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- 2021-07-08 发布
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课时作业(二十三) 原电池 化学电源
1.下列有关电池的说法不正确的是( )
A.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从锌电极流向铜电极
C.氢氧燃料电池工作时,氢气在负极被氧化
D.原电池中一定发生了氧化还原反应
A [太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅,A项错误;铜锌原电池工作时,电子沿外电路由负极(锌)流向正极(铜),B项正确;氢氧燃料电池工作时,氢气在负极失去电子被氧化,C项正确;由原电池的工作原理可知原电池中一定发生了氧化还原反应,D项正确。]
2.(2020·广东韶关模拟)某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.Fe作正极,发生氧化反应
B.负极反应:2H++2e-===H2↑
C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
答案 D
3.(2020·湖南衡阳检测)根据下图,下列判断中正确的是( )
A.烧杯a中的溶液pH降低
B.烧杯b中发生氧化反应
C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2↑
D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2↑
B [由题给原电池装置可知,电子经过导线由Zn电极流向Fe电极,则O2在Fe电极发生还原反应:O2+2H2O+4e-===4OH-,烧杯a中c(OH-)增大,溶液的pH升高;烧杯b中,Zn发生氧化反应:Zn-2e-===Zn2+。]
4.(2020·山西大同质检)如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图,稀H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是( )
A.a极为负极,电子由a极经外电路流向b极
B.a极的电极反应式:H2-2e-===2H+
C.电池工作一段时间后,装置中c(H2SO4)增大
D.若将H2改为CH4,消耗等物质的量的CH4时,O2的用量增多
C [a极通入的H2发生氧化反应,为负极,电子由a极经外电路流向b极,以稀H2SO4为电解质溶液时,负极的H2被氧化为H+,总反应为2H2+O2===2H2O,电池工作一段时间后,装置中c(H2SO4)减小,则C项错误;根据电池总反应:2H2+O2===2H2O,CH4+2O2===CO2+2H2O,可知等物质的量的CH4消耗O2较多。]
5.(2019·福建福州模拟)下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O”设计成的原电池装置,其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是( )
A.甲组操作时,电流表(A)指针发生偏转
B.甲组操作时,溶液颜色变浅
C.乙组操作时,C2作正极
D.乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-
D [装置Ⅰ中的反应,AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O,当加入适量浓盐酸时,平衡向右移动,有电子转移,但电子不会沿导线通过,所以甲组操作时,电流表(A)指针不会发生偏转,但由于I2浓度增大,所以溶液颜色变深;向装置ⅡB烧杯中加入NaOH溶液,C2上发生:AsO-2e-+2OH-===AsO+H2O,电子沿导线到C1,I2+2e-===2I-,所以C2为负极,C1为正极。]
6.(2019·河北邢台质检)宇宙飞船配备的高效MCPC型燃料电池可同时供应电和水蒸气,所用燃料为氢气,电解质为熔融的碳酸钾,已知该电池的总反应为2H2+O2===2H2O,负极反应为H2+CO-2e-===CO2↑+H2O,则下列推断中,正确的是( )
A.电池工作时,CO向负极移动
B.电池放电时,外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C.正极的电极反应:4OH--4e-=== O2↑+2H2O
D.通氧气的电极为正极,发生氧化反应
A [A项,电池放电时,电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以CO向负极移动,正确;B项,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极,错误;C项,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO,错误;D项,燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,所以该燃料电池中,通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,错误。]
7.直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点,引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。
(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为________。
(2)碱性乙醇燃料电池中,电极a上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________,
使用空气代替氧气,电池工作过程中碱性会不断降低,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)酸性乙醇燃料电池中,电极b上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________,
通过质子交换膜的离子是________。
(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,CO向电极________(填“a”或“b”)移动,电极b上发生的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析 (1)燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气或空气的一极为正极,三种乙醇燃料电池中正极反应物均为氧气。(2)碱性乙醇燃料电池中,电极a为负极,电极反应式为C2H5OH+16OH--12e-===2CO+11H2O,使用空气代替氧气,空气中的CO2会与KOH溶液反应,降低溶液的碱性,同时反应中也会消耗KOH,所以电池工作过程中碱性会不断降低。(3)酸性乙醇燃料电池中,电极b为正极,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O;质子交换膜能够使质子(H+)通过。(4)根据图示可知,a为负极,原电池中阴离子由正极向负极移动,所以CO向电极a移动;电极b为正极,由图示可知,CO2也参与了正极的反应,电极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO。
答案 (1)氧气
(2)C2H5OH+16OH--12e-===2CO+11H2O 空气中的CO2会与KOH溶液反应,降低溶液的碱性,同时反应中也会消耗KOH
(3)O2+4H++4e-===2H2O H+
(4)a O2+2CO2+4e-===2CO