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- 2021-07-08 发布
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跟踪检测(二十九) 化学能与电能(1)——原电池、化学电源 (过基础)
1.下列可构成原电池的是( )
解析:选B 电极均是铜,不能构成原电池,A错误;Sn与Fe是活泼性不同的金属,与稀硫酸一起构成原电池,其中铁是负极,B正确;酒精是非电解质,不能构成原电池,C错误;没有构成闭合回路,不能形成原电池,D错误。
2.如图为番茄电池的示意图,下列说法正确的是( )
A.电流由锌通过导线流向铜
B.负极反应为Zn-2e-===Zn2+
C.一段时间后,铜片质量会减少
D.一段时间后,锌片质量会增加
解析:选B 锌比铜活泼,锌是负极,铜是正极。电流由铜通过导线流向锌,A错误;负极反应为Zn-2e-===Zn2+,B正确;一段时间后,锌片质量会减少,铜片质量不变,C、D错误。
3.LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。如图是某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A.装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
B.铜片上发生的反应为2H++2e-===H2↑
C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,则导线中不会有电子流动
D.如果将锌片换成铁片,则电路中的电流方向不变
解析:选C 原电池把化学能转化为电能,LED灯把电能转化为光能,即装置中存在“化学能→电能→光能”的转化,A项正确;Zn的活泼性强于Cu,Zn是负极,Cu是正极,溶液中的H+在正极上放电,即铜片上发生的反应为2H++2e-===H2↑,B项正确;如果将稀硫酸换成柠檬汁,仍然可以构成原电池,因此导线中会有电子流动,C项错误;如果将锌片换成铁片,仍然是Cu作正极,而Fe作负极,故电路中的电流方向不变,D项正确。
4.(2016·浙江4月选考)MgH2O2电池是一种化学电源,以Mg和石墨为电极,海水为电解质溶液,示意图如图。下列说法不正确的是( )
A.石墨电极是该电池的正极
B.石墨电极上发生还原反应
C.Mg电极的电极反应式:Mg-2e-===Mg2+
D.电池工作时,电子从Mg电极经导线流向石墨电极,再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极
解析:选D 在MgH2O2电池中,Mg为负极,石墨为正极。电池工作过程中,镁电极失去电子,所产生的电子经导线流向石墨电极,H2O2在石墨电极表面得到电子,转变成OH-,负极生成的Mg2+流向正极,溶液中的阴离子流向负极,在电解质溶液中不存在电子的流动。综上分析,D项错误。
5.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.锌片作正极
B.铜片上有气泡产生
C.将电能转化为化学能
D.电子由铜片经导线流向锌片
解析:选B 根据原电池的工作原理,活泼金属作负极,锌比铜活泼,锌片作负极,A错误;铜片作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,铜片上有气泡冒出,B正确;该装置为原电池装置,是将化学能转化成电能的装置,C错误;根据原电池的工作原理,电子从负极经导线流向正极,即电子从锌片经导线流向铜片,D错误。
6.(2016·全国卷Ⅱ)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-===Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
解析:选B MgAgCl电池的电极反应:负极Mg-2e-===Mg2+,正极2AgCl+2e-===2Ag+2Cl-,A项正确,B项错误;在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,C项正确;Mg是活泼金属,能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2,D项正确。
7.电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。下列判断正确的是( )
A.锌为正极,Ag2O为负极
B.锌为负极,Ag2O为正极
C.原电池工作时,将电能转化成化学能
D.原电池工作时,负极区溶液的pH增大
解析:选B 根据化合价变化可知Zn被氧化,应为原电池的负极,则正极为Ag2O,故A错误,B正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,故C错误;原电池工作时,负极发生反应Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,溶液的pH减小,故D错误。
8.如图是铅蓄电池构造示意图,下列说法不正确的是( )
A.铅蓄电池是二次电池,充电时电能转化为化学能
B.电池工作时,电子由Pb板通过导线流向PbO2板
C.电池工作时,负极反应为Pb-2e-+SO===PbSO4
D.电池工作时,H+移向Pb板
解析:选D 铅蓄电池是可充电电池,是二次电池,充电时电能转化为化学能,故A正确;在该电池中Pb板为负极,则电池工作时,电子由Pb板通过导线流向PbO2板,故B正确;电池工作时,负极反应为Pb-2e-+SO===PbSO4,故C正确;在原电池工作时,阳离子向正极移动,则H+移向PbO2板,故D错误。
9.(2017·浙江11月选考)金属(M)空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.金属M作电池负极
B.电解质是熔融的MO
C.正极的电极反应:
O2+4e-+2H2O===4OH-
D.电池反应:2M+O2+2H2O===2M(OH)2
解析:选B 金属(M)空气电池中M失电子作负极,故A正确;根据传递M2+和OH-,可知电解质是熔融的M(OH)2,故B错误;空气得电子作正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,故C正确;电池总反应为2M+O2+2H2O===2M(OH)2,故D正确。
10.近年,科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.左边为该电池的负极
B.该电池可在高温环境下使用
C.该电池负极反应为H2-2e-===2H+
D.该电池正极反应为O2+4e-===2O2-
解析:选C 由电池示意图可知,H2→H+,是H2被氧化的过程,通入H2的一极为原电池的负极,发生反应:H2-2e-===2H+;O2→H2O,是O2被还原的过程,通入O2的一极为原电池的正极,发生反应:O2+4e-+4H+===2H2O,故A、D错误,C正确;该电池包括两个涂覆着酶的电极,高温下会使酶变性,不能在高温下使用,B错误。
11.(1)观察如图所示的装置,图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图2装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(2)如图3为某实验小组设计的原电池。
①该小组依据的氧化还原反应为(写离子方程式)___________________________
________________________________________________________________________。
②已知反应前电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,则导线中通过________mol电子。
③用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,发生的离子反应为______________,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红。
解析:(1)由图1可知还原性Cr>Cu,但在图2稀硝酸中却出现了反常,结合稀硝酸的氧化性,不难推测铬被稀硝酸钝化,导致活性降低。(2)由图可知该装置为原电池,Fe为负极,发生反应Fe-2e-===Fe2+,石墨为正极,发生反应Cu2++2e-===Cu,总反应式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,一段时间后,两电极质量相差12 g,则
Fe+Cu2+===Fe2++Cu 两极质量差Δm 转移电子
56 g 64 g 56 g+64 g=120 g 2 mol
12 g n
n=0.2 mol。
③滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,证明溶液中含有Fe3+,而在上述原电池铁电极失电子,产生Fe2+,含有Fe2+的溶液中滴加少量新制饱和氯水,Fe2+被氯气氧化生成Fe3+,离子反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
答案:(1)①金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成H2 ②
金属铬易被稀硝酸钝化
(2)①Fe+Cu2+===Fe2++Cu ②0.2
③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-