高中化学原电池习题.doc
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原电池2
参考答案与试题解析
一.选择题(共13小题)
1.(1993•全国)如图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是( )
a极板
b极板
X电极
电解质溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
A.A B.B C.C D.D
【解答】解:
通电后发现a极板质量增加,所以金属阳离子在a极上得电子,a极是阴极,溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边;b极是阳极,b极板处有无色无臭气体放出,即溶液中氢氧根离子放电生成氧气,电极材料必须是不活泼的非金属,电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子.
A、该选项符合条件,故A正确.
B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边,故B错误.
C、铁是活泼金属,作阳极失电子,所以在B极上得不到氧气,故C错误.
D、电解质溶液中氯离子失电子,在B极上得到有刺激性气味的气体,与题意不符,故D错误.
故选A.
2.(2000•上海)在外界提供相同电量的条件下,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e﹣→Cu,Ag++e﹣→Ag在电极上放电,若析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为( )
A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
【解答】解:
由Cu2++2e﹣→Cu,Ag++e﹣→Ag知,当得电子数相等时,析出铜和银的关系式为:
Cu﹣﹣Ag.设析出银的质量为x.
Cu﹣﹣2Ag
64g(108×2)g
1.92gx
所以x==6.48g
故选B.
3.(2011•福建)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源.该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电.关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH﹣向正极移动
D.总反应为:
2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
【解答】解:
A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,该反应中,水是氧化剂,在电池中还可以担当溶剂,故A正确;
B、放电时正极上是水中的氢离子得电子,所以会有氢气生成,故B正确;
C、原电池中,阴离子移向原电池的负极,即放电时OH﹣向负极移动,故C错误;
D、锂水电池中,自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,即总反应为:
2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,故D正确.
故选C.
4.(2009•广东)下列说法正确的是( )
A.废旧电池应集中回收,并填埋处理
B.充电电池放电时,电能转变为化学能
C.放在冰箱中的食品保质期较长,这与温度对应速率的影响有关
D.所有燃烧反应都是放热反应,所以不需吸收能量就可以进行
【解答】解:
A、废旧电池应集中回收但不能填埋处理,因为电池里的重金属会污染土地,人吃了这些土地里的蔬菜后,就会引发疾病,故A错误;
B、充电电池放电时,化学能转变为电能,故B错误;
C、温度降低,化学反应速率减小,则放在冰箱中的食品保质期较长,故C正确;
D、有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的,比如碳的燃烧,故D错误.
故选C.
5.(2012•上海)如图装置中发生反应的离子方程式为:
Zn+2H+═Zn2++H2↑,下列说法错误的是( )
A.a、b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸
D.该装置可看作是铜﹣锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
【解答】解:
A.如果该装置是电解池,如锌作阴、阳极,电解质溶液是酸,阳极上锌失电子,阴极上氢离子得电子,符合离子反应方程式,所以两个电极可以相同,故A错误;
B.该装置可能是电解池,电解质溶液是稀盐酸,锌作阳极,电解时,阳极上锌失电子,阴极上氢离子得电子,符合离子反应方程式,故B正确;
C、该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸,锌作负极,正极上氢离子得电子,发生的反应符合离子方程式,故C正确;
D、该装置可看作是铜﹣锌原电池,电解质溶液是稀硫酸,负极上锌失电子,正极氢离子得电子,符合离子方程式,故D正确.
故选A.
6.(2012•福建)将如图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.Cu电极上发生还原反应
B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C.片刻后甲池中c(SO42﹣)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
【解答】解:
A,Zn作原电池的负极,Cu作原电池的正极,Cu电极是发生还原反应;故A正确;
B、电子流向是负极到正极,但a→b这一环节是在溶液中导电,是离子导电,电子并没沿此路径流动;故B错误;
C、选项中硫酸根离子浓度基本保持不变;故C错误;
D、选项中是滤纸a点是阴极,氢离子放电,水电离平衡破坏附近氢氧根离子浓度增大,酚酞变红;b做阳极氢氧根离子失电子生成氧气,附近氢离子浓度增大,故D错误;
故选A.
7.(2013•海南)如图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极.电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b<d.符合上述实验结果的盐溶液是( )
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
A.A B.B C.C D.D
【解答】解:
电极b、d均为阴极,在它们上面均没有气体逸出,但质量均增大,且增重b<d,则所电解的盐溶液中金属元素应该在金属活动顺序表中(H)以后,转移相同电子时,b析出金属质量小于d.阳离子得电子能力如图所示:
,前面的H+表示酸溶液中的H+,后面的H+表示盐溶液中的H+.
A.在金属活动性顺序表中,Mg在H之前,所以电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质,故A错误;
B.由阳离子得电子能力顺序表可以看出,盐溶液中Ag+和Pb2+的得电子能力均大于H+,因此电解硝酸银溶液时阴极b电极上生成Ag、电解硝酸铅溶液阴极d上生成Pb,两池中的电极上转移的电子是相等的,设转移2mol电子,b增重216g,d增重207g,所以质量增加b>d,故B错误;
C.在金属活动性顺序表中,Fe、Al都在H之前,电解亚铁盐、铝溶液溶液时阴极上都不能得到金属单质,故C错误;
D.两池中的电极上转移的电子是相等的,设转移2mol电子,b增重64g,d增重216g,所以质量增加b<d,故D正确;
故选D.
8.(2014•新课标Ⅱ)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
【解答】解:
A、锂离子电池中,b电极为Li,放电时,Li失电子为负极,LiMn2O4得电子为正极,所以a为电池的正极,故A正确;
B、充电时,Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子,电池充电反应为LiMn2O4=Li1﹣xMn2O4+xLi,故B正确;
C、放电时,a为正极,正极上LiMn2O4中Mn元素得电子,所以锂的化合价不变,故C错误;
D、放电时,溶液中阳离子向正极移动,即溶液中Li+从b向a迁移,故D正确;
故选C.
9.(2015•上海)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示.下列有关说法错误的是( )
A.d为石墨,铁片腐蚀加快
B.d为石墨,石墨上电极反应为:
O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
C.d为锌块,铁片不易被腐蚀
D.d为锌块,铁片上电极反应为:
2H++2e﹣→H2↑
【解答】解:
A、d为石墨,活泼金属铁片作负极,发生腐蚀,所以铁片腐蚀加快,故A正确;
B、海水呈中性,所以发生吸氧腐蚀,所以石墨作正极,电极反应:
O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣,故B正确;
C、锌比铁片活泼,所以腐蚀锌,所以铁片不易被腐蚀,故C正确;
D、d为锌块,作为负极,因海水呈中性,所以发生吸氧腐蚀,所以铁片上电极反应为:
O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣,故D错误;
故选D.
10.(2016•新课标Ⅲ)锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn(OH)42﹣.下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:
Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【解答】解:
A.充电时阳离子向阴极移动,故A错误;
B.充电时,电池反应为Zn(OH)42﹣+2e﹣═Zn+4OH﹣,电解质溶液中c(OH﹣)逐渐增大,故B错误;
C.放电时,负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn(OH)42﹣,故C正确;
D.放电时,每消耗标况下22.4L氧气,转移电子4mol,故D错误.
故选C.
11.(2016•上海)图1是铜锌原电池示意图.图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示( )
A.铜棒的质量 B.c(Zn2+) C.c(H+) D.c(SO42﹣)
【解答】解:
铜锌原电池中,Zn是负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+,Cu是正极,氢离子得电子发生还原反应,电极反应为2H++2e﹣=H2↑,
A.Cu是正极,氢离子得电子发生还原反应,Cu棒的质量不变,故A错误;
B.由于Zn是负极,不断发生反应Zn﹣2e﹣=Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,故B错误;
C.由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,故C正确;
D.SO42﹣不参加反应,其浓度不变,故D错误;
故选:
C.
12.(2017•新课标Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8).下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多
【解答】解:
A.据分析可知正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4,故A正确;
B.负极反应为:
Li﹣e﹣=Li+,当外电路流过0.02mol电子时,消耗的锂为0.02mol,负极减重的质量为0.02mol×7g/mol=0.14g,故B正确;
C.硫作为不导电的物质,导电性非常差,而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料,则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性,故C正确;
D.充电时a为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的Li2S2量就会越少,故D错误;
故选D.
13.(2017•浙江)银锌电池是一种常见化学电源,其原理反应:
Zn+Ag2O+H2O═Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如图.下列说法不正确的是( )
A.Zn电极是负极
B.Ag2O电极上发生还原反应
C.Zn电极的电极反应式:
Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn(OH)2
D.放电前后电解质溶液的pH保持不变
【解答】解:
A、活泼金属Zn为负极,故A正确;
B、正极反应为Ag2O+H2O+2e﹣=2Ag+2OH﹣,发生还原反应,故B正确;
C、负极反应为Zn+
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