原电池练习(二)及答案

原电池练习（二）答案一、选择题1．下列关于原电池的说法正确的是()A．所有的氧化还原反应都能设计成原电池B．原电池的两极中较活泼的金属一定为负极C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析：选C。A项，必须是自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，错误；B项，原电池的两极中较活泼的金属一般为负极，但在某些特殊的电解质溶液中，如Mg­Al(NaOH)原电池，较活泼的金属Mg与NaOH不能反应，而Al与之反应，较不活泼的金属Al作负极，故错误；D项，原电池反应后，电极产物仍会具有一定的能量，且由于过程中放热，不可能100%进行转化，故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能，错误。2．(2017·泉州模拟)课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是()A．原电池是将化学能转化成电能的装置B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流D．图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析：选D。原电池是将化学能转化成电能的装置，A正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B正确；图中a极为铝条、b极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C正确；图中a极为锌片、b极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误。3．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物解析：选B。电池的正极得电子，A错误；阳离子向正极移动，C错误；Ag化合价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，D错误。4．“天宫二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)2充电放电2NiOOH＋H2。则下列说法正确的是()A．放电时，NiOOH发生氧化反应B．充电时，a电极的pH增大，K＋移向b电极C．充电时，a电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．放电时，负极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－解析：选C。放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应，A错误；充电时，a电极作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a电极，B错误、C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。5．(2017·张家界模拟)液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是()A．充电时阳极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋B．充电时电极a为外接电源的负极C．放电时Br－向右侧电极移动D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大解析：选D。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，所以该电池的负极为锌，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，溴为原电池的正极，电极反应式为Br2＋2e－===2Br－，充电时阳极的电极反应式与正极的电极反应式相反，所以充电时阳极的电极反应式为2Br－－2e－===Br2，故A错；在充电时，原电池的正极连接电源的正极，是电解池的阳极，而原电池的负极连接电源的负极，所以充电时电极a为外接电源的正极，故B错；放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所以Br－不能向右侧电极移动，故C错；放电时左侧生成溴离子，为平衡电荷，右侧的锌离子向左侧电极移动，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，故D正确。6．如图所示，最近美国医学家利用人体自身环境设计了心脏起搏器，其动力由人体体液中的能量物质提供。下列有关说法正确的是()A．图中“？”为人体中的脂肪B．O2极为心脏起搏器的负极C．产生的CO2使人体血液呈酸性，长期使用对人体有害D．电池正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：选D。本题将原电池原理进行拓展和创新，所以解答时首先要了解人体体液中的能量物质，其次要根据原电池原理来分析心脏起搏器的正、负极。选项A，人体体液中的能量提供者是葡萄糖，不是脂肪。选项B，体液中的葡萄糖为电池的负极。选项C，人体自身呼吸作用也会产生二氧化碳，通过人体的呼吸和体液调节不会使人体的血液呈酸性。选项D，O2获得电子为电池的正极，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。7．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)()A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为导体时，A端低B端高D．当杠杆为导体时，A端高B端低解析：选C。当杠杆为导体时，构成原电池，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式分别为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu，铜球增重，铁球质量减轻，杠杆A端低B端高。8．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl­KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是()A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPbD．常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：选D。正极应是得电子发生还原反应，故为PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，A错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B错误；每转移0.1mol电子，生成0.05molPb，为10.35g，C错误；由题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作，故常温下电解质不能熔化，不能形成原电池，指针不偏转，D正确。9．如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是()A．该装置将化学能转化为电能B．催化剂b表面O2发生还原反应，其附近的溶液酸性增强C．催化剂a表面的反应是SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋D．若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15解析：选B。A项，该装置没有外加电源，是一个原电池，能把化学能转化为电能，正确；B项，催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O，消耗H＋，其附近溶液酸性减弱，错误；C项，催化剂a表面SO2失去电子生成硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋，正确；D项，催化剂a处的反应为SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋，催化剂b处的反应为12O2＋2H＋＋2e－===H2O，则总反应式为SO2＋H2O＋12O2===H2SO4。设参加反应的SO2的质量为xg，加入的H2O的质量为yg，则生成硫酸的质量为x×9864g，消耗水的质量为x×1864g，因得到硫酸的浓度为49%，故有98x64y－18x64＝49100－49，可得x∶y＝8∶15，正确。10．(教材改编题)镍镉(Ni­Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是()A．放电时负极附近溶液的碱性不变B．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动C．放电时正极反应：NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－D．放电时Cd在正极上放电解析：选C。放电时Cd作负极，发生Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，负极附近溶液碱性减弱，A、D错误；放电时电解质溶液中的OH－向负极移动，B错误；放电时正极反应：NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，C正确。11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)2－4。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)2－4D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)[解析]K＋带正电荷，充电时K＋应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH－，则充电时，OH－浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH)2－4，其电极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4，C项正确。消耗1molO2转移4mol电子，故转移2mol电子时消耗0.5molO2，0.5molO2在标准状况下的体积为11.2L，D项错误。[答案]C12．(2015·高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A．反应CH4＋H2O=====催化剂△3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO2－3向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3解析：选D。A选项，甲烷中的C为－4价，一氧化碳中的C为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2CO2－3－4e－===3CO2＋H2O，所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电二、非选择题1．以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_____________________________________________________________；正极：______________________________________________________________；总反应式：____________________________________________________________。(2)碱性介质(如KOH)负极：__________________________________________________________________；正极：__________________________________________________________________；总反应式：_______________________________________________________________。(3)固体电解质(高温下能传导O2－)负极：________________________________________________________________；正极：________________________________________________________________；总反应式：______________________________________________________________。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_____________________________