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原电池化学电源1.某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH溶液构成。放电时,电极反应分别为Zn+2OH--2e-Zn(OH)2;Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列说法中正确的是()A.锌为正极,电极上发生了氧化反应B.放电过程中,电解质溶液的酸碱性基本保持不变C.溶液中的OH-向正极移动,K+和H+向负极移动D.常温下,该电池总反应为非自发的氧化还原反应D2.镁—过氧化氢燃料电池具有比能量高、安全方便等优点。其结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()A.该电池能在高温下正常工作B.电池工作时,H+向负极移动C.电池工作时,正极周围溶液的pH将不断变小D.该电池的总反应式为Mg+H2O2+H2SO4MgSO4+2H2OD3.垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如图所示(有机物为C6H12O6)。下列说法正确的是()A.A为正极,H2PCA在该电极上发生氧化反应B.放电过程中,正极反应为2H2O-4e-4H++O2↑C.若1molO2参与电极反应,有2molH+穿过质子交换膜进入右室D.电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2OD4.镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。镍钴锰三元材料中Ni为主要活泼元素,通常可以表示为:LiNiaCobMncO2,其中a+b+c=1,可简写为LiAO2。放电时总反应为LiAO2+nCLi1-xAO2+LixCn(0x1),工作原理如图所示,则以下说法错误的是()A.放电时Ni元素最先失去电子B.放电时电子从a电极由导线移向b电极C.充电时的阳极反应式为LiAO2-xe-Li1-xAO2+xLi+D.充电时转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加7gD5.已知LiAl/FeS电池是一种新型的车载电池,对该电池充电时,阳极的电极反应式为Li2S+Fe-2e-2Li++FeS。下列有关该电池的说法正确的是()A.化合物LiAl具有强还原性,作负极材料B.为了延长电池的使用寿命,可以隔一段时间添加含电解质的水溶液C.放电时,该电池的总反应式为2Li+FeSLi2S+FeD.放电时,当电路中产生0.1mol电子的电量时,有0.1molLi+向LiAl移动C6.利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法正确的是()A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.电极a表面发生还原反应C.该装置工作时,H+从b极区向a极区移动D.该装置中每生成1molCO,同时生成1molO2A7.(2019·河南测试)原电池反应是释放能量的氧化还原反应,下列可设计成原电池的化学反应是()A.H2O(l)+CaO(s)Ca(OH)2(s)B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3·H2O+8H2OC.2KClO32KCl+3O2↑D.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)D8.某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,与此电池反应不符的原电池是()A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池D.银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C9.实验小组探究铝片作电极材料时的原电池反应,设计下表中装置进行实验并记录。【实验1】装置实验现象左侧装置电流计指针向右偏转,灯泡亮右侧装置电流计指针向右偏转,镁条、铝条表面产生无色气泡(1)实验1中,电解质溶液为盐酸,镁条作原电池的极。【实验2】将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。(2)该小组同学认为,此时原电池的总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,据此推测应该出现的实验现象为。实验2实际获得的现象如下:装置实验现象ⅰ.电流计指针迅速向右偏转,镁条表面无气泡,铝条表面有气泡ⅱ.电流计指针逐渐向零刻度恢复,经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现象,一段时间后有少量气泡逸出,铝条表面持续有气泡逸出(3)ⅰ中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2,则该电极反应式为。(4)ⅱ中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是。【实验3和实验4】为了排除Mg条的干扰,同学们重新设计装置并进行实验3和实验4,获得的实验现象如下:编号装置实验现象实验3电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约10分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少实验4电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约3分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少(5)根据实验3和实验4可获得的正确推论是(填字母序号)。A.上述两装置中,开始时铜片表面得电子的物质是O2B.铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关C.铜片表面产生的气泡为H2D.由“铝条表面气泡略有减少”能推测H+在铜片表面得电子(6)由实验1～4可推知,铝片作电极材料时的原电池反应与等因素有关。答案:(1)负(2)指针向左偏转,镁条表面产生无色气泡(3)O2+2H2O+4e-4OH-(4)Mg放电后生成Mg(OH)2附着在镁条表面,使Mg的放电反应难以发生,导致指针归零(或随着反应的进行,铝条周围溶液中溶解的O2逐渐减少,使O2放电的反应难以发生,导致指针归零)(5)ABC(6)另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O210.Ⅰ.某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究,请回答下列问题:(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)(1)在甲图装置中,当电流计中指针发生偏转时,盐桥中的离子移动方向为K+移向(填“A”或“B”)烧杯,装置中电子的移动路径和方向为。Ⅱ.该小组同学提出设想:如果将实验中的盐桥换为导线(铜制),电流表是否也发生偏转呢?带着疑问,该小组利用图乙装置进行了实验,发现电流计指针同样发生偏转。回答下列问题:(2)该小组的一位成员认为溶液中的阴阳离子能通过铜导线从而构成闭合回路形成电流,该装置仍然为原电池。你对该观点的评价是(填“正确”或“不正确”)。(3)对于实验中产生电流的原因,该小组进行了深入探讨,后经老师提醒注意到使用的是铜导线,烧杯A实际为原电池。那么在烧杯B中铜片上发生反应的电极反应式为。(4)对于图乙烧杯A实际是原电池的问题上,该小组成员发生了很大分歧:①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性,此时原电池实际是由Zn、Cu作电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为。②另一部分同学认为是溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为。(5)若第(4)问中②观点正确,则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。其具体装置为以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,请写出该电池工作时总反应的化学方程式:。答案:(1)B由Zn电极沿导线流向Cu电极(2)不正确(3)Cu2++2e-Cu(4)①2H++2e-H2↑②O2+4e-+2H2O4OH-(5)4Al+3O2+6H2O4Al(OH)311.据报道,摩托罗拉(MOTOROLA)公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用1个月充电一次。假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成C。(1)该电池反应的总离子方程式为。(2)甲醇在(填“正”或“负”)极发生反应,电池在放电过程中溶液的pH将(填“降低”或“上升”“不变”);若有16g甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO4溶液(假设整个过程中能量利用率为80%),则将产生标准状况下的O2L。(3)最近,又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导-(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。①电池的负极反应式为。②放电时固体电解质里的-的移动方向是向(填“正”或“负”)极移动。答案:(1)2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O(2)负降低13.44(3)①C4H10+13--26e-4CO2+5H2O②负