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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第二节 化学电源精练
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第二节 化学电源精练，共12页。试卷主要包含了下列有关电池的说法不正确的是等内容，欢迎下载使用。
题组一 化学电源与一次电池
1.(2021北京丰台高二期中)下列有关电池的说法不正确的是( )
A.原电池是将化学能转化为电能的装置
B.化学电源的反应基础是氧化还原反应
C.手机上用的锂离子电池属于二次电池
D.电池无法使用时可随意丢弃
2.人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池,其电极反应式为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-。根据反应式判断氧化银是( )
A.负极 被氧化 B.正极 被还原
C.负极 被还原 D.正极 被氧化
3.(2021河北唐山高二期中)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn+MnO2+H2O ZnO+Mn(OH)2。下列说法中错误的是( )
A.电池工作时,锌作负极,发生氧化反应
B.电池正极的电极反应式为MnO2+2H2O+2e- Mn(OH)2+2OH-
C.电池工作时,电解质溶液中的OH-移向负极
D.电池工作时,电流由Zn极经外电路流向MnO2极
4.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解质是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2 4LiCl+S+SO2↑。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为 ,发生的电极反应式为 。
(2)电池正极发生的电极反应式为 。
题组二 二次电池及其应用
5.(2021山东新高考联盟高二月考)爱迪生电池是一种铁镍蓄电池,其总反应为Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列推断中错误的是( )
A.该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中
B.放电时,正极附近溶液的pH变小
C.充电时,Fe电极与直流电源的负极相连
D.放电时,负极的电极反应式为Fe-2e-+2OH- Fe(OH)2
6.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,工作(放电)时该电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。试根据上述信息判断:
(1)铅蓄电池的负极材料是 。
(2)工作时,正极反应为 。
(3)工作时,电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向 极。
(5)电流从 (填化学式,下同)极流向 极。
题组三 燃料电池及其应用
7.(2020浙江杭州西湖高级中学高二月考)将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CO和O2,即可产生电流,称为燃料电池,下列叙述正确的是( )
①通入CO的电极为正极;
②正极的电极反应式是O2+2H2O+4e- 4OH-;
③负极的电极反应式是2CO+O2-4e- 2CO2;
④负极的电极反应式是CO+4OH--2e- CO32-+2H2O;
⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动;
⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A.①③⑤ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③
8.(2021北京人大附中高二期中)甲醇—空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池,其工作原理如图。下列有关叙述正确的是( )
A.该装置能将电能转化为化学能
B.电子由甲电极经导线流向乙电极
C.负极的电极反应式:CH3OH+6OH-+6e- CO2+5H2O
D.b口通入空气,c口通入甲醇
9.镁-H2O2酸性燃料电池采用海水作为电解质(加入一定量的酸),下列结论不正确的是( )
A.电池总反应式为Mg+H2O2 Mg(OH)2
B.该电池的正极反应式为H2O2+2H++2e- 2H2O
C.工作时,正极周围海水的pH增大
D.电池工作时,负极的镁被氧化
10.(2021湖北随州高二月考联考)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质,以C4H10为燃料,该电池工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.a为C4H10,b为混有CO2的空气
B.在熔融电解质中,CO32-向右侧电极移动
C.此电池在常温时也能工作
D.通入C4H10的一极是负极,电极反应式为C4H10+26e-+13CO32- 17CO2↑+5H2O
能力提升练
1.(2020福建福州闽侯八中高二上月考,疑难2,)镍镉可充电电池的电解质溶液为KOH溶液,它的充、放电反应为Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2。已知Ni(OH)2、Cd(OH)2和NiOOH都不溶于KOH溶液。则下列有关电极反应式或说法正确的是 ( )
A.放电时负极:Cd-2e- Cd2+
B.放电时正极:2NiOOH+2e-+2H2O 2Ni(OH)2+2OH-
C.充电时阳极:2Ni(OH)2-2e-+4H+ 2Ni3++4H2O
D.充电时含Cd的电极应与电源的正极相连
2.(2021山东德州十校高二期中联考,疑难2,)液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替硫酸作电解质,该电池充、放电的总反应为2Pb2++2H2O Pb+PbO2+4H+,下列说法不正确的是( )
A.放电时,电极质量均减小
B.放电时,正极反应式为PbO2+4H++2e- Pb2++2H2O
C.放电时,溶液中Pb2+向正极移动
D.充电时,阳极周围溶液的pH增大
3.(2021浙江温州高二期中,疑难1、2,)某监测SO2含量的传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许O2-发生迁移)。下列说法正确的是( )
A.传感器的内、外电路中,电流均是由电子定向移动形成的
B.传感器工作时,Pt电极上的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-
C.传感器工作时,O2-向负极移动
D.固体电解质可以用稀硫酸代替
4.(2021宁夏石嘴山第三中学高二期中,)根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4 MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 ml·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有琼胶—饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )
A.石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B.甲烧杯中的电极反应式:MnO4-+5e-+8H+ Mn2++4H2O
C.电池工作时,盐桥中的阴、阳离子分别向乙、甲烧杯中移动,保持溶液呈电中性
D.忽略溶液体积变化,若Fe2(SO4)3浓度变为1.5 ml·L-1,则反应中转移的电子为0.1 ml
5.(2020广西玉林高二下期中,疑难1,)如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料、氧气为氧化剂、某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在700~900 ℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A.电池内的O2-由电极甲移向电极乙
B.电池总反应为N2H4+2O2 2NO+2H2O
C.当甲电极上有1 ml N2H4消耗时,标准状况下乙电极上有22.4 L O2参与反应
D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
6.(2020江苏南通高二上月考,疑难2,)全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池,具有容量和功率可调、大电流无损深度放电、使用寿命长、易操作和维护等优点,其放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.放电过程中,电解液的pH降低
B.该电池放电时H+向A极室迁移,起到了导电作用
C.充电过程中,A极的电极反应式为VO2++2H++e- VO2++H2O
D.充电时,每转移1 ml电子,H+的变化量为1 ml
答案全解全析
基础过关练
1.D 原电池是将化学能转化为电能的装置,A项正确;化学电源反应的基础是装置内存在自发进行的氧化还原反应,B项正确;二次电池是可充电的电池,手机上用的锂离子电池属于二次电池,C项正确;电池中含有可能造成土壤、水污染的化学物质,即废旧电池不能随意丢弃,D项错误。
2.B 原电池的负极发生氧化反应(失电子),正极发生还原反应(得电子),由Ag2O→Ag可知,Ag2O作正极,得电子发生还原反应。
3.D 根据总反应可知Zn失电子被氧化,为原电池的负极,发生氧化反应,A项正确;根据总反应可知MnO2为原电池的正极,发生还原反应,其电极反应式为MnO2+2H2O+2e- Mn(OH)2+2OH-,B项正确;原电池中,电解质溶液中的阴离子移向负极,即OH-移向负极,C项正确;原电池中,电流由正极经外电路流向负极,即从MnO2极经外电路流向Zn极,D项错误。
4.答案 (1)Li Li-e- Li+
(2)2SOCl2+4e- 4Cl-+S+SO2↑
解析 (1)分析电池的总反应可知Li为还原剂,作负极,发生的电极反应式为Li-e- Li+。
(2)SOCl2为氧化剂,得电子,从题给电池的总反应可推出正极反应的产物为Cl-、S、SO2。
5.B 由总反应可知此电池为碱性电池,故该蓄电池的电极浸在碱性电解质溶液中,A项正确;放电时正极电极反应式为NiO2+2e-+2H2O Ni(OH)2+2OH-,正极不断产生OH-,即c(OH-)增大,溶液pH增大,B项错误;充电时Fe(OH)2得电子被还原为Fe单质,则Fe电极应与直流电源负极相连,C项正确;放电时负极发生氧化反应,其电极反应式为Fe-2e-+2OH- Fe(OH)2,D项正确。
6.答案 (1)Pb
(2)PbO2+SO42-+4H++2e- PbSO4+2H2O
(3)增大
(4)负
(5)PbO2 Pb
解析 铅蓄电池工作(放电)时,负极发生氧化反应,元素化合价升高,所以Pb为负极;正极发生还原反应,元素化合价降低,从总反应式可知,PbO2是氧化剂,即正极反应为PbO2+SO42-+4H++2e- PbSO4+2H2O;从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应,H+转变成H2O,所以溶液pH增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电流方向与电子移动方向相反,应从正极沿导线流向负极。
7.B CO发生氧化反应,因此通入CO的电极为负极,①错误;氧气在正极发生还原反应,正极的电极反应式是O2+2H2O+4e- 4OH-,②正确;CO在负极发生氧化反应,在碱性环境下转化为CO32-,电极反应式是CO-2e-+4OH- CO32-+2H2O,③错误,④正确;放电时溶液中的阳离子向正极移动,⑤错误;放电时溶液中的阴离子向负极移动,⑥正确;结合以上分析可知,选项B符合题意。
8.B 甲醇—空气燃料电池能够将化学能转化为电能,A项错误;结合图示质子的移动方向可确定甲电极为燃料电池的负极,乙电极为燃料电池的正极,则电子由甲电极经导线流向乙电极,B项正确;负极甲醇失电子被氧化,电极反应式为CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+,C项错误;图中甲电极为负极,即b口通入甲醇、c口通入空气,D项错误。
9.A 电解质溶液呈酸性,不可能生成Mg(OH)2,电池总反应应为H2O2+2H++Mg Mg2++2H2O,A错误;工作时,正极上是H2O2得电子生成水,其电极反应式为H2O2+2H++2e- 2H2O,B正确;工作时,正极反应式为H2O2+2H++2e- 2H2O,不断消耗H+,正极周围海水的pH增大,C正确;镁-H2O2酸性燃料电池中,镁为活泼金属,应为原电池的负极,被氧化,D正确。
10.A 结合该燃料电池中电子流向可知,左边电极为负极、右边电极为正极,燃料电池中一般负极通入燃料,正极通入空气,即图示中a为C4H10,b为混有CO2的空气,A项正确;原电池放电时,阴离子CO32-向负极移动,CO32-向左侧电极移动,B项错误;由于电解质为熔融碳酸盐,故该电池需高温条件,C项错误;通入C4H10的一极是负极,负极发生反应时应失去电子,D项错误。
能力提升练
1.B 放电时负极上发生的电极反应为Cd-2e-+2OH- Cd(OH)2,A错误;放电时正极上发生的电极反应为2NiOOH+2e-+2H2O 2Ni(OH)2+2OH-,B正确;充电时阳极上发生的电极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e- 2NiOOH+2H2O,C错误;充电时阴极上发生的电极反应为Cd(OH)2+2e- Cd+2OH-,所以含Cd的电极应与电源的负极相连,D错误。
2.D 电池放电时,负极反应式为Pb-2e- Pb2+,正极反应式为PbO2+4H++2e- Pb2++2H2O,即放电时,电极质量均减小,A项、B项正确;放电时,阳离子向正极移动,C项正确;充电时,阳极反应式为Pb2++2H2O-2e- PbO2+4H+,阳极周围H+浓度增大,即阳极周围溶液pH减小,D项错误。
3.C 结合图示可知,O2在Pt电极上得电子,即Pt电极为正极;V2O5电极通入SO2生成SO3,则V2O5电极是负极。内电路中,电流是离子定向移动形成的,A项错误;Pt电极上O2发生还原反应,固体电解质允许O2-发生迁移,电极反应式应为O2+4e- 2O2-,B项错误;原电池工作时,阴离子(O2-)向负极移动,C项正确;固体电解质用稀硫酸代替,负极上SO2无法与O2-结合生成SO3,D项错误。
4.D 结合图示装置可知,石墨a为原电池正极,石墨b为负极,负极发生氧化反应,A项正确;甲烧杯中MnO4-被还原为Mn2+,电极反应式为MnO4-+5e-+8H+ Mn2++4H2O,B项正确;电池工作时,盐桥中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,即盐桥中阴、阳离子分别移向烧杯乙和甲,保持烧杯溶液呈电中性,C项正确;溶液中Fe2(SO4)3浓度变为1.5 ml·L-1时,溶液的体积未变,则反应中生成n(Fe3+)=0.2 L×0.5 ml·L-1×2=0.2 ml,则反应中转移0.2 ml电子,D项错误。
5.C 阴离子向负极移动,即O2-由电极乙移向电极甲,故A错误;反应生成物均为无毒无害的物质,电池总反应为N2H4+O2 N2+2H2O,故B错误;由电池总反应N2H4+O2 N2+2H2O可知,当甲电极上有1 ml N2H4消耗时,乙电极上有1 ml O2被还原,1 ml O2在标准状况下的体积是22.4 L,故C正确;电池外电路的电子由电极甲移向电极乙,故D错误。
6.B 分析题图可知,放电时,正极上的反应为VO2++2H++e- VO2++H2O,负极上的反应为V2+-e- V3+,则该电池的总反应为VO2++V2++2H+ VO2++V3++H2O,所以放电过程中,电解液的pH升高,故A错误;原电池中阳离子向正极移动,所以该电池放电时H+向A极室迁移,起到了导电作用,故B正确;充电过程中,A极为阳极,发生氧化反应,电极反应为VO2++H2O-e- VO2++2H+,故C错误;由总反应式VO2++V2++2H+ VO2++V3++H2O可知,充电时,每转移1 ml电子,H+的变化量为2 ml,故D错误。
题组一 化学电源与一次电池
1.(2021北京丰台高二期中)下列有关电池的说法不正确的是( )
A.原电池是将化学能转化为电能的装置
B.化学电源的反应基础是氧化还原反应
C.手机上用的锂离子电池属于二次电池
D.电池无法使用时可随意丢弃
2.人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池,其电极反应式为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-。根据反应式判断氧化银是( )
A.负极 被氧化 B.正极 被还原
C.负极 被还原 D.正极 被氧化
3.(2021河北唐山高二期中)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn+MnO2+H2O ZnO+Mn(OH)2。下列说法中错误的是( )
A.电池工作时,锌作负极,发生氧化反应
B.电池正极的电极反应式为MnO2+2H2O+2e- Mn(OH)2+2OH-
C.电池工作时,电解质溶液中的OH-移向负极
D.电池工作时,电流由Zn极经外电路流向MnO2极
4.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解质是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2 4LiCl+S+SO2↑。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为 ,发生的电极反应式为 。
(2)电池正极发生的电极反应式为 。
题组二 二次电池及其应用
5.(2021山东新高考联盟高二月考)爱迪生电池是一种铁镍蓄电池,其总反应为Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列推断中错误的是( )
A.该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中
B.放电时,正极附近溶液的pH变小
C.充电时,Fe电极与直流电源的负极相连
D.放电时,负极的电极反应式为Fe-2e-+2OH- Fe(OH)2
6.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,工作(放电)时该电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。试根据上述信息判断:
(1)铅蓄电池的负极材料是 。
(2)工作时,正极反应为 。
(3)工作时,电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向 极。
(5)电流从 (填化学式,下同)极流向 极。
题组三 燃料电池及其应用
7.(2020浙江杭州西湖高级中学高二月考)将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CO和O2,即可产生电流,称为燃料电池,下列叙述正确的是( )
①通入CO的电极为正极;
②正极的电极反应式是O2+2H2O+4e- 4OH-;
③负极的电极反应式是2CO+O2-4e- 2CO2;
④负极的电极反应式是CO+4OH--2e- CO32-+2H2O;
⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动;
⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A.①③⑤ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③
8.(2021北京人大附中高二期中)甲醇—空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池,其工作原理如图。下列有关叙述正确的是( )
A.该装置能将电能转化为化学能
B.电子由甲电极经导线流向乙电极
C.负极的电极反应式:CH3OH+6OH-+6e- CO2+5H2O
D.b口通入空气,c口通入甲醇
9.镁-H2O2酸性燃料电池采用海水作为电解质(加入一定量的酸),下列结论不正确的是( )
A.电池总反应式为Mg+H2O2 Mg(OH)2
B.该电池的正极反应式为H2O2+2H++2e- 2H2O
C.工作时,正极周围海水的pH增大
D.电池工作时,负极的镁被氧化
10.(2021湖北随州高二月考联考)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质,以C4H10为燃料,该电池工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.a为C4H10,b为混有CO2的空气
B.在熔融电解质中,CO32-向右侧电极移动
C.此电池在常温时也能工作
D.通入C4H10的一极是负极,电极反应式为C4H10+26e-+13CO32- 17CO2↑+5H2O
能力提升练
1.(2020福建福州闽侯八中高二上月考,疑难2,)镍镉可充电电池的电解质溶液为KOH溶液,它的充、放电反应为Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2。已知Ni(OH)2、Cd(OH)2和NiOOH都不溶于KOH溶液。则下列有关电极反应式或说法正确的是 ( )
A.放电时负极:Cd-2e- Cd2+
B.放电时正极:2NiOOH+2e-+2H2O 2Ni(OH)2+2OH-
C.充电时阳极:2Ni(OH)2-2e-+4H+ 2Ni3++4H2O
D.充电时含Cd的电极应与电源的正极相连
2.(2021山东德州十校高二期中联考,疑难2,)液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替硫酸作电解质,该电池充、放电的总反应为2Pb2++2H2O Pb+PbO2+4H+,下列说法不正确的是( )
A.放电时,电极质量均减小
B.放电时,正极反应式为PbO2+4H++2e- Pb2++2H2O
C.放电时,溶液中Pb2+向正极移动
D.充电时,阳极周围溶液的pH增大
3.(2021浙江温州高二期中,疑难1、2,)某监测SO2含量的传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许O2-发生迁移)。下列说法正确的是( )
A.传感器的内、外电路中,电流均是由电子定向移动形成的
B.传感器工作时,Pt电极上的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-
C.传感器工作时,O2-向负极移动
D.固体电解质可以用稀硫酸代替
4.(2021宁夏石嘴山第三中学高二期中,)根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4 MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 ml·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有琼胶—饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )
A.石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B.甲烧杯中的电极反应式:MnO4-+5e-+8H+ Mn2++4H2O
C.电池工作时,盐桥中的阴、阳离子分别向乙、甲烧杯中移动,保持溶液呈电中性
D.忽略溶液体积变化,若Fe2(SO4)3浓度变为1.5 ml·L-1,则反应中转移的电子为0.1 ml
5.(2020广西玉林高二下期中,疑难1,)如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料、氧气为氧化剂、某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在700~900 ℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A.电池内的O2-由电极甲移向电极乙
B.电池总反应为N2H4+2O2 2NO+2H2O
C.当甲电极上有1 ml N2H4消耗时,标准状况下乙电极上有22.4 L O2参与反应
D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
6.(2020江苏南通高二上月考,疑难2,)全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池,具有容量和功率可调、大电流无损深度放电、使用寿命长、易操作和维护等优点,其放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.放电过程中,电解液的pH降低
B.该电池放电时H+向A极室迁移,起到了导电作用
C.充电过程中,A极的电极反应式为VO2++2H++e- VO2++H2O
D.充电时,每转移1 ml电子,H+的变化量为1 ml
答案全解全析
基础过关练
1.D 原电池是将化学能转化为电能的装置,A项正确;化学电源反应的基础是装置内存在自发进行的氧化还原反应,B项正确;二次电池是可充电的电池,手机上用的锂离子电池属于二次电池,C项正确;电池中含有可能造成土壤、水污染的化学物质,即废旧电池不能随意丢弃,D项错误。
2.B 原电池的负极发生氧化反应(失电子),正极发生还原反应(得电子),由Ag2O→Ag可知,Ag2O作正极,得电子发生还原反应。
3.D 根据总反应可知Zn失电子被氧化,为原电池的负极,发生氧化反应,A项正确;根据总反应可知MnO2为原电池的正极,发生还原反应,其电极反应式为MnO2+2H2O+2e- Mn(OH)2+2OH-,B项正确;原电池中,电解质溶液中的阴离子移向负极,即OH-移向负极,C项正确;原电池中,电流由正极经外电路流向负极,即从MnO2极经外电路流向Zn极,D项错误。
4.答案 (1)Li Li-e- Li+
(2)2SOCl2+4e- 4Cl-+S+SO2↑
解析 (1)分析电池的总反应可知Li为还原剂,作负极,发生的电极反应式为Li-e- Li+。
(2)SOCl2为氧化剂,得电子,从题给电池的总反应可推出正极反应的产物为Cl-、S、SO2。
5.B 由总反应可知此电池为碱性电池,故该蓄电池的电极浸在碱性电解质溶液中,A项正确;放电时正极电极反应式为NiO2+2e-+2H2O Ni(OH)2+2OH-,正极不断产生OH-,即c(OH-)增大,溶液pH增大,B项错误;充电时Fe(OH)2得电子被还原为Fe单质,则Fe电极应与直流电源负极相连,C项正确;放电时负极发生氧化反应,其电极反应式为Fe-2e-+2OH- Fe(OH)2,D项正确。
6.答案 (1)Pb
(2)PbO2+SO42-+4H++2e- PbSO4+2H2O
(3)增大
(4)负
(5)PbO2 Pb
解析 铅蓄电池工作(放电)时,负极发生氧化反应,元素化合价升高,所以Pb为负极;正极发生还原反应,元素化合价降低,从总反应式可知,PbO2是氧化剂,即正极反应为PbO2+SO42-+4H++2e- PbSO4+2H2O;从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应,H+转变成H2O,所以溶液pH增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电流方向与电子移动方向相反,应从正极沿导线流向负极。
7.B CO发生氧化反应,因此通入CO的电极为负极,①错误;氧气在正极发生还原反应,正极的电极反应式是O2+2H2O+4e- 4OH-,②正确;CO在负极发生氧化反应,在碱性环境下转化为CO32-,电极反应式是CO-2e-+4OH- CO32-+2H2O,③错误,④正确;放电时溶液中的阳离子向正极移动,⑤错误;放电时溶液中的阴离子向负极移动,⑥正确;结合以上分析可知,选项B符合题意。
8.B 甲醇—空气燃料电池能够将化学能转化为电能,A项错误;结合图示质子的移动方向可确定甲电极为燃料电池的负极,乙电极为燃料电池的正极,则电子由甲电极经导线流向乙电极,B项正确;负极甲醇失电子被氧化,电极反应式为CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+,C项错误;图中甲电极为负极,即b口通入甲醇、c口通入空气,D项错误。
9.A 电解质溶液呈酸性,不可能生成Mg(OH)2,电池总反应应为H2O2+2H++Mg Mg2++2H2O,A错误;工作时,正极上是H2O2得电子生成水,其电极反应式为H2O2+2H++2e- 2H2O,B正确;工作时,正极反应式为H2O2+2H++2e- 2H2O,不断消耗H+,正极周围海水的pH增大,C正确;镁-H2O2酸性燃料电池中,镁为活泼金属,应为原电池的负极,被氧化,D正确。
10.A 结合该燃料电池中电子流向可知,左边电极为负极、右边电极为正极,燃料电池中一般负极通入燃料,正极通入空气,即图示中a为C4H10,b为混有CO2的空气,A项正确;原电池放电时,阴离子CO32-向负极移动,CO32-向左侧电极移动,B项错误;由于电解质为熔融碳酸盐,故该电池需高温条件,C项错误;通入C4H10的一极是负极,负极发生反应时应失去电子,D项错误。
能力提升练
1.B 放电时负极上发生的电极反应为Cd-2e-+2OH- Cd(OH)2,A错误;放电时正极上发生的电极反应为2NiOOH+2e-+2H2O 2Ni(OH)2+2OH-,B正确;充电时阳极上发生的电极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e- 2NiOOH+2H2O,C错误;充电时阴极上发生的电极反应为Cd(OH)2+2e- Cd+2OH-,所以含Cd的电极应与电源的负极相连,D错误。
2.D 电池放电时,负极反应式为Pb-2e- Pb2+,正极反应式为PbO2+4H++2e- Pb2++2H2O,即放电时,电极质量均减小,A项、B项正确;放电时,阳离子向正极移动,C项正确;充电时,阳极反应式为Pb2++2H2O-2e- PbO2+4H+,阳极周围H+浓度增大,即阳极周围溶液pH减小,D项错误。
3.C 结合图示可知,O2在Pt电极上得电子,即Pt电极为正极;V2O5电极通入SO2生成SO3,则V2O5电极是负极。内电路中,电流是离子定向移动形成的,A项错误;Pt电极上O2发生还原反应,固体电解质允许O2-发生迁移,电极反应式应为O2+4e- 2O2-,B项错误;原电池工作时,阴离子(O2-)向负极移动,C项正确;固体电解质用稀硫酸代替,负极上SO2无法与O2-结合生成SO3,D项错误。
4.D 结合图示装置可知,石墨a为原电池正极,石墨b为负极,负极发生氧化反应,A项正确;甲烧杯中MnO4-被还原为Mn2+,电极反应式为MnO4-+5e-+8H+ Mn2++4H2O,B项正确;电池工作时,盐桥中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,即盐桥中阴、阳离子分别移向烧杯乙和甲,保持烧杯溶液呈电中性,C项正确;溶液中Fe2(SO4)3浓度变为1.5 ml·L-1时,溶液的体积未变,则反应中生成n(Fe3+)=0.2 L×0.5 ml·L-1×2=0.2 ml,则反应中转移0.2 ml电子,D项错误。
5.C 阴离子向负极移动,即O2-由电极乙移向电极甲,故A错误;反应生成物均为无毒无害的物质,电池总反应为N2H4+O2 N2+2H2O,故B错误;由电池总反应N2H4+O2 N2+2H2O可知,当甲电极上有1 ml N2H4消耗时,乙电极上有1 ml O2被还原,1 ml O2在标准状况下的体积是22.4 L,故C正确;电池外电路的电子由电极甲移向电极乙,故D错误。
6.B 分析题图可知,放电时,正极上的反应为VO2++2H++e- VO2++H2O,负极上的反应为V2+-e- V3+,则该电池的总反应为VO2++V2++2H+ VO2++V3++H2O,所以放电过程中,电解液的pH升高,故A错误;原电池中阳离子向正极移动,所以该电池放电时H+向A极室迁移,起到了导电作用,故B正确;充电过程中,A极为阳极,发生氧化反应,电极反应为VO2++H2O-e- VO2++2H+,故C错误;由总反应式VO2++V2++2H+ VO2++V3++H2O可知,充电时,每转移1 ml电子,H+的变化量为2 ml,故D错误。
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