1、原电池 化学电源 单元测试一、选择题1(2015合肥一中)一种充电电池放电时的电极反应为H22OH 2e =2H2O，NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH ，当电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是 ( )AH 2O 的还原 BNiOOH 的还原CH 2 的氧化 DNi(OH) 2 的氧化解析：充电时与外电源正极连接的电极是阳极， 发生氧化反 应，与放 电时的正极反应相反，可知是 Ni(OH)2 失电子被氧化， 发生氧化反应。答案：D2(2016 届湖北省老河口市一中高三上学期期中 )在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说
2、法正确的是 ( )A外电路的电流方向为 X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则铁棒进行的电极反应式为2H e =H2CX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序是 XY解析：考查原电池反应原理。 A根据 图片知该装置是原电池，外 电路中电子从 X 电极流向 Y 电极，电流的流向与此相反，即 Y外电路X， A 项错误；B若两电极分别为铁和碳棒，则铁棒是负极，发生氧化反应 ：Fe2e =Fe2 ，B 项错误 ；CX 是负极，负极上发生氧化反应；Y 是正极，正极上发生还原反应，C 项错误；D 原 电池中 较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作
3、正极， 该原电池中 X 是负极， Y 是正极，所以若两极都是金属，则它们的活动性顺序为 XY，D 项 正确；答案选 D。答案：D3(2015郑州外国语学校)观察如图所示装置，可发现电流计指针偏转，M 棒变粗，N棒变细。下表所列的 M、N、 P 对应物质可构成该装置的是 ( )选项 M N PA 锌 铜 稀硫酸B 铜 铁 稀盐酸C 银 锌 硝酸银溶液D 锌 铁 硝酸铁溶液解析：M 棒变粗，N 棒变细，说明 N 棒是负极( 金属失去电子转化成金属离子) ，M 棒上有金属析出。金属的活泼性：NM，可排除 A、D 选项，结合 电解质溶液中有金属离子得到电子被还原，因此选择 C 选项。答案：C4(201
4、5南京市金陵中学)( 双选) 镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充放电过程中的总反应方程式是 Ni(OH)2M NiOOHMH 。已知反应 6NiOOHNH 3H 2OOH =6Ni(OH)充 电 放 电2NO 。下列说法正确的是 ( ) 2ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH B放电过程中 OH 从正极向负极迁移C放电过程中负极的电极反应式为 MHOH e =H2OM，OH 中的 H 被 MH中的 M 氧化DNiMH 电池可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶
5、液解析：由题给信息可知，储氢 金属或合金 M 不参与氧化还 原反应。放 电时正极上发生还原反应，A 项正确。放电时阴离子向 负极移动， B 项正确。充、放电时 M 的化合价未发生变化，C 项错误 。由反应 6NiOOHNH 3H 2OOH =6Ni(OH)2NO 可知，该电池的电解质 2溶液不能为氨水，D 项错误。误区提示：MH 是金属或合金吸收氢后的物质，通过分析所给反应可知，M 的化合价没有变化，容易将得电子的元素看成金属元素而 错选。答案：AB5(2016云南玉溪一中月考) 根据如图所示，下列判断中正确的是 ( )A烧杯 a 中发生反应 O24H 4e =2H2O，溶液 pH 降低B烧杯
6、 b 中发生反应为 2Zn4e =2Zn2C电子从 Zn 极流出，流入 Fe 极，经盐桥回到 Zn 极D向烧杯 a 中加入少量 K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成解析：本题综合考查原电池的知识。根据 电子流向，通入氮气一极为负极，氧气一极为正极，故烧杯 a 中 发生反应 O22H 2O4e =4OH ，溶液 pH 增大，A 错误；烧杯 b 中发生反应为 2Zn4e =2Zn2 ，B 正确；盐桥中是阴阳离子导电 ，C 错误；向烧杯 a 中加入少量K3Fe(CN)6溶液，溶液中不存在亚铁离子，没有 蓝色沉淀，D 错误。答案：B6(2015厦门一中)某实验小组依据反应 AsO 2H 2I AsO
7、 I 2H 2O 设34 33计了如图所示原电池，探究 pH 对 AsO 氧化性的影响。测得电压表所测电压值与 pH 的34关系如图所示。下列有关叙述错误的是 ( )A调节 pH 可以改变反应的方向BpH0.68 时，反应处于平衡状态CpH5 时，负极的电极反应式为 2I 2e =I2DpH0.68 时，氧化性： I2AsO34解析：A 项，该反应为可逆反应，若 氢离子浓度较大， 则平衡正向移动，碘元素的化合价升高，乙烧杯中石墨作负极，砷元素的化合价降低，甲烧杯中石墨作正极；反之则平衡逆向移动， A 项正确。B 项，由图像可知，pH0.68 时， 电压为 0 V，电路中没有电流通过，即反应处于
8、平衡状态，B 项正确。C 项，pH 5 时，反 应逆向进行， 负 极反应式为AsO 2e H2O=AsO 2H ，C 项错误。D 项，pH0.68 时，反应逆向进行，氧化性：33 34I2AsO ，D 项正确。34答案：C7如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 ( )A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过 2 mol 电子，负极质量减轻 207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析：铅蓄电池负极反应为 Pb2e SO =PbSO4，通过 2 mol 电子时，质量增加2496 g。答案：C8(20
9、15四川绵阳诊断)某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO410FeSO 48H 2SO4=2MnSO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O。盐桥中装有饱和K2SO4 溶液，下列叙述中正确的是 ( )A乙烧杯中发生还原反应B甲烧杯中溶液的 pH 逐渐减小C电池工作时，盐桥中的 SO 移向甲烧杯24D外电路的电流方向是从 a 到 b解析：本题考查原电池的工作原理，意在考 查考生对原电 池工作原理的理解能力。乙 烧杯中发生氧化反应：Fe 2 e =Fe3 ，A 项错误；甲烧杯中 发生还原反应：MnO 8H 5e =Mn2 4H 2O，c(H )减小， pH 增大，B
10、项错误；电池工作时，乙烧杯中 4正电荷增多，SO 移向乙烧 杯， C 项错误；外电路的电流方向是从正极(a)到负极(b)，D 项正24确。答案：D9镁及其化合物一般无毒(或低毒 )、无污染，且镁原电池放电时电压高而平衡，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为xMgMo 3S4 MgxMo3S4；在镁原电池放电时，下列说法错误的是 ( )放 电 充 电AMg 2 向正极迁移B正极反应为：Mo 3S42xe =Mo3S2x4CMo 3S4 发生氧化反应D负极反应为：xMg 2xe =xMg2解析：正极反应为 Mo3S42xe =Mo3S ，发生还原反应，负极反应
11、为2x4xMg2 xe = xMg2 ，负极产生的 Mg2 移向正极，C 选项错误。答案：C10甲醇空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )AH 从正极区通过交换膜移向负极区B负极的电极反应为 CH3OH(l)H 2O(l)6e =CO2(g)6H Cd 导出的是 CO2D图中 b、c 加入的分别是 O2、甲醇解析：H 为阳离子，应该从负极区通过交换膜移向正极区，A 项错误；甲醇空气燃料电池中，甲醇是还原剂，在负极发生失电子的氧化反应，B 项正确；根据 H 的移动方向可知甲电极为负极，因此 a 导出的是 CO2，C 项错误；由上述
12、分析可知 b、c 加入的分别为甲醇、O2，D 项错误。答案：B11(2016 届内蒙古赤峰市宁城县高三上学期统考 )如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6 是电解质，SO(CH 3)2 是溶剂，反应原理是 4LiFeS 2=Fe2Li 2S。下列说法不正确的是 ( )A可以用水代替 SO(CH3)2 做溶剂B电子移动方向是由 a 极流向 b 极C该装置将化学能转化为电能Db 极反应式为 FeS24Li 4e =Fe2Li 2S解析：考查了原电池原理的相关知识。A水的 导电性差且和锂发生反应，不符合原 电池的反应原理，故 A 错误；B原电池中电子从负极沿外电路流向正极，原电池中 a 为负极，是由
13、 a 极流向 b 级 ，故 B 正确；C 装置图分析可知是原电池反应原理，是化学能转化为电能的装置，故 C 正确； Db 电极为正极，得到电子发生还原反应， 电极反应为FeS24Li 4e =Fe2Li 2S，故 D 正确， 。答案：A二、非选择题12(2015兰州一中)已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色，现在足量的稀的氯化亚铁溶液中，加入 12 滴液溴，振荡后溶液呈黄色，现对溶液呈黄色的原因进行探究。(1)仅限选用的仪器和试剂有烧杯、试管、玻璃棒、量筒、滴管、药匙；酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、四氯化碳、硫氰化钾溶液、硝酸银溶液、淀粉碘化钾溶液。完成以下实验探究过程：【提出假设】假设 1：溶液
14、呈黄色不是发生化学反应所致，是由溶液中的_引起的(填微粒的化学式，下同)。假设 2：溶液呈黄色是发生化学反应所致，是由溶液中的_引起的。【设计实验方案】为了验证上述假设 1 和假设 2 的推断，请用简要的文字描述你的实验方案及实验中出现的现象。假设 1：_。假设 2：_。(2)根据高中所学的知识判断，你认为_( 填“假设 1”或“假设 2”)的推断是正确的；若选用淀粉碘化钾溶液验证你的假设是否可行？_(填“可行”或“不可行”) 。(3)写出铁离子与碘离子反应的离子方程式：_ ，并依据该反应原理设计一种原电池，将原电池的装置示意图画在方框中。解析：由于氧化性：Br 2Fe3 ，故溶液呈黄色是因
15、为溴将亚铁 离子氧化成了铁离子。 Br2和 Fe3 都能把 I 氧化成 I2 使淀粉溶液变蓝，因此不能用淀粉碘化钾溶液验证。Fe 3 与 I 反应的离子方程式为 2I 2Fe 3 =2Fe2 I 2，氧化 剂和还 原剂均为溶液中的离子，故可将其设计成双液原电池。答案：(1)Br 2 Fe 3 向黄色溶液中加入适量 CCl4，振荡，静置，下层溶液呈橙红色 向黄色溶液中滴加几滴 KSCN 溶液，溶液变为红色(2)假设 2 不可行(3)2I 2Fe3 =2Fe2 I 213(2015福建师大附中)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为该电池的工作原理示意图，该电池的电极表面镀一层细小的
16、铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池放电时能量转化形式主要是_，在导线中电子流动方向为_(用 a.b 表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。(4)该电池工作时，H 2 和 O2 连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.Li H 2 2LiH= = = = = .LiHH 2O=LiOHH 2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。知 LiH 固体的密度为 0.82 g/cm3。用锂吸收 224 L(标准状况 )H2，生成的 LiH 体积与被吸收的 H2 体积比为_
17、 。将由生成的 LiH 与 H2O 作用放出的 H2 用作电池燃料，若能量转化率为 80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。解析：(1)原电池是把化学能转化成电能的装置。电池总反应式为 2H2O 2=2H2O，其中 H 元素从 0 价升至1 价，失去电子，即 电子在导线中从 a 流向 b；(2)负极为失去电子的一极，即 H2 失电子生成 H ，由于溶液是呈碱性的，故负极反 应式为 H22OH 2e =2H2O。(3)电极表面 镀铂粉可增大电极单位面积吸附 H2、O2 的分子数，可以加快反应速率。(4)反 应中 Li 元素从 0 价升至1 价，故 Li 作 还原剂。反应中 H2O 中的 H
18、 元素从1 价降至 H2 中的 0 价，故 H2O 作氧化剂。由反应 I 可知，当 锂吸收 10 mol H2时，则生成 20 mol LiH，V(LiH) 103 L1.95110 1 L，则2080.82 8.7110 4 。20 mol LiH 可生成 20 mol H2则实际参加反应的VLiHVH2 1.95110 1 L224 LH2为 20 mol80%16 mol，因 1 mol H2转化成 1 mol H2O 的过程中转移 2 mol 电子，所以16 mol H2 在反应中可转移 32 mol 电子。答案：(1)由化学能转变为电能 由 a 到 b(表达形式合理均可)(2)2H24OH 4e =4H2O 或 H22OH 2e =2H2O(3)增大电极单位面积吸附 H2、O 2 的分子数，加快电极反应速率(4)Li H 2O 8.7110 41 32
