PAGE8-化學能轉化為電能——電池(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)1.依據右圖，可推斷出下列離子方程式中錯誤的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)A[從兩個原電池的電極可以推斷出三種金屬的活動性關系為：Cd>Co>Ag，則氧化性關系為：Cd2＋<Co2＋<Ag＋，依據氧化還原反應規律知A項錯誤。]2．某位同學利用家中廢舊材料制作了一個可使玩具揚聲器發出聲音的裝置，如圖所示。下列有關該電池工作時的說法錯誤的是()A．鋁罐將漸漸被腐蝕B．電子流向為鋁制汽水罐→導線→揚聲器→導線→木炭棒C．食鹽水中的Na＋向木炭棒移動D．木炭棒上發生的反應為2H＋＋2e－=H2↑D[該原電池中鋁作負極被腐蝕，浸透食鹽水的木炭棒作正極，A正確；在外電路中，電子由鋁罐流出沿導線流向揚聲器，再由揚聲器沿導線流向木炭棒，B正確；食鹽水中的陽離子向正極移動，即Na＋向木炭棒移動，C正確；木炭棒為正極，正極發生還原反應，在中性環境下，發生吸氧腐蝕，即O2＋4e－＋2H2O=4OH－，D錯誤。]3．有關下圖所示原電池的敘述不正確的是()A．電子沿導線由Cu片流向Ag片B．正極的電極反應是Ag＋＋e－=AgC．Cu片上發生氧化反應，Ag片上發生還原反應D．反應時鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液D4．如圖所示裝置中，視察到電流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細，由此推斷表中所列M、N、P物質，其中可以成立的是()MNPAZnCu稀H2SO4BCuFe稀HClCAgZnAgNO3溶液DZnFeFe(NO3)3溶液C[在裝置中電流計指針發生偏轉，說明該裝置構成了原電池，依據正負極的推斷方法，溶解的一極為負極，增重的一極為正極，所以M棒為正極，N棒為負極，且電解質溶液能析出固體，則只有C項正確。]5．分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是()A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B．②中Mg作正極，電極反應式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負極，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu作正極，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑B6．M、N、P、E四種金屬，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。則這四種金屬的還原性由強到弱的依次是()A．P>M>N>E B．E>N>M>PC．P>N>M>E D．E>P>M>NA[由①知，金屬活動性：M>N；M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動性：P>M；N、E構成的原電池中，N作負極，故金屬活動性：N>E。綜合可知，A正確。]7．下面是幾種常見的化學電源示意圖，有關說法不正確的是()A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長時間運用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2mol電子，負極質量減輕207gD．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源C[干電池為一次電池，鉛蓄電池為二次電池，氫氧燃料電池為燃料電池，選項A正確；在干電池中，Zn作負極，被氧化，B正確；氫氧燃料電池不須要將還原劑和氧化劑全部貯存在電池內，且工作的最終產物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源，D正確；C項忽視了硫酸鉛在該極上析出，該極質量應當增加而非減小。]8．下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學將反應“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋?AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O”設計成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是()A．甲組操作時，電流表(A)指針發生偏轉B．甲組操作時，溶液顏色變淺C．乙組操作時，C2作正極D．乙組操作時，C1上發生的電極反應為I2＋2e－=2I－D[裝置Ⅰ中的反應，AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋?AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O，當加入適量濃鹽酸時，平衡向右移動，有電子轉移，但電子不會沿導線通過，所以甲組操作時，電流表(A)指針不會發生偏轉，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深；向裝置ⅡB燒杯中加入NaOH溶液中，C2上發生：AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O，電子沿導線到C1棒，I2＋2e－=2I－，所以C2為負極，C1為正極。]9．(2024·福建六校聯考)某同學利用氧化還原反應：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設計如圖所示原電池，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法正確的是()A．b電極上發生還原反應B．外電路電子的流向是從a電極到b電極C．電池工作時，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯D．a電極上發生的反應為MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2OD[分析化學方程式，Fe2＋變成Fe3＋，失電子，所以在負極上Fe2＋發生反應，即b電極為負極，a電極為正極。b電極為負極，發生氧化反應，A項錯誤；外電路電子從負極b流出，流向正極a，B項錯誤；電池工作時，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)向負極移動，即移向乙燒杯，C項錯誤；a電極為正極，電極上發生的反應為MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，D項正確。]10．(2024·四川南充適應性考試)一種物質由高濃度向低濃度擴散而引發的一類電池稱為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀溶液組成的電池，工作時，b電極的質量不斷增大。下列說法錯誤的是()A．NOeq\o\al(－,3)由交換膜右側向左側遷移B．a極為負極，發生氧化反應C．交換膜左側溶液濃度最終會大于交換膜右側溶液濃度D．原電池的總反應不肯定是氧化還原反應C[由于存在陰離子交換膜，所以NOeq\o\al(－,3)會從交換膜右側(濃度大)向左側(濃度小)移動，原電池中陰離子向負極移動，則a極是負極，發生氧化反應，A、B項正確。電池工作一段時間后，兩側溶液濃度相等，電池將不再工作，C項錯誤。該原電池的負極反應式為：Ag－e－=Ag＋，正極反應式為：Ag＋＋e－=Ag，其總反應不是氧化還原反應，D項正確。]11．(2024·湖北武漢部分市級示范中學聯考)某化學小組擬設計微生物燃料電池將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環境友好的物質，工作原理如圖所示(a、b均為石墨電極)。下列分析正確的是()A．a電極發生反應：H2NCH2CH2NH2＋16e－＋4H2O=2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．質子交換膜處H＋向右向左移動C．該電池在微生物作用下將化學能轉化為電能D．起先放電時b電極旁邊溶液pH不變C[該微生物燃料電池可將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環境友好的物質，則產物為CO2和N2，依據氧化還原反應原理可知，a電極發生氧化反應，為負極，b電極發生還原反應，為正極。H2N(CH2)2NH2在a電極上失電子發生氧化反應，負極的電極反應式為H2N(CH2)NH2＋4H2O－16e－=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，A項錯誤；原電池中陽離子向正極移動，a電極是負極，b電極是正極，所以H＋透過質子交換膜由左向右移動，B項錯誤；該裝置是原電池，可將化學能轉化為電能，C項正確；b電極發生反應：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，所以b電極旁邊溶液的pH變大，D項錯誤。]12．(2024·北京海淀區期中)全釩電池以惰性材料作電極，在電解質溶液中發生的原電池反應為：VOeq\o\al(＋,2)(黃色)＋V2＋(紫色)＋2H＋=VO2＋(藍色)＋H2O＋V3＋(綠色)。下列說法不正確的是()A．正極反應為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OB．負極旁邊的溶液由紫色漸漸變為綠色C．反應每生成1molH2O時轉移電子的物質的量為0.5molD．原電池運用過程中溶液的pH漸漸增大C[由電池總反應VOeq\o\al(＋,2)(黃色)＋V2＋(紫色)＋2H＋=VO2＋(藍色)＋H2O＋V3＋(綠色)可得，VOeq\o\al(＋,2)為正極的活性物質，V2＋為負極的活性物質，所以左室為正極室，右室為負極室。正極反應為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，A項正確；負極反應為V2＋－e－=V3＋，所以負極旁邊溶液的顏色由紫色漸漸變為綠色，B項正確；由電極反應VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O可知，反應每生成1molH2O時轉移電子的物質的量為1mol，C項錯誤；由原電池總反應可知，反應過程中H＋被不斷消耗，所以溶液的pH漸漸增大，D項正確。]13．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行試驗。裝置現象二價金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生依據試驗現象回答下列問題：(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________________________________________________________________________。(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依次是________________________________________________________________________。解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據原電池原理，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－=Cu(3)變大(4)D>A>B>C14．依據下列敘述寫出對應的電極反應式。(1)LiFePO4是一種新型動力鋰電池的電極材料。下圖為某LiFePO4電池充、放電時正極局部放大示意圖，則電池放電時正極反應式為________。(2)以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如圖，在運用過程中石墨Ⅰ電極反應生成一種氧化物Y，則該電極反應式為________________________________________________________________________。(3)Al－Ag2O2電池可用作水下動力電源，其原理如下圖所示。該電池的負極反應式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)原電池放電時，正極上FePO4得電子生成LiFePO4，電極反應式為Li＋＋FePO4＋e－=LiFePO4。(2)因為石墨Ⅱ電極上通入的O2得電子，故在石墨Ⅰ電極上NO2失電子，與遷移過來的NOeq\o\al(－,3)結合生成＋5價氮的氧化物N2O5，電極反應式為NO2＋NOeq\o\al(－,3)－e－=N2O5。(3)該電池中鋁為負極，失去電子，結合溶液中的OH－，最終生成[Al(OH)4]－。答案：(1)Li＋＋FePO4＋e－=LiFePO4(2)NO2＋NOeq\o\al(－,3)－e－=N2O5(3)Al－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]－15．(2024·山西臨汾八校聯考)(1)利用電化學原理可將CO、SO2轉化為重要化工原料，裝置如圖所示：①若A為CO，B為H2，C為CH3OH，則通入CO的一極為________極。②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，則負極的電極反應式為__________________。(2)能量之間可相互轉化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能，而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池，探究其能量轉化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導線。①完成原電池甲的裝置示意圖(見下圖)，并作相應標注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。②以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質溶液，只在一個燒