2024届高三化学一轮复习(小题训练)--原电池的工作原理
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.能源危机一直以来都是社会普遍的问题,国际能源期刊报道了一种正负电极均利用涉及氢气反应的全氢电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.电解质溶液中Na+通过离子交换膜向右移动
B.负极的电极反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O
C.NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
D.右边吸附层中发生了还原反应
2.当氧化剂电对的电极电势大于还原剂电对的电极电势时,氧化还原反应才能进行。用如图所示装置探究原电池的工作原理,其中、均为碳棒,此时电流表的指针不发生偏转。已知:①反应中的两个电对的标准电极电势,。②标准电动势,n为转移的电子数。下列说法错误的是
A.若向右侧烧杯中滴加浓盐酸,电流计指针会发生偏转
B.若向右侧烧杯中滴加溶液,此时电极的电极反应式为
C.向右侧烧杯中加入溶液时,盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动
D.反应的
3.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示:
下列说法错误的是
A.加入 HNO3降低了正极反应的活化能
B.电池工作时正极区溶液的 pH增大
C.1mol CH3CH2OH 被完全氧化时有1.5mol O2被还原
D.正极附近的溶液中会发生反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4.多硫化物是指含有硫硫键的化合物,在电池、橡胶等多种工业中均有重要用途,其结构如图。下列推测不正确的是
A.黄铜矿中不存在类似多硫化物的硫硫键
B.多硫化物盐在酸性条件下不稳定,可生成硫磺和硫化氢
C.天然橡胶硫化生成多硫链后,可以优化橡胶的性能
D.在钠—硫高能电池中,做负极反应物
5.如图是一种新型的光化学电源。当光照射光电极时,通入O2和H2S即产生稳定的电流(和AQ是两种有机物)。下列说法不正确的是
A.电源工作时发生了电能、光能和化学能之间转化
B.负极的电极反应为2I--2e-=I2
C.H+通过阳离子交换膜从正极区进入负极区
D.总反应为H2S+O2H2O2+S
6.化学知识为环境保护提供了有力的专业保障,一种利用电化学原理设计的可监测空气质量的装置如图所示。下列叙述正确的是
A.“对电极”上发生的是还原反应
B.工作过程中,电池液的pH不变
C.“工作电极”上发生的电极反应为
D.放大器接收电信号的强弱与空气中浓度的大小有关
7.在TAPP-Mn(Ⅱ)作用下,锂-二氧化碳电池的正极反应历程如图。下列说法错误的是
A.TAPP-Mn(Ⅱ)和都是正极反应的催化剂
B.既含离子键,又含共价键
C.反应历程中断裂了极性共价键
D.正极反应式为
8.固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机物,一种以RbAgals晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示,固体电解质内迁移的离子为,氧气流通过该传感器时,可以透过聚四氟乙烯膜进入体系,通过电位计的变化可知的含量。下列说法不正确的是
A.银电极为负极,多孔石墨电极为正极
B.透过聚四氟乙烯膜后与反应生成
C.多孔石墨电极附近发生如下反应:
D.当传感器内迁移2mol时,有标准状况下参与反应
9.下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极。下列说法不正确的是
A.对电极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑
B.半导体电极发生还原反应
C.电解质溶液中阳离子向对电极移动
D.整个过程中实现了太阳能→电能→化学能的转化
10.干电池模拟实验装置如图。下列说法不正确的是
A.碳棒作正极,锌片作负极
B.电流方向从碳棒流向锌片,电子则相反
C.NH4Cl是电解质,在锌片逐渐消耗过程中MnO2不断被还原
D.该电池是二次电池,该废旧电池中锌可回收
11.设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.25℃时,,则该温度下饱和溶液的中含个
B.铅蓄电池中,当正极增加时,电路中通过的电子数目为
C.已知立方BN的结构与金刚石类似,则立方BN含有的共价键数目为
D.标况下,氟化氢中含有的电子数大于
12.下图是一种锂电池放电的装置图,其中LiPF6是电解质、SO(CH3)2是溶剂,电池反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法正确的是
A.Li+向a极迁移 B.a极是正极
C.b极发生氧化反应 D.电池工作时,化学能转化为电能
13.雄黄()和雌黄()是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生,和有如下反应:。下列说法错误的是
A.生成,则反应中转移电子的物质的量为5
B.若将该反应设计成原电池,则应该在负极附近逸出
C.反应产生的可用溶液吸收
D.氧化剂和还原剂的物质的量之比为10:1
14.高分子有机物聚吡咯(PPy)是一种性能优异的光敏型半导体,其制成的纳米管在紫外光照射、关闭周期内会发生如下反应:+H+。通过纳米管一端正电荷分布密度的变化,在电解质溶液中产生离子电流。某科研组使用PPy构建了一种浓差电池,用来提取天然水中的氢能,其构造如图所示。下列叙述正确的是
A.a为负极,b为正极
B.b极电极方程式为
C.纳米管道中的离子电流由PPy阳离子、、、的定向移动形成
D.照射一段时间后关闭光源,纳米管道中仍能存在微弱电流
15.下列措施不能加快Zn与1mol/LH2SO4反应产生H2的速率的是
A.用Zn粉代替Zn粒 B.滴加少量的CuSO4溶液
C.升高温度 D.再加入1mol/LCH3COOH溶液
二、填空题
16.MgH2和Mg2Cu可用作贮氢材料,MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂。
(1)MgH2是一种离子化合物,其电子式为_______________。
(2)Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,该反应的化学方程式为_____________。
(3)已知MgH2的有关热化学方程式如下:
MgH2(s) =Mg(s)+H2(g) △H1=+74.4kJ • mol-1;
H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8 kJ • mol-1;
Mg(s)+l/2O2(g)=MgO(s) △H3=-141.6 KJ • mol-1。
①氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为______________。
②MgH2作贮氢材料时,单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示,其中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为__________________。
(4)炉膛内脱除 SO2、NO 反应为2MgO(s)+2SO2(g)+2NO(g)2MgSO4(s)+N2(g) △H =akJ/ mol,其平衡常数与温度的关系如图乙所示。
①上述反应的平衡常数表达式为K=_________。
②a_________0(填“>”或“,<”)。
(5)全固态锂离子电池的结构如图丙所示,放电时电池反应为2Li+MgH2=Mg+2LiH。放电时,X极的电极反应式为_________。充电时,Y极的电极反应式为______________。
17.《联合国评估报告》(联合国政府间气候变化专门委员会于2014年发布的第五份评估报告)指出,温室气体累积排放量与全球平均气温上升之间存在正相关关系。
为了缓解全球变暖和气候变化对人类的共同威胁,一项直接而有效的措施是控制和减少大气中温室气体的浓度。近年来,全世界都在努力减少二氧化碳排放。
在2020年第75届联合国大会上,中国提出力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和。碳中和的技术战略包括植树造林、捕获和储存二氧化碳、扩大电动汽车等清洁能源的使用、推广可再生能源等。
使用二氧化碳作为化学原料可以通过“把废物变成财富”来增加其价值。在工业纯碱生产中,、和NaCl为原料。中国著名科学家和化学工程师侯德榜发明了改进索尔维工艺的侯氏制碱法。下图显示了侯氏制碱工艺的简化流程图(Soda指纯碱,crystal指晶体)。
回答下面问题:
(1)写出反应1的化学方程式_______。
(2)过程A获得的溶液中,比较离子的数量: _______
A.多于 B.少于 C.等于 D.无法确定
(3)侯氏制碱法工艺特点是氯化钠的利用率高。关键是在室温下的溶解度比的溶解度_______(填“高”“低”或“相等”,下同),而在低温下,前者比后者_______。
(4)金属—二氧化碳电池分别在阳极和阴极中使用金属和作为活性材料,是一种具有吸引力的装置,同时固定/利用和发电。
以电池为例,假设总反应为:,阳极在放电期间释放电子,金属Na在充电时沉积。
①写出电池两极的电极方程式_______。
②在标准状态下计算该电池的标准电动势_______。
(5)二氧化碳被视为人类活动排放的主要温室气体。减少温室气体浓度的重要途径之一是捕获和储存。假设1mol(视为理想气体)在273.15K的温度(T)下进行等温膨胀,如果膨胀过程是可逆的,已知膨胀功,熵变。计算该过程的热量、焓变和自由能变_______。
18.原电池是化学电源的雏形。关于如图所示原电池的说法正确的是
(1)如图连接好装置后,负极材料是__(填“Zn”或“Cu”),铜电极发生的现象:_____。
(2)相应原电池的总反应方程式为____。
(3)下列化学反应可通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是__(填序号)
①2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
②Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
③C2H5OH+3O22CO2+3H2O
19.Ⅰ、某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究,请回答下列问题:(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)
(1)在甲图装置中,当电流计中指针发生偏转时,盐桥中的离子移动方向为:K+移向_____烧杯,Cl-移向______烧杯(填“A”或“B”),装置中电子的移动路径和方向为___________________________。
Ⅱ、该小组同学提出设想:如果将实验中的盐桥换为导线(铜制),电流表是否也发生偏转呢?带着疑问,该小组利用图乙装置进行了实验,发现电流计指针同样发生偏转。回答下列问题:
(2)该小组的一位成员认为溶液中的阴阳离子能通过铜导线从而构成闭合回路形成电流,该装置仍然为原电池。你对该观点的评价是__________(填“正确”或“不正确”)。
(3)对于实验中产生电流的原因,该小组进了深入探讨,后经老师提醒注意到使用的是铜导线,烧杯A实际为原电池。那么在烧杯B中铜片上发生反应的电极反应式为______________________。
(4)对于图乙烧杯A实际是原电池的问题上,该小组成员发生了很大分歧:
①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性,此时原电池实际是由Zn、Cu做电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确,那么原电池的电极反应式为:
正极:_________________________________。
②另一部分同学认为是溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确,那么原电池的电极反应式为:
正极:_________________________________。
(5)若第(4)问中②观点正确,则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。其具体装置为以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,请写出该电池工作时总反应的化学方程式
____________________________________________________________________。
20.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
(1)下列材料中属于合金的是_____(填字母代号,下同):属下复合材料的是_____;属于纤维的是_____。
a.腈纶 b.玻璃钢 c.青铜 d.塑料
(2)生产普通玻璃的主要原料是石灰石、石英砂和_____。
(3)用牺牲金属锌的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀(如图所示),则钢铁管道作_____极,负极的电极反应电极方程为_____。
参考答案:
1.C
【分析】根据图中电子转移方向,可以判断出电池左侧为负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,电池右侧为正极,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑。
【详解】A.电解质溶液中,Na+通过离子交换膜向正极移动,即向右移动,A正确;
B.电池左侧为负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,B正确;
C.经分析,NaClO4不参与电极反应,C错误;
D.右边吸附层得到电子,发生还原反应,D正确;
故选C。
2.D
【分析】由题干信息可知,两个电对的标准电极电势,,故原电池中C2的电极电势大于C1,则C2为正极,电极反应式为:+2H++2e-=+H2O,C1为负极,电极反应为:2I--2e-=I2,据此分析解题。
【详解】A.若向右侧烧杯中滴加浓盐酸,则增大H+浓度,使得反应正向移动,故电流计指针会发生偏转,A正确;
B.若向右侧烧杯中滴加溶液,则H+浓度减小,使得反应逆向移动,则此时电极的电极反应式为,B正确;
C.由B项分析可知,向右侧烧杯中加入溶液时,C2为负极,C1为正极,故盐桥中的阳离子向正极区即左侧烧杯移动,C正确;
D.由题干信息可知,该反应的标准电动势=0.02V,转移电子数目为2,结合可得,D错误;
故答案为:D。
3.C
【分析】乙醇燃料电池中,通入乙醇的为负极,电极反应式为,通入氧气的一极为正极,由工作原理图可知,正极发生反应,,二者加合可得,则在正极起催化作用,据此分析解答。
【详解】A. 由分析知,在正极起催化作用,作催化剂,则加入降低了正极反应的活化能,故A正确;
B. 电池工作时正极区的总反应为,则溶液中氢离子浓度减小,增大,故B正确;
C. 根据得失电子守恒可知,被完全氧化时,转移12mol电子,则有被还原,故C错误;
D. 由分析知,正极附近会发生反应,,故D正确;
故选C。
4.D
【详解】A.黄铜矿中S元素为-2价,而多硫化物中S元素的化合价≥-1价,所以黄铜矿中不存在类似多硫化物的硫硫键,A正确;
B.根据过氧化物的性质可推测多硫化物盐在酸性条件下不稳定,易发生歧化反应生成S单质和硫化氢,B正确;
C.天然橡胶硫化生成多硫链后,使其物理机械性能和化学性能得到了改善,C正确;
D.Na2S5具有一定的氧化性,易被还原,所以应作正极反应物,负极反应物应为易被氧化的钠单质,D错误;
综上所述答案为D。
5.C
【分析】由电子流向可知:石墨电极为正极,负极上碘离子失电子被氧化为碘单质,电极反应为:2I--2e-=I2,生成的碘可与硫化氢反应,正极AQ得电子被还原生成H2AQ,H2AQ与氧气反应生成AQ和过氧化氢,电解质溶液浓度基本不变,总反应为H2S+O2H2O2+S,以此解答该题。
【详解】A.由图象可知电源工作时发生了光能、化学能、电能间的转化,A正确;
B.由题意分析可知:负极的电极反应为:2I--2e-=I2,B正确;
C.原电池工作时,阳离子向正极移动,即从负极区进入到正极区,C错误;
D.通入硫化氢和氧气,分别生成硫、过氧化氢,则总反应为H2S+O2H2O2+S,D正确;
故合理选项是C。
6.D
【详解】A.根据图示,“工作电极”上,N元素化合价降低,发生还原反应,“工作电极”是正极,“对电极”是负极,发生的是氧化反应,故A错误;
B.电解液是硫酸,工作过程中,正极反应式是,消耗氢离子,电池液的pH增大,故B错误;
C.电解液是硫酸, “工作电极”是正极,发生的电极反应为,故C错误;
D.空气中浓度大,反应速率快,电路中的电流强度大,放大器接收电信号的强弱与空气中浓度的大小有关,故D正确;
选D。
7.A
【详解】A.根据图示知,是正极反应的中间体,故A错误;
B.是离子化合物,碳酸根离子与锂离子之间存在离子键,碳酸根离子中碳和氧之间存在共价键,故B正确;
C.反应历程中断裂了碳氧双键,故C正确;
D.根据图示,在正极反应中,3mol得到4mol电子,结合生成和1molC(碳单质),故D正确;
选A。
8.D
【分析】由图可知,传感器中发生4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,原电池反应为2Ag+I2=2AgI,所以原电池的负极发生Ag-e-=Ag+,正极发生I2+2Ag++2e-=2AgI,以此来解答。
【详解】A.根据以上分析可知银电极为负极,多孔石墨电极为正极,故A正确;
B.传感器中发生4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2,所以透过聚四氟乙烯膜后与反应生成,故B正确;
C.多孔石墨电极为正极,发生得到电子的还原反应,即附近发生如下反应:I2+2Ag++2e-=2AgI,故C正确;
D.4Ag~1molO2,所有迁移2molAg+,有标准状况下11.2LO2参与反应,故D错误;
故选D。
9.B
【详解】A. 图示分析可以知道在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气,电极反应为: 2H++2e-=H2↑,A正确;
B. 在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极,所以半导体电极为负极,发生氧化反应,B错误;
C. 阳离子向阴极移动,对电极为阴极,因此电解质溶液中阳离子向对电极移动,C正确;
D. 过程分析可以知道,该装置是光能转化为电能,电能转化为化学能的过程,整个过程中实现了太阳能向电能化学能等的转化,D正确;
正确选项B。
10.D
【详解】A.锌是活泼金属,则锌片作负极,碳棒作正极,A正确;
B.原电池中电子从负极沿导线流向正极,电流从正极流向负极,电流从碳棒流到锌片上,B正确;
C.以糊状NH4Cl作电解质,其中加入MnO2氧化吸收H2,故在锌片逐渐消耗过程中MnO2不断被还原,C正确;
D.该电池是一次性电池,该废旧电池中锌可回收,D错误;
答案选D。
11.D
【详解】A.选项中未说明硫酸钙溶液的体积,无法求出溶液中钙离子的物质的量,A错误;
B.铅蓄电池中,正极电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O,正极由PbO2生成PbSO4,每增重64g转移电子2mol,当正极增加9.6g,电路中通过的电子数目为0.3NA,B错误;
C.已知立方BN的结构与金刚石类似,但是B和N都只能形成3条共价单键,故1mol立方BN含有的共价键数目为1.5NA,C错误;
D.标况下,HF为液体,11.2LHF的物质的量大于0.5mol,11.2LHF含有的电子数大于5NA,D正确;
故答案选D。
12.D
【分析】装置图是原电池:由电池反应知a为电池的负极,b为电池的正极,电子从电池的负极经外电路流向电池的正极,原电池内部,阳离子移向正极。
【详解】A. a为电池的负极,Li+向b极迁移,故A错误;
B. a为电池的负极,故B错误;
C. b为电池的正极,b极得电子发生还原反应,故C错误;
D. 图中一种锂电池放电的装置图,电池工作时,化学能转化为电能,故D正确;
故选D。
13.B
【详解】A.根据反应方程式分析硝酸根中氮由+5价降低到+4价,生成2mol转移10mol电子,则生成,则反应中转移电子的物质的量为5,故A正确;
B.若将该反应设计成原电池,硝酸根在正极反应,因此应该在正极附近逸出,故B错误;
C.NO2会污染环境,因此反应产生的可用溶液吸收,故C正确;
D.根据方程式分析硝酸根为氧化剂,为还原剂,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为10:1,故D正确。
综上所述,答案为B。
14.D
【详解】A.已知,通过纳米管一端正电荷分布密度的变化,在电解质溶液中产生离子电流;由反应可知,b电极有紫外光照射,则该极正电荷减少,电流流入,该极为负极,则a极为正极,A错误;
B.使用PPy构建了一种浓差电池,用来提取天然水中的氢能;b极为电源负极,氢离子在b极发生反应生成PPy阳离子,PPy阳离子运动到正极a极,释放出氢离子,氢离子放电发生还原反应生成氢气,B 错误;
C.如果该体系中存在氯离子,则氯离子会在负极放电生成氯气,C错误;
D.照射一段时间后关闭光源,则反应+H+会逆向进行,导致纳米管道中仍能存在微弱电流,D正确;
故选D。
15.D
【详解】A.用Zn粉代替Zn粒,可以增大接触面积,加快反应速率,A不符合题意;
B.滴加少量的CuSO4溶液,Zn会先置换出铜,之后形成原电池,可以加快反应速率,B不符合题意;
C.升高温度可以加快反应速率,C不符合题意;
D.CH3COOH为弱酸,1mol/LCH3COOH溶液溶液中c(H+)<1mol/L,加入后相当于稀释,会使氢离子浓度变小,减慢反应速率,D符合题意;
综上所述答案为D。
16.(1)[H:]- Mg2+[:H]-
(2)2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2
(3) MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) △H=-309 kJ·mol-1 T3
(5) MgH2+2Li++2e-=Mg+2LiH Li++e-=Li
【详解】(1)MgH2是一种离子化合物,其电子式为[H:]- Mg2+[:H]-,故答案为[H:]- Mg2+[:H]-;
(2)Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,反应的化学方程式为2Mg2Cu+3H2= MgCu2+3MgH2,故答案为2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2;
(3)①根据①MgH2(s)=Mg(s)+H2(g) △H1=+74.4kJ • mol-1;
②H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8 kJ • mol-1;
③Mg(s)+l/2O2(g)=MgO(s) △H3=-141.6 kJ • mol-1。
将①+②+③得:MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) △H=(+74.4kJ • mol-1)+(-241.8 kJ • mol-1)+(-141.6 kJ • mol-1)=-309 kJ·mol-1,故答案为MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) △H=-309 kJ·mol-1;
②温度越高,放出氢气的速率越快,温度由小到大的顺序为T3
②根据图象,升高温度,平衡常数减小,说明平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,a<0,故答案为<;
(5)根据图象,固态锂为负极,X极为正极,结合放电时的电池反应2Li+MgH2=Mg+2LiH。放电时,X极的电极反应式为MgH2+2Li++2e-=Mg+2LiH。充电时,Y极为阴极,电极反应式为Li++e-=Li,故答案为MgH2+2Li++2e-=Mg+2LiH;Li++e-=Li。
17.(1)
(2)B
(3) 高 低
(4) 阳极: 阴极:
(5)
【详解】(1)由信息知反应1是碳酸氢钠受热分解,即方程式为;
(2)过程A碳酸氢钠和氯化铵1∶1生成,但碳酸氢钠溶解度小,会从溶液中析出,故溶液中钠离子物质的量小于氯离子物质的量;
(3)氯化钠的溶解度随温度变化不大,但氯化铵的溶解度随温度的升高而增大,故低温时氯化铵溶解度比氯化钠低,常温时氯化铵溶解度比氯化钠高;
(4)①由反应方程式知钠作阳极,二氧化碳作阴极,即阳极反应:Na-e-=Na+,阴极反应:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C;②=-nFE n=4,F=96485 得E=2.35V
(5)由题意知气体作可逆等温膨胀,则根据定义式,TS=Q,U=Q+W=0,则Q=5.23kJ, H=U+ (pV),由题意,气体等温膨胀,pV不变,则H=0,G=H-TS=-5.23kJ
18. Zn 气泡产生 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ ②③
【分析】(1)根据原电池的构成条件及工作原理回答;
【详解】(1)根据原电池的工作原理可知,活泼金属做负极,所以该原电池中Zn做负极,Cu做正极;根据化学反应原理可知Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,所以Cu电极有气泡产生;答案:Zn;气泡产生。
(2)根据化学反应原理可知相应原电池的总反应方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;答案:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
(3)根据原电池的构成条件可知:自发进行的氧化还原反应,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O不属于氧化还原反应,故①不能;②Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+属于自发进行的氧化还原反应,所以②可实现化学能直接转化为电能;③C2H5OH+3O22CO2+3H2O属于自发进行的氧化还原反应,所以③可实现化学能直接转化为电能;答案:②③。
【点睛】根据原电池的构成原理:自发进行的氧化还原反应;活泼金属做负极进行判断。
19. B A 由Zn电极沿导线流向Cu电极 不正确 Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ O2+4e-+2H2O=4OH- 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
【详解】(1)在甲图装置中,当电流计指针发生偏转时,形成原电池,锌为活泼金属,被氧化而失去电子,铜为原电池正极,正极上得电子而被还原,原电池中,电子由负极经外电路流向正极,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;故K+移向B烧杯,装置中电子由Zn电极沿导线流向Cu电极;
(2)如果将盐桥换成导线(铜制)(如乙图),该小组同学发现电流表指针仍然发生偏转,则A中可以构成原电池,锌为活泼金属,被氧化而失去电子,铜为原电池正极,正极上得电子而被还原,B中铜和石墨分别连接电源的正负极,正极反应为Cu2++2e-=Cu,负极反应为Cu-2e-=Cu2+,B为电解或电镀装置,故该小组同学提出的观点不正确;
(3)烧杯A实际为原电池,烧杯B中铜片连接正极,发生反应的电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;
(4)①由Zn、Cu做电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池,正极氢离子得电子产生氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2↑;
②若溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池,则正极氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
(5)以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,Al为负极,氧化反应,电极反应为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3,正极反应为 O2+4e-+2H2O=4OH-,该电池工作时总反应的化学方程式为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。
20.(1) c b a
(2)纯碱
(3) 正 Zn-2e-=Zn2+
【详解】(1)腈纶由聚丙烯腈纤维组成;玻璃钢是纤维增强复合塑料;青铜是纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金;塑料属于聚合物;所以材料中属于合金的是c;属下复合材料的是b;属于纤维的是a;故答案为c;b;a。
(2)玻璃主要成分是二氧化硅;生产普通玻璃的主要原料是石灰石、石英砂和纯碱;故答案为纯碱。
(3)用牺牲金属锌的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,则钢铁管道作正极,锌作负极;构成原电池,负极发生氧化反应,电极方程式为Zn-2e-=Zn2+;故答案为正;Zn-2e-=Zn2+。
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