搜索
第二章第二节第2课时基础巩固一、选择题1.(2019·福建师大附中高一期末考试)某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(C)A．锌筒是原电池的正极B．石墨电极上发生氧化反应C．铵根离子流向石墨电极D．电子经石墨沿电解质溶液流向锌筒解析：由普通锌锰干电池的结构图中电子的移动方向可知，Zn为负极，A项错误；石墨为正极，正极上发生还原反应，B项错误；原电池工作时，电解质溶液中，阳离子从负极流向正极，C项正确；电子只能在外电路中流动，不能在电解质溶液中流动，D项错误。2.(2019·河南郑州一中月考)将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，如图所示。该装置在工作时，下列叙述正确的是(D)A．镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2＋B．铝是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成C．该装置的内、外电路中，均是电子的定向移动形成电流D．该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理解析：一般情况下，在原电池中较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极，但在该原电池中电解质是氢氧化钠溶液，由于镁和氢氧化钠不反应，铝可以和氢氧化钠反应生成氢气，所以此装置中铝是负极，电解反应为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－。镁是正极，电极反应为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，A、B项错误；在原电池的电解质溶液中没有电子通过，而是离子的定向移动产生电流，C项错误；铝表面的氧化膜Al2O3能溶于NaOH溶液，所以不必处理，D项正确。3．能量转化率大；氧化剂和还原剂可以不断从外部输入；电极产物可以不断输出；且能代替汽油作为汽车的动力；能持续使用的新型电池为(B)A．锂电池B．燃料电池C．干电池D．铅蓄电池解析：只有燃料电池符合上述要求，选B。4.酸性干电池装置示意图如图所示，电池总反应式为Zn＋2NH＋4===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是(B)A．碳为电池的负极B．氨气在碳棒上生成C．电流由锌极流向碳极D．H2在Zn片上生成解析：放电时，Zn失电子，作负极，A项错；正极电极反应为2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑，所以NH3在碳棒上生成，B项正确；电流由碳棒流向锌极，C项错误；H2在碳棒上生成，D项错误。5．(2019·安庆高一检测)Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是(D)A．Mg为电池的正极B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－C．不能被KCl溶液激活D．可用于海上应急照明供电解析：由电池反应知，Mg是还原剂，作负极，负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，A、B错，该电池能被海水激活，也能被KCl溶液激活，C错；电池能被海水激活提供电能，可用于海上应急照明，D正确。二、非选择题6．CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。(1)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气、KOH(电解质溶液)构成，则下列说法正确的有__CD__。A．电池放电时通入空气的电极为负极B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH－6e－===CO2↑＋2H2OC．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子(2)写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的电极反应式：CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋。解析：(1)根据甲醇燃烧过程中电子转移情况可知，通甲醇的电极为负极，通空气的电极为正极，A项错误；在碱性电解质溶液中负极的电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO2－3↑＋6H2O，B项错误；在放电过程中，OH－参与电极反应，不断被消耗，导致电解质溶液碱性减弱，C项正确；电池放电时每消耗6.4gCH3OH，即0.2molCH3OH，转移电子数为6×0.2mol＝1.2mol，D项正确。(2)甲醇燃料电池中，在酸性条件下甲醇为负极失电子生成CO2，电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋。7．(2019·东莞高一检测)(1)有一种燃料电池，总反应式为2H2＋O2=====KOH2H2O，则负极的电极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极是__O2__。(2)如将(1)中的电解质由KOH改为稀硫酸，则电极反应式为负极：2H2－4e－===4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。两者的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH变化是__前者变小，后者变大__。(3)如把H2改为CO，KOH作导电物质，则电极反应式为负极：2CO＋8OH－－4e－===2CO2－3＋4H2O，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。解析：(1)由该电池的总反应式及原电池的概念可知，H2在反应中被氧化，应在负极上反应；O2被还原，应在正极上反应，又因在碱性条件下不可能有H＋参加或生成，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)若将碱性溶液换成酸性溶液，此时不可能有OH－参加或生成，负极反应式为2H2－4e－===4H＋；正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。由于前者在碱性条件下反应，KOH量不变，但原电池工作时，H2O增多，溶液变稀，pH将变小；而后者为酸性溶液，H2SO4量不变，H2O增多，溶液酸性减弱，故pH将变大。(3)如把H2改为CO，用KOH作导电物质，CO生成的CO2与碱反应生成CO2－3，则负极反应式为2CO＋8OH－－4e－===2CO2－3＋4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。8．化学电池在通迅、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是__锌__，负极发生的电极反应方程式为Zn－2e－===Zn2＋。若反应消耗16.25g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为__0.5__mol。(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池总反应式可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O放电充电2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是__②④__(填序号)。①以上反应是可逆反应②以上反应不是可逆反应③充电时化学能转变为电能④放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知X极为电池的__负__(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应方程式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。解析：(1)锌锰干电池中的负极是Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25gZn的物质的量是16.25g65g·mol－1＝0.25mol，每个Zn失去2个电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5mol。(2)该反应的反应条件不同，所以不是可逆反应，①错误，②正确；充电时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化为电能，所以③错误，④正确。(4)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，所以X是负极；Y是正极，发生还原反应，结合电解质溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。能力提升一、选择题1．(2019·泰安高一检测)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(C)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↑解析：该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中OH－向负极移动，C项错误。2．(2019·淮北高一期中)某原电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O，两电极材料都是石墨，氢氧化钾为电解质溶液，下列说法不正确的是(C)A．氧气在正极发生还原反应B．负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2OC．该电池工作一段时间后电解质溶液中c(OH－)变大D．若正极消耗的气体质量为4g，则转移的电子的物质的量为0.5mol解析：根据原电池的工作原理，在正极上得电子，化合价降低，发生还原反应，故A正确；根据电池总反应以及电解质的环境，负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，故B正确；根据电池总反应，生成了H2O，对KOH溶液起到稀释作用，c(OH－)降低，故C错误；正极上消耗的是氧气，因此转移电子物质的量为4×432mol＝0.5mol，故D正确。3．(2019·贵阳高一期末联考)如图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下，电子由价带跃迁到导带后，然后流向对电极。下列说法不正确的是(B)A．对电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．半导体电极发生还原反应C．电解质溶液中阳离子向对电极移动D．整个过程中实现了太阳能→电能→化学能的转化解析：由图示分析知在对电极上发生的反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A项正确；半导体电极是负极，发生氧化反应，B错误；电解质溶液中阳离子向正极即对电极移动，C项正确；据过程分析，整个过程实现了太阳能向电能、化学能的转化，D项正确。4．(2019·武汉高一检测)LED产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是(C)A．电路中的电子从负极经外电路到正极，再经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路B．a处通入氢气，b处通入氧气，该装置将化学能最终转化为电能C．电池放电后，OH－的物质的量浓度减小D．通入O2的电极发生反应：O2＋4e－===2O2－解析：电路中的电子从负极经外电路到正极，但是电子不经过KOH溶液，A不正确；由外电路中电子的运动方向可知，a是负极、b是正极，故a处通入氢气、b处通入氧气，该装置将化学能最终转化为光能，B不正确；电池放电后，电池反应产物是水，故OH－的物质的量浓度减小，C正确；通入O2的电极发生反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D不正确。5.镁燃料电池具有能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于储运等特点。如图为镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(A)A．放电过程中OH－移向正极B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－C．镁电池中镁均为负极，发生氧化反应D．正极反应式：ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－解析：根据工作原理图判断反应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，碱性溶液中生成Mg(OH)2。ClO－在正极反应，由图可知有Cl－和OH－生成，正极反应式：ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－，OH－向负极移动，生成Mg(OH)2。二、非选择题6．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。请回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由__b__极流向__a__极(填字母)。(2)负极的电极反应式为Li－e－===Li＋。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？__否__(填“是”或“否”)；原因是__电极Li是活泼金属，能与水反应__。解析：(1)该电池中Li失去电子生成Li＋，所以Li作电池的负极，则a是负极，b是正极，所以外电路中的电流方向由正极流向负极，所以从b流向a。(2)负极发生氧化反应，即Li失去电子生成Li＋，电极反应式为Li－e－===Li＋。(3)不能用水代替电池中的混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，与水反应，无法参与原电池反应，不能产生电流。7．氢气是未来最理想的能源之一，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(Ti