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1、原电池 化学电源李仕才（考试时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。1下列反应没有涉及原电池的是()A生铁投入稀盐酸中B铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3溶液中C纯锌投入硫酸铜溶液中D含铜的铝片投入浓硫酸中答案：D解析：A项生铁中含碳，投入稀盐酸中时构成原电池；B项构成原电池；C项锌置换出铜片，构成锌铜原电池；D项浓硫酸不导电，不能构成原电池。2以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()A锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解
2、了31 g，铜片上析出了1 g H2D锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol答案：A解析：在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。利用这一特点，我们从电极反应式看：负极：Zn2e=Zn2；正极：2H2e=H2。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。3为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A装置左侧的液面一定会下降 B左侧液面装置比装置的低C装
3、置中的铁钉腐蚀最严重 D装置中的铁钉几乎没被腐蚀答案：B解析：装置中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。4以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应式为C6H12O66H2
4、O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L 答案：B解析：由葡萄糖微生物燃料电池结构示意图可知，此燃料电池是以葡萄糖为燃料，以氧气为氧化剂，以质子交换膜为隔膜，以惰性材料为电极的一种燃料电池。由于是微生物电池，而微生物的生存温度有一定的范围，所以高温下微生物不一定能够生存，A错误；放电时，负极：C6H12O6被微生物分解成CO2、H和电子，电极反应式：C6H12O66H2O24e=6CO224H，B正确；负极产生的H透过质子交换膜进入正极室，C错误；负极产生的电子沿外电路从负极流向正极，在正极室与H和氧
5、气发生反应生成水。总反应方程式为C6H12O66O2=6CO26H2O，由总反应方程式可知：每消耗1 mol氧气，理论上可以生成标准状况下CO2气体22.4 L，D错误。5碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2下列说法中，错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g答案：C解析：本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为
6、负极，在反应中失去电子，故A正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；由电子守恒知D项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B正确。6下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液。下列有关说法中不正确的是()A该能量转化系统中的水可以循环使用B燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C水电解系统中的阳极反应为：4OH4e=2H2OO2D燃料电池放电时的负极反应为：H22e2OH=2H2O答案：B解析：A选项，由转化系统可知，水分解后还可再生成，则水是循环使用的，故A正确；B选项，燃料电池系统产生的能量来
7、源于化学反应产生的化学能，属于化学能转变为电能，不是来源于水，故B错误；C选项，水电解时，阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，电极反应式为4OH4e=2H2OO2，故C正确；D选项，该燃料电池放电时的负极发生氧化反应，在碱性环境下，2OHH22e=2H2O，故D正确。7有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是()每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e负极上CH4失去电子，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH电池放电后，溶液的pH不
8、断升高A B C D答案：A解析：CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4CO2，严格地讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH48e10OH=CO7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH。虽然正极产生OH，负极消耗OH，但从总反应式CH42O22KOH=K2CO33H2O可看出是消耗了KOH，所以电池放电时溶液的pH值不断下降，故正确，错误。8某蓄电池反应式为FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2。下列推断中正确的
9、是()放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极充电时，阴极上的电极反应式是Fe(OH)22e=Fe2OH充电时，Ni(OH)2为阳极蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中A BC D答案：D9生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是2PbSO42H2OPbO2Pb2H2SO4下列对铅蓄电池的说法错误的是()A需要定期补充硫酸B工作时铅是负极，PbO2是正极C工作时负极上发生的反应是Pb2eSO=PbSO4D工作时电解质的密度减小答案：A解析：铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb是负极，PbO2是正极，负极发生的反应是Pb失去电子生成P
10、b2，Pb2与溶液中的SO生成PbSO4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，PbSO4的量是一定的，制成膏状，干燥后再安装，说明H2SO4不用补充；放电时，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。10锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O，此电池放电时，在正极(碳棒)上发生反应的物质是() AZn B碳 CMnO2和NH DZn2和NH3答案：C解析：根据原电池原理，锌为负极，碳棒为正极，锌应参加负极反应，而MnO2在反应中得到电子，应当在正极区发生反应，又由于NH移向
11、正极，在正极发生反应生成NH3。本题考查原电池电极反应式的书写，阳离子移动的方向。二、非选择题：本题包括4个小题，共50分.11（除标注外，每空2分，共10分）分析如图所示的四个装置，回答下列问题：装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为_、_。装置c中产生气泡的电极为_电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜电极上的电极反应式为_。(2)观察如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为_、_。答案：(1)2H2e=H2Al3e4OH=AlO2H2O铁（1分） O22H2O4e=
12、4OH(2)金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2金属铬易被稀硝酸钝化（1分）解析：(1)在稀H2SO4溶液中，镁比铝活泼，铝电极作正极，正极的反应式为2H2e=H2。在NaOH溶液中，铝比镁活泼，铝电极作负极，负极的反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。在浓硝酸中，铁被钝化，铁电极作正极，正极上发生NO的还原反应，产生气泡。装置d相当于金属铁发生吸氧腐蚀，铜电极作正极，正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH。(2)由图1可知还原性CrCu，但在稀硝酸中却出现了反常，结合稀硝酸的氧化性，不难推测铬被稀硝酸钝化，导致活动性降低。12（除标注外，每空2分，共10分）科学家预言，燃料电
13、池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：_。(1) 此电池的正极发生的电极反应：_，负极发生的电极反应：_。(3)电解液中H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)使用该燃料电池的另一个好处是_。答案：(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正（1分）负极（1分） (4)对环境无污染（1分）解析：(1)燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应，故电池总反应式为2CH3OH3O2=2CO24H2O。(2)电池的正极O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2
