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1、课时作业19原电池化学电源一、单项选择题（本题包括6个小题，每小题只有1个选项符合题意）1中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A该电化学装置中，Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势B该装置中的能量转化形式为光能化学能电能C电子流向：BiVO4电极外电路Pt电极DBiVO4电极上的反应式为SO2e2OH=SOH2O2直接煤空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是（）A随着反应的进行，氧化物电解质的量不会减少B负极的电极反应式为C2CO4e=3CO2C电极X为正极，O2向X极迁移D直接煤空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率
2、高3锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池中c（SO）减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡4王浩天教授团队发明的制取H2O2 的绿色方法，原理如图所示（已知：H2O2HHO，Ka2.41012）下列说法不正确的是（）Ab极上的电极反应为O2H2O2e=HOOHBX膜为选择性阳离子交换膜C催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率D每生成1 mol H2O2，电极上流过4 mol e5锂液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等
3、优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂Li2Sx（2x8）分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Li）为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是（）A.该电池比钠液态多硫电池的比能量高B放电时，内电路中Li的移动方向为从a到bCAl2O3的作用是导电、隔离电极反应物D充电时，外电路中通过0.2 mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g6锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是（）A充电时n接电源的负极，Zn2通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B放电时每转移1 mol电子，负极区溶液质量减少65 gC充电时阴极的电极反应式为Br22e=2BrD若将
4、阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）7如图所示原电池的有关叙述不正确的是（）A电子沿导线由Ag片流向Cu片B正极的电极反应式是Age=AgCCu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应D反应时盐桥中的阳离子移向Cu（NO3）2溶液8雌黄（As2S3）在我国古代常用作书写涂改修正胶。浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄，并生成砷酸和一种红棕色气体，利用此反应原理设计成原电池，下列有关叙述正确的是（）A砷酸生成的电极为负极B红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出C该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为121D该原电池的正极反应式
5、为NOe2H=NO2H2O9为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D ZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn（s）2NiOOH（s）H2O（l）ZnO（s）2Ni（OH）2（s）。以下说法不正确的是（）A充电时，3DZn电极外接电源的正极B充电时阳极反应为Ni（OH）2（s）OH（aq）e=NiOOH（s）H2O（l）C放电时负极反应为Zn（s）2OH（aq）2e=ZnO（s）H2O（l）D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区10MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述
6、错误的是（）A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg（OH）2H2三、非选择题11应用电化学原理，回答下列问题。（1）上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是_。（2）甲中电流计指针偏移时，盐桥（装有含琼脂的KCl饱和溶液）中离子移动的方向是_。（3）乙中正极反应式为；若将H2换成CH4，则负极反应式为_。（4）丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池极相连接。（5）应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），进行实
7、验：.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小回到零点逆向偏移。实验中银作极。综合实验、的现象，得出Ag和Fe2反应的离子方程式是。12.如图所示，是原电池的装置图。请回答：（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为；反应进行一段时间后溶液C的pH将（填“升高”“降低”或“基本不变”）。（2）若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置，则A（负）极材料为，B（正）极材料为，溶液C为。（3）若C为CuCl2溶液，Z
8、n是极，Cu极发生反应，电极反应式为_。反应过程溶液中c（Cu2）（填“变大”“变小”或“不变”）。（4）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图所示：电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是（填“正极”或“负极”），c电极的反应方程式为。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为 L。1答案：B2解析：该燃料电池，Y为正极，反应为O24e=2O2；X是负极，反应为C2CO4e=3CO2，CO2O2=CO。A项，由题图可知，电极X反应消耗O2，电极Y上
9、O2得电子生成O2不断补充，氧化物电解质的量不会减少，正确；B项，由原理图分析可知，其负极反应式为C2CO4e=3CO2，正确；C项，X为负极，原电池内部的阴离子向负极移动，错误；D项，该燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，正确。答案：C3解析：A项，由锌的活泼性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池中c（SO）不变，错误；C项，在乙池中发生反应Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M（Zn）M（Cu），故乙池溶液的总质量增加，正
10、确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过阳离子交换膜的，错误。答案：C4解析：b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2H2O2e=HOOH，选项A正确；a极发生H22e=2H，X膜为选择性阳离子交换膜，让H进入中间，选项B正确；催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，选项C正确；氧元素由0价变成1价，每生成1 mol H2O2，电极上流过2 mol e，选项D错误。答案：D5解析：电池提供2 mol e时，该电池对应Li2Sx质量为（1432x） g，而钠液态多硫电池对应质量为（4632x） g，故该电
11、池比能量高，A正确；由图分析知a为负极，b为正极，Li从a移向b，B正确；Al2O3为固体电解质，能导电，同时将两极反应物隔开，C正确；当外电路中通过0.2 mol e时，阳极区生成0.1x mol硫，故阳极区生成硫的质量为3.2x g，D错误。答案：D6解析：充电时n接电源的负极，Zn2通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A正确；放电时，负极Zn溶解生成Zn2，Zn2通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B错误；充电时阴极的电极反应式为Zn22e=Zn，C错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，Zn仍是负极，D错误。答案：A7解析：A项，
12、该装置是原电池，铜作负极，银作正极，电子从铜片沿导线流向银片，错误； B项，正极电极反应式为Age=Ag，正确； C项，铜片上失电子发生氧化反应，银片上得电子发生还原反应，正确； D项，原电池工作时，电解质溶液以及盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以反应时盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，错误。答案：AD8解析：B项，NO2是还原产物，在正极区生成，错误；C项，根据电子守恒：n（氧）1n（还）10，故n（氧）n（还）101，错误。答案：AD9解析：充电时，原电池的负极外接电源的负极，A错误；放电时，OH移向负极区，D错误。答案：AD10解析：根据题意，Mg海水AgCl电池总反应式为
13、Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极反应式为2AgCl2e=2Cl2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg（OH）2H2，正确。答案：B11解析：（1）负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。（2）原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。（3）乙中装置为碱性氢氧燃料电池，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电
14、极反应式为O24e2H2O=4OH；若将H2换成CH4，则负极反应式为CH48e10OH=CO7H2O。（4）丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将负极中的硫酸铅变成单质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与电源的负极相连。（5）亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；综合实验、的现象，可知Ag和Fe2的反应可逆，故得出Ag和Fe2反应的离子方程式：Fe2AgFe3Ag。答案：（1）易失电子被氧化，具有还原性（2）钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液（3）O24e2H2O=4OHCH48e10OH=CO7H2O（4）负（5）正Fe2AgFe3Ag12解析：（
15、1）铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2e=H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高；（2）Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液；（3）Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应式为Cu22e=Cu，Cu2发生了还原反应，则c（Cu2）变小；（4）根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。答案：（1）2H2e=H2升高（2）Cu石墨FeCl3溶液（3）负还原Cu22e=Cu变小（4）负极CH3OH6eH2O=CO26H11.2