第八单元 原电池和化学电源
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.下面是四位同学在学习了原电池的知识后所产生的相关认识,其中一定正确的是( )
2.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为Zn-2e===Zn
2+
2+
-
2+
B.电池反应为Zn+Cu===Zn+Cu C.在外电路中,电子从正极流向负极 D.盐桥中的K移向ZnSO4溶液
3.某化学兴趣小组的同学将用导线连接起来的锌、铜平行地插入到一个番茄中,组成
+
如图所示的装置:,结果发现电流计的指针发生偏转,下列叙述中错误的是( )
B.会有Zn进入番茄汁中
D.铜电极周围可能会有少量的气泡冒出
2+
A.番茄中含有电解质溶液 C.电子通过番茄汁由铜流向锌
4.某课外实验小组探究铜-锌原电池(硫酸为电解质)实验后,一位同学在“学习卡片”上做了如下记录。其中记录内容正确的是( )
卡片 NO:28 Date:2016.4.1 实验后的记录:①Zn为阴极,Cu为阳极 ②H向负极移动 导线③电子流动方向:Zn――→Cu ④Cu极有H2产生 ⑤正极的电极反应式:Zn-2e===Zn A.①③ C.①②⑤
3+
-2++B.③④ D.②③④
2+
5.某同学根据离子方程式2Fe+Fe===3Fe来设计原电池。下列设计方案中可行的是( )
1
A.电极材料为铁和锌,电解质溶液为FeCl3溶液 B.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为FeCl3溶液 C.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为FeCl2溶液 D.电极材料为石墨,电解质溶液为FeCl3溶液 6.下列装置中能构成原电池的是( )
7.由于具有超低耗电量、寿命长的特点,LED产品越来越受人欢迎。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是( )
A.a处通入氧气,b处通入氢气 B.该装置中只涉及两种形式的能量转化 C.电池正极电极反应式为O2+2H2O+4e===4OH D.P-型半导体连接的是电池负极
8.人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料,如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是( )
-
-
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生 C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强 D.催化剂b表面的反应是CO2+2H+2e===HCOOH 9.分析下图所示的四个装置,其中结论正确的是( )
+
-
A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极
2
B.(2)中Mg作正极,电极反应为6H2O+6e===6OH+3H2↑ C.(3)中Fe作负极,电极反应为Fe-2e===Fe D.(4)中Fe作负极,电极反应为Fe-2e===Fe
10.如图甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是( )
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2+
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2+
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A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co(aq)===Co(s)+Cd(aq) B.反应2Ag(s)+Cd(aq)===Cd(s)+2Ag(aq)能够发生 C.盐桥的作用是形成闭合回路,并使两边溶液保持电中性 D.乙电池中有1 mol电子通过外电路时,正极有108 g Ag析出
11.纽扣电池可作为计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池,其电极组成分别为Zn和Ag2O,以KOH溶液为电解质溶液,电池的总反应Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。下列关于该电池的叙述不正确的是( )
A.电池工作时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极 B.电池工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极,Ag2O是负极 C.正极的电极反应为Ag2O+H2O+2e===2Ag+2OH D.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应
12.华中科技大学一项科学研究表明:一种被称为Li-空气微型石墨烯超级电容器的电池,它充电和放电的速度是标准电池的100至1 000倍。该电池由单原子层的碳构成,放电时将锂氧化产生锂离子和电子,空气中的氧分子得到电子进行还原反应,从而产生电能。则下列说法正确的是 ( )
A.Li电极是该电池的正极
B.O2在电极上发生氧化反应,其电极反应式为O2+2H2O+4e===4OH C.作为石墨烯生产原料的石墨是导体 D.放电时,电池中有OH向负极移动
13.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝-碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为2Al+3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( )
A.该电池负极的电极反应为Al-3e===Al B.该电池的正极材料不能是镁
C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多 D.该电池的正极材料是碘
3
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2+
+
2+
2+
14.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是( )
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e
②负极上CH4失去电子,电极反应式为CH4+10OH-8e===CO3+7H2O ③负极上是O2获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e===4OH ④电池放电后溶液pH不断升高 A.①② C.①④
B.①③ D.③④
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2-
-
15.我国科学家曾报道过如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi C.放电时,a极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中Li从b向a迁移
16.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
+
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O 题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
4
17.(12分)(1)美国“阿波罗”宇宙飞船中使用的氢氧燃料电池,其构造如图所示:
KOH作电解质,其反应为2H2+O2===2H2O,则负极通入的是________,电极反应式为 ________________________________________________________________________; 正极通入的是__________,电极反应式为__________________________________。 (2)如把KOH溶液改为稀硫酸,则电极反应式为负极:__________________,正极:____________________。
(3)如把H2改为CH4,KOH作电解质,则电极反应式为负极:________________,正极:__________________。
18.(12分)一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。回答下列问题:
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是
________________________________________________________________________。 (2)此电池的正极发生的电极反应式是
________________________________________________________________________; 负极发生的电极反应式是
________________________________________________________________________。 (3)电解液中的H向________极移动,向外电路释放电子的电极是________。 (4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池能量转化效率高,其次是
________________________________________________________________________。 19.(12分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质。他们分别设计了如下图所示的原电池,请回答下列问题:
+
(1)a中正极上的实验现象是________________________________。 (2)b中总反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
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