 =PbSOD.工作時電解質(zhì)的密度減小答案：A解析：鉛蓄電池放電時相當(dāng)于原電池，Pb是負極，PbQ是正極，負極發(fā)生的反應(yīng)是 Pb失去電子生成 Pb2+, Pb2+與溶液中的SCT生成PbSC沉淀，放電時消耗的硫酸與充電時生成的硫

11、酸相等，在電池制備時，PbSC的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明HSQ不用補充；放電時，H2SQ被消耗，溶液中的 H2S。的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。Zn+2Mn（C+ 2NH =Zn+ +10.鋅鎰干電池在放電時，電池總反應(yīng)方程式可以表示為MnC + ZNH+HbQ此電池放電時，在正極 （碳棒）上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）A. ZnB.碳C. MnO和 NhtD . Zn"和 NH3答案：C解析：根據(jù)原電池原理，鋅為負極，碳棒為正極，鋅應(yīng)參加 負極反應(yīng)，而 MnO在反應(yīng)中得到電子，應(yīng)當(dāng)在正極區(qū)發(fā)生反應(yīng),又由于NH4移向正極，在正極發(fā)生反應(yīng)生成NH。本題考查原電池

12、電極反應(yīng)式的書寫，陽離子移動的方向。、非選擇題：本題包括 4個小題，共50分.11.（除標注外，每空2分，共10分）分析如圖所示的四個裝置，回答下列問題:空氣啰FejPficiHl o o t |船msq第港a裝置 a 和 b 中鋁電極上 的電極反應(yīng)式分別為裝置c中產(chǎn)生氣泡的電極為 電極（填“鐵”或“銅”），裝置d中銅電極上的 電極反應(yīng)式為。（2）觀察如圖所示的兩個裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡，圖 2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生， 而銘電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬銘具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為 、。Cr（flq） 怖航酸稀殖酸圖】陽27答案： 2H+ + 2e =H

13、T Al 3e + 40Hl =AlC2 + 2HO鐵（1 分）C2+2H2O+ 4e =40H(2)金屬銘的活動性比銅的強且能和稀硫酸反應(yīng)生成H2金屬銘易被稀硝酸鈍化 (1分)解析：(1)在稀H2SQ溶液中，鎂比鋁活潑，鋁電極作正極，正極的反應(yīng)式為2HI +2e=HT。在NaOHI§液中，鋁比鎂活潑，鋁電極作負極，負極的反應(yīng)式為 Al - 3e + 4OH =AlO2 + 2H2Q在濃硝酸中，鐵被鈍化，鐵電極作正極，正極上發(fā)生N。的還原反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡。裝置d相當(dāng)于金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，銅電極作正極，正極的電極反應(yīng)式為O + 2H2O+ 4e=4OH。(2)由圖1可知還原性Cr>

14、Cu,但在稀硝酸中去口出現(xiàn)了反常，結(jié)合稀硝酸的氧化性，不難推測銘被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活動性降低。12.(除標注外，每空 2分，共10分)科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑，美國已計劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鉗或碳化鴇作為電極催化劑，在稀硫酸電解質(zhì)中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：(1)這種電池放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：(1)此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng): ,負極發(fā)生的電極反應(yīng)：。(3)電解液中 5向 極移動，向外電路釋放電子的電極是 。(4)使用該燃料電池的另一個好處是 。答案：(1)2CH 30M 3Q=2C處 4H2。(2)3

15、0 2+124+ 12e =6H02CH0M 2H0 12e =20 12HI+(3)正(1分) 負極(1分) (4)對環(huán)境無污染(1分)解析：(1)燃料電池的電池反應(yīng)為燃料的氧化反應(yīng)，在酸性條件下生成的C0不與HSQ反應(yīng)，故電池總反應(yīng)式為2CH0* 3Q=2C0+ 4HQ(2)電池的正極 Q得電子，由于是酸性環(huán)境，所以會生成H20用電池總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得出負極的電極反應(yīng)式。(3)H +移向正極，在正極生成水。(4)產(chǎn)物是C0和凡0,不會對環(huán)境造成污染。12. (16分)如圖所示，是原電池的裝置圖。請回答：(1)若C為稀HS0溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe (絲里且做負極

16、，則 A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ; 口 H '反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH將(填“升高” “降低”或III II“基本不變”)。祖二甘7 1(2)若需將反應(yīng)：Cu+ 2Fe3+=cU+ 2Fe2+設(shè)計成如上圖所示的原電池裝置，則A(負極)極材料為 , B(正極)極材料為,溶液C為。(3)若C為CuCl2溶液，Zn是 極，Cu極發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)為。反應(yīng)過程溶液中c(Cu2+)(填“變大” “變小”或“不變”)。(4)C0與H2反應(yīng)還可制備 CH0H CH0H可作為燃料使用， 用CH0H和0組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:催化劑（電極c） %負我催化劑/ （電極“質(zhì)子

17、交換膜電池總反應(yīng)為2CHOM 3Q=2C勿4H2O則c電極是（填“正極”或“負極”）, c電極的反應(yīng)方程式為。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述CH3OH燃料 電池，消耗的O2在標況下白體積為 L。答案：（1）2H+ + 2e-=HT （2 分） 升高 （1 分）（2）Cu （1分） 石墨（1分） FeCl 3溶液（1分）（3）負極（1分） 還原 （1分） Cu 2 +2e =Cu （2分） 變?。?分）（4）負 （1 分） CH 3OH-6e +H2O=CO- 6HI+ （2 分） 11.2 （2 分）14.（除標注外，每空 2分，共14分）高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。I .高

18、鐵酸鉀（KzFeQ）不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中，如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置：% m2UOI幻或電J叮間/h圖1圖2酸鉀溶 鐵和化合.同鉀輒泡液（1）該電池放電時正極白電極反應(yīng)式為 ;若維持電流強度為 1 A, 電池工作10 min ,理論消耗 Zn g（已知F= 96 500 C - moL）。（2）鹽橋中盛有飽和 KCl溶液，此鹽橋中氯離子向 移動（填“左”或“右”）；若 用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向 移動（填“左”或“右”）。（3）圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有n .工業(yè)上濕法制備 K2FeO4的工藝流程如圖 3。40%NaCK) NM)HNaQH溶灘 飽和KOH溶液溶液除雜異內(nèi)醉過油轉(zhuǎn)化濾液K2FeOt 固體圖3完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式:FeCl3+NaOHFNaClO=NaFeQ+NaCl+HO其中氧化劑是（填化學(xué)式）。（5）加入飽和 KOHm