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2024届人教版 原电池 化学电源 单元测试

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D.烧杯②溶液最终呈蓝色

解析 烧杯①中若铝、铜作电极构成微型电池,则金属Al作负极,发生失电子反应,电极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2O,B项错误;烧杯①中若构成微型电池,则正极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A项错误;烧杯②中可构成Al-Fe原电池、Al-Cu原电池、Fe-Cu原电池,三种原电池的正极反应式均为2H++2e

-===H↑,C2

项正确;烧杯②中Cu不会溶解,溶液不会呈蓝色,D

项错误。

答案 C

10.乙烷燃料电池的原理如图所示,下列说法正确的是( )

-A.a为负极,电极反应式为CH3CH3-14e-+18OH-===2CO23+

12H2O

B.电子从a极经导线移向b极,再经溶液移向a极 C.电池工作一段时间后电解质溶液的pH增大

D.用该电池电解硫酸铜溶液(电解池的电极为惰性电极),消耗氧气的物质的量与析出铜的物质的量之比为2∶1

解析 通入乙烷的a极为负极,乙烷失电子,A项正确;原电池中电子从负极经导线流向正极,但电子不进入溶液,B项错误;该电

-池的总反应为2CH3CH3+7O2+8OH-===4CO23+10H2O,因为反应

中消耗OH-,所以电池工作一段时间后,电解质溶液的pH减小,C项错误;1 mol O2参与反应转移4 mol电子,而1 mol Cu2+放电需要2 mol电子,所以消耗氧气的物质的量与析出铜的物质的量之比为1∶2,D项错误。

答案 A

二、非选择题(本大题共4小题,共50分)

11.(12分)(1)观察如图所示的两个装置,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为_____________________、______________________。

(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:

①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极,该极的电极反应式为________________________________________。

②电池工作一段时间后电解质溶液的pH_________ (填“增大”“减小”或“不变”)。

解析 (1)由图1可知还原性Cr>Cu,但在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)CH4在反应时失去电子,故a电极是电池的负极。由总反应式

--CH4+2OH-+2O2===CO23+3H2O减去正极反应式O2+2H2O+4e

===4OH-,可得负极反应式。由于电池工作过程中会消耗OH-,故一段时间后,电解质溶液的pH会减小。

答案 (1)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成H2 金属铬易被稀硝酸钝化

-(2)①a CH4+10OH--8e-===CO23+7H2O

②减小

12.(12分)铅蓄电池是一种传统的目前使用量最大的二次电池,

放电

其放电时的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO42H2O,请回答下列问题:

(1)该铅蓄电池工作时的负极材料是________,正极上的电极反应式为________________。若使该电池实现电能转化为化学能的变化,则电极连接方式为________。

(2)放电时生成的固体会附聚在电极表面,若工作中正极质量增加96 g,理论上电路中转移的电子数为________NA,此过程中电池消耗________ mol H2SO4。

解析 由总反应方程式知,铅是还原剂,故铅是负极,对该电池进行充电可将电能转化为化学能,此时铅蓄电池的铅电极应与电源的

充电

2PbSO4+

负极相连。PbO2在正极上得到电子转化为硫酸铅,当有1 mol PbO2变成1 mol PbSO4时,正极质量增加了64 g,同时电路中转移2 mol e

-,故当正极质量增加

96 g时,表明有1.5 mol PbO2发生了反应,转

移的电子数为3NA,由总电极反应式知共消耗3 mol H2SO4。

--

答案 (1)铅 PbO2+4H++SO24+2e===PbSO4+2H2O 铅电

极与电源负极相连(其他合理答案也对)

(2)3 3

13.(13分)为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:

已知:相关物质的溶解度(20 ℃) AgCl:1.5×10-4 g Ag2SO4:0.796 g (1)甲同学的实验如下: 序号 操作 将2 mL 1 mol·L-1 AgNO3溶液加实验Ⅰ 入到1 mL 1 mol·L FeSO4溶液中 取上层清液,滴加KSCN溶液 注:经检验黑色固体为Ag ①白色沉淀的化学式是________________。

②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_________________。 (2)乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度,进行实验Ⅱ。 a.按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。放置

-1现象 产生白色沉淀,随后有黑色固体产生 溶液变红 一段时间后,指针偏移减小。

b.随后向甲烧杯中逐滴加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:

偏移减小→回到零点→逆向偏移。

①a中甲烧杯里的电极反应式是______________。

②b中电压表指针逆向偏移后,银为________(填“正”或“负”)极。

③由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是____________。 解析 (1)分析溶液中的离子可知只能生成白色微溶于水的Ag2SO4沉淀,Fe2+生成Fe3+,所以化合价降低的只能是Ag+,黑色固体是单质银(注意金属只有在形成晶体时,才能表现出金属光泽)。

(2)由电子流向可知a中石墨为负极,Fe2+失电子生成Fe3+,Ag为正极,Ag+得电子生成Ag,则Ag+的氧化性大于Fe3+;b中Ag为负极失电子生成Ag+,石墨为正极Fe3+得电子生成Fe2+,则Fe3+的氧化性大于Ag+,分析可知Fe3+、Ag+的氧化性强弱与其浓度大小有关。

答案 (1)①Ag2SO4 ②有黑色固体(Ag)生成,加入KSCN溶液后变红

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