2024届高三化学一轮专题练习:原电池
展开2024届高三新高考化学大一轮专题练习:原电池
一、单选题
1.(2023春·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习)已知:。下列说法不正确的是
A.中的键电子云轮廓图:
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.久置工业盐酸常显黄色,是因盐酸中溶解了氯气的缘故
D.可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
2.(2023春·江苏苏州·高三江苏省木渎高级中学校考期中)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时在电极与酶之间传递电子,下列说法不正确的是
A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B.负极区,在氢化酶作用下发生反应:
C.正极区电极反应式为,固氮酶表面发生还原反应生成
D.当外电路通过1mol电子时,有1mol质子通过交换膜由正极区向负极区移动
3.(2023·全国·模拟预测)利用含有机化合物的废水[废水中的有机化合物表示为,发电原理为(未配平)]发电,电解KI溶液制备的工作装置如图所示。下列说法正确的是
A.a极为原电池正极,c极为电解池阴极
B.装置工作时,当甲池质子交换膜通过1 mol 时,负极生成5.6 L
C.Ⅱ室为酸性溶液,Ⅲ室为KI溶液
D.装置工作一段时间后,Ⅳ室需补充KOH,X为
4.(2023春·江西宜春·高三江西省清江中学校考期中)如图是一种新型的K-O2可充电电池,a、b是两个电极,其中一个电极是金属钾。放电时,下列有关说法正确的是
A.a电极是电池的正极 B.隔膜不允许O2通过,但可以让K+通过
C.b电极是金属钾 D.电子流向是a电极→隔膜→b电极
5.(2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测)目前研究较多的Zn-H2O2电池,其电池总反应为Zn+OH-+HO=ZnO+H2O。现以Zn-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]碱性溶液制备氢气,同时获得N2及极少量O2(装置2中隔膜仅阻止气体通过,b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是
A.装置1中OH-移向Zn电极
B.反应过程中,d极附近的pH增大
C.电极c的主要反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O
D.通电一段时间后,若Zn电极的质量减轻19.5g,则c电极产生N22.24L(标准状况)
6.(2023春·浙江杭州·高三期中)镁—次氯酸盐燃料电池具有比能量高、安全方便等优点,该电池主要工作原理如图所示,其正极反应为ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-,关于该电池的叙述不正确的是
A.铂合金为正极,附近的碱性增强
B.电池工作时,需要不断添加次氯酸盐以保证电解质的氧化能力
C.该电池的总反应为Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-
D.若电解质溶液为、硫酸和NaCl的混合液,则正极电极反应为
7.(2023春·江西宜春·高三上高中学校考期中)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的
A.H+从左侧经过质子交换膜移向右侧
B.该电池的负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+
C.电子经过导线由O2所在的铂电极流入
D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
8.(2023春·湖北黄冈·高三校联考期中)2022年10月31日,梦天实验舱在我国文昌航天发射场成功发射,中国空间站“T”字基本构型即将在轨组装完成,空间站内能量转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.太阳能电池的工作原理与氢氧燃料电池工作原理相同
B.水电解系统将电能转化为化学能,该过程中的△H>0
C.燃料电池系统内部H2与O2剧烈燃烧,释放大量的热量
D.水电解系统和燃料电池系统工作时均发生了自发的氧化还原反应
9.(2023春·四川成都·高三校联考期中)下列装置中能够组成原电池的
A.②④ B.②③ C.①④ D.③⑤
10.(2023·安徽马鞍山·统考二模)磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的使用寿命,放电时的反应为: LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面,图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是
A.放电时,负极反应: LixC6- xe- = xLi++6C
B.(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA
C.(b)代表放电过程, Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
D.充电时的阳极反应: LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+
11.(2023春·山西大同·高三统考期中)有a、b、c、d四种金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验装置
稀硫酸
稀硫酸
AgNO3溶液
稀硫酸
部分实验现象
a无变化,b有气泡
c极质量减小,d极有气泡
b极质量减小,d极变粗
电流从c极流向a极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.b>d>c>a B.b>a>d>c C.a>c>d>b D.b>a>c>d
12.(2023秋·江苏南通·高三统考期末)钠离子电池是利用Na+在电极之间“嵌脱”实现充放电(原理如图所示),工作时总反应为NaxMO2+nCNax-yMO2+NayCn(M为一种过渡元素)。下列说法正确的是
A.放电时,Na+由Y极通过交换膜移向X极
B.放电时,正极反应式为NaxMO2+ye-=Nax-yMO2+yNa+
C.充电时,过渡元素M发生氧化反应
D.用铅蓄电池对该钠离子电池充电,铅蓄电池中每消耗20.7g铅,钠离子电池正极区域质量减少4.6g
13.(2023春·四川绵阳·高三统考阶段练习)我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时,将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物,通过自供电转换为NH3•H2O,从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是
A.b电极为Zn电极
B.放电过程中,负极发生的反应为
C.电解过程中,阴极区溶液的pH逐渐减小
D.理论上,每得到1molNH3•H2O,至少需要消耗390gZn
二、多选题
14.(2023春·江西九江·高三江西省湖口中学校考期中)科学家设计出质子()膜燃料电池,实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜燃料电池的结构示意图,如下图所示。(注:质子膜只允许通过)下列说法错误的是
A.外电路中电流方向由电极a→b
B.电路中每通过4 mol电子,在正极消耗标准状况下22.4L
C.电极b上发生的电极反应:
D.每17g 参与反应,有1 mol 经质子膜进入正极区
三、非选择题
15.(2023春·湖南邵阳·高三邵阳市第二中学校考期中)图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中G为电流计。请回答下列问题
(1)以下叙述中,正确的是___________。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.乙中电子从铜片经导线流向锌片
E.乙溶液中向锌片方向移动
(2)变化过程中能量转化的形式主要是:甲为______(填写选项字母);乙为________(同前)
A、将化学能转化成热能 B、将电能转化成为化学能 C、将化学能转化成电能
(3)若反应过程中有2mol电子发生转移,则生成的氢气在标况下的体积为__________;溶液质量增加___________g
(4)原电池在工作时,下列反应可以作为原电池工作时发生的反应的是:___________
A.
B.
C.
D.
16.(2023春·辽宁·高三校联考期中)燃料电池是利用燃料(如、CO、、、等)与反应从而将化学能转化为电能的装置。
(1)甲烷燃料电池(NaOH溶液作电解质溶液)的负极反应式为___________,正极反应式为___________,放电过程中溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下,下列有关说法正确的是___________。
a.电池工作时,向负极移动
b.电子由电极2经外电路流向电极1
c.电池总反应为
d.电极2发生的电极反应为
(3)铅酸蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和,电解质溶液为稀硫酸,该电池工作时发生的总反应为。试回答下列问题。
①铅酸蓄电池的负极材料是___________,正极反应为___________。
②若有1mol电子从某电极流出,则参加反应的是___________mol,负极的质量变化是___________(填“增大”或“减小”)___________g。
17.(2023春·河南濮阳·高三濮阳外国语学校校考期中)依据原电池原理,请回答下列问题。
(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),锌锰干电池属于___________(填“一次电池”或“二次电池”),锌锰电池的正极材料是___________,负极发生的电极反应式为___________。若反应消耗19.5g负极材料,则电池中转移电子的数目为___________。
(2)以Al、Mg为电极,可以组装如图所示原电池装置。
①若电解质溶液为稀硫酸,Mg上发生的电极反应式为___________。
②若电解质溶液为NaOH溶液,Al上发生的电极反应式为___________。
(3)微型锌银电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电池总反应为。负极发生的电极反应式为___________,电池工作过程中,电解液中向___________(填“Ag/”或“Zn”)极迁移。
18.(2023秋·安徽阜阳·高三统考期末)原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移,实现了化学能转化成电能,使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用,从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理,利用金属Zn与稀H2SO4反应,通过如图所示装置A、B进行实验,实验过程中装置A内溶液的温度升高,装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识,完成下列各题:
(1)装置B为原电池,则Cu作______(填“正”或“负”)极,Zn电极上的电极反应式为_____。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”,把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为______。
(3)从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量______(填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量;从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中______(填“快”或“慢”)。
(4)该小组同学由此得出的结论错误的是______。(多选)
A.任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B.装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C.原电池的负极发生还原反应
D.原电池装置中化学能全部转化为电能
参考答案:
1.C
【详解】A.p电子云呈哑铃形,氯气是利用两个p轨道上的电子形成共用电子对的,所以p−pσ 键电子云轮廓图为: ,故A正确;
B.HCl极易溶于水,氢气在氯气中燃烧生成的氯化氢与空气中的水蒸气结合呈雾状,故B正确;
C.久置工业盐酸常显黄色,是因盐酸中有三价铁离子的缘故,故C错误;
D.氢气和氯气发生的反应是自发的氧化还原反应,可通过原电池将 H2与 Cl2反应的化学能转化为电能,故D正确;
故选C。
2.D
【分析】生物燃料电池的工作原理是N2+3H22NH3,其中N2在正极区得电子发生还原反应,H2在负极区失电子发生氧化反应,原电池工作时阳离子向正极区移动,据此分析判断。
【详解】A.利用生物燃料电池在室温下合成氨,既不需要高温加热,同时还能将化学能转化为电能,故A正确;
B.由分析可知,H2在负极区失电子发生氧化反应,反应式为H2+2MV2+═2H++2MV+,故B正确;
C.由分析可知,在正极得到电子生成,电极方程式为:,N2在正极区和发生还原反应,生成NH3,故C正确;
D.燃料电池工作时,负极区生成的H+透过质子交换膜进入正极区,故D错误;
故选D。
3.C
【分析】由题干信息“电解KI溶液制备”,并结合Ⅳ室为KOH溶液可知,Ⅲ室发生的反应为,则Ⅲ室为KI溶液,发生氧化反应,故b极为原电池正极,a极为原电池负极,c极为电解池阳极,d极为电解池阴极,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,Ⅲ室为KI溶液,发生氧化反应,故b极为原电池正极,c极为电解池阳极,A错误;
B.未指明是否为标准状况,无法计算的体积,B错误;
C.根据分析,a极为原电池负极,则I室发生氧化反应,故I室为含有机化合物的废水,Ⅱ室发生还原反应,即,故Ⅱ室为酸性溶液,C正确;
D.根据分析,c、d极分别为电解池的阳极和阴极,c极发生反应,d极发生反应,生成的通过离子交换膜进入Ⅲ室,但同时消耗了水,Ⅳ室中KOH浓度增大,故装置工作一段时间后Ⅳ室无需补充KOH,D错误;
故选C。
4.B
【分析】由图可知电池总反应K+O2=KO2,a极上K的化合价升高,失电子发生氧化反应生成K+,则a电极为负极,负极反应式为K-e-=K+,b电极为正极,正极反应式为K++O2+e-═KO2,O2氧化性强、K是活泼金属,为防止电池损坏则隔膜不允许O2通过,放电时,K+由a电极经隔膜移向b电极。
【详解】A.a极上K的化合价升高,失电子发生氧化反应生成K+,则a电极为负极,A项错误;
B.O2氧化性强、K是活泼金属,为防止电池损坏则隔膜不允许O2通过,放电时,K+由a电极经隔膜移向b电极,B项正确;
C.根据分析,a极上K的化合价升高,则a电极为K,C项错误;
D.电子不能在电解质中流动,只能从导线和外电路中穿过,电子流向是a电极→外电路→b电极,D项错误;
故选B。
5.D
【分析】由电池总反应可知,Zn电极为电池的负极,b极为电池的正极;与b极相连的c为电解池的阳极,与Zn电极相连的d为电解池的阴极,H2O2-Zn燃料电池工作时,Zn为负极被氧化,H2O2为正极被还原,电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液,CO(NH2)2在阳极被氧化,水电离出的氢离子在阴极被还原。
【详解】A.装置I是原电池,在原电池中阴离子向负极移动,Zn为负极,OH-移向Zn电极,A正确;
B.由分析可知,d为阴极,水电离出的氢离子在阴极被还原为氢气,则氢离子浓度降低,氢氧根离子浓度增大,故d极附近的pH增大,B正确;
C.与b极相连的c为电解池的阳极,CO(NH2)2在阳极被氧化,电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O,C正确;
D.19.5gZn的物质的量为0.3mol,转移电子0.6mol,根据选项C的分析可知,此时生成氮气0.1mol,体积为2.24L,但是根据题意可知此时还有氧气生成,故生成氮气的体积会小于2.24L,D错误;
故选D。
6.D
【分析】从图中可以看出,ClO-在铂电极转化为Cl-,得电子,则铂电极为正极,电极反应为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-,镁电极为负极,电极反应为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2,总反应为Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-。
【详解】A.根据分析,铂合金为正极,电极反应为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-,附近溶液的碱性增强,A正确;
B.根据分析,总反应消耗ClO-,因此需要不断添加次氯酸盐以保证电解质的氧化能力,B正确;
C.根据分析,总反应为Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-,C正确;
D.溶液为酸性环境,OH-不能大量共存,因此正极反应为H2O2+2H++2e-=2H2O,D错误;
故选D。
7.B
【分析】该装置中含有质子交换膜,则电解质溶液为酸性,酸性条件下,乙醇燃料电池中,负极上乙醇失电子发生氧化反应,正极上是氧气得电子的还原反应;根据图示得出酸性燃料电池的反应物和生成物,再根据原电池原理写出该电池的反应式来判断。
【详解】A.由分析可知,该装置中正极上是氧气得电子的还原反应,则右侧Pt电极为正极,H+从左侧经过质子交换膜移向右侧,故A正确;
B.该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应,分析装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸,CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH,故B错误;
C.乙醇燃料电池中,负极上乙醇失电子发生氧化反应,正极上是氧气得电子的还原反应,电流由正极流向负极,即电子经过导线由O2所在的铂电极流入,故C正确;
D.根据微处理器通过检测电流大小可以得出电子转移的物质的量,根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量,故D正确;
故选B。
8.B
【详解】A.太阳能电池的工作原理是光能转化为电能,氢氧燃料电池工作原理是化学能转化为电能,两者工作原理不相同,故A错误;
B.水电解系统将电能转化为化学能,该过程是吸热反应即△H>0,故B正确;
C.燃料电池系统内部H2与O2没有剧烈燃烧,在两个电极分别失去电子和的带电子发生反应,有一部分化学能变为热量,更多的是化学能转化为电能,故C错误;
D.燃料电池系统工作时发生了自发的氧化还原反应,水电解系统是强有力的氧化还原手段,不一定是自发的氧化还原,故D错误。
综上所述,答案为B。
9.A
【详解】①中两个电极相同,不能构成原电池;②中有两个活泼性不同的电极,硫酸作电解质溶液,形成闭合电路,能构成原电池;③酒精是非电解质,不能形成闭合电路,不能构成原电池;④中铁、铜活泼性不同,醋酸作电解质溶液,形成闭合电路,能构成原电池;⑤没有形成闭合电路,不能构成原电池;
能够组成原电池的是②④,选A。
10.B
【分析】从总反应分析, LixC6变为C和Li+为氧化反应,该极为原电池的负极。而Li1-xFePO4变为LiFePO4发生还原反应,它为原电池的正极。
【详解】A.由上分析,放电的负极为 LixC6- xe- = xLi++6C,A项正确;
B.a过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+,为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1个和面心的一个Li+总共减少,所以1mol晶体中转移NA电子,B项错误;
C.放电时,该材料在正极发生还原反应,即Fe由+2变为+3为b过程,Li+嵌入正极,C项正确;
D.充电时的总反应为 6C+LiFePO4= LixC6+Li1-xFePO4,阳极发生氧化反应为 LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+,D项正确;
故选B。
11.D
【详解】装置一中b上有气泡说明b能与硫酸反应,a不能,则b比a活泼;装置二构成原电池,c极质量减少可知c作负极,c比d活泼;装置三种b极质量减少,b作负极,b比d活泼;装置四种电流由c流向a,则c为正极,a为负极,a比c活泼;由此可知四种金属的活动性顺序为:b>a>c>d,D正确;
故选:D。
12.D
【分析】放电时M元素化合价升高,故X电极为负极,Y电极为正极;充电时X电极与电源负极相连,为阴极,Y电极与电源正极相连,为阳极,据此解答。
【详解】A.放电时,阳离子向正极移动,故Na+由X电极通过交换膜移向Y极,A错误;
B.放电时,正极反应式为:yNa++ye-+nC=NayCn,B错误;
C.充电时,X电极与电源负极相连,为阴极,过渡元素M的化合价降低,被还原,C错误;
D.铅蓄电池中放电时:,每消耗20.7g铅转移0.2mol电子,正极区域发生失去电子的氧化反应:NayCn-ye-=yNa++nC,因此钠离子电池正极区域质量减少4.6g,D正确;
故选D。
13.D
【分析】由题干图示信息可知,TiO2电极将转化为NH3•H2O可知TiO2电极为阴极,电极反应式为:+7H++6e-=NH3•H2O+H2O,石墨电极为阳极,电极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,故a电极为负极,发生氧化反应,即Zn为负极,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,b电极为正极,发生还原反应,电极反应式为:NO2+e-=,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a电极为Zn电极是负极,A错误;
B.放电过程中,负极发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,B错误;
C.由分析可知,电解过程中,TiO2电极为阴极,电极反应式为:+7H++6e-=NH3•H2O+H2O,则阴极区溶液的pH逐渐增大,C错误;
D.由于两个a电极串联,理论上,每得到1molNH3•H2O,需得到12mol电子,故至少需要消耗Zn的质量为=390g,D正确;
故答案为:D。
14.AB
【分析】根据图知,该燃料电池中,a电极上H2S失电子生成S2和H+,为负极,负极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+,b电极为正极,正极上O2得电子和氢离子反应生成H2O,电极反应式为,据此解答。
【详解】A.通过以上分析知,a电极为负极,外电路中电流方向由电极b→a,故A错误;
B.负极上H2S失电子发生氧化反应,根据反应2H2S-4e-=S2+4H+,每通过4mol电子,则负极消耗(标准状况下)44.8LH2S,故B错误;
C.b电极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为,故C正确;
D.n(H2S)=17g÷34g/mol=0.5mol,根据2H2S-4e-=S2+4H+知,每17gH2S参与反应,有1molH+经质子膜进入正极区,故D正确;
故选AB。
15.(1)CE
(2) A C
(3) 22.4L 63
(4)AD
【分析】锌比铜活泼,能与稀硫酸反应,铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属,不能与稀硫酸反应,甲没有形成闭合回路,不能形成原电池,乙形成闭合回路,形成原电池;
【详解】(1)A.甲没有形成闭合回路,不能形成原电池,故A错误;
B.铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属,不能与稀硫酸反应,甲烧杯中铜片表面没有气泡产生,故B错误;
C.两烧杯中硫酸都参加反应,氢离子浓度减小,溶液的pH均增大,故C正确;
D.乙能形成原电池反应,Zn为负极,Cu为正极,电子从负极经外电路流向正极,故D错误;
E.原电池中电解质阳离子流向正极,阴离子流向负极,乙形成原电池,Zn为负极,Cu为正极,则溶液中向锌片方向移动,故E正确。
故答案为:CE;
(2)甲没有形成闭合回路,不能形成原电池,反应放热,将化学能转变为热能;乙形成闭合回路,形成原电池,将化学能转变为电能,故答案为:A,C;
(3)反应的关系式为,则,;负极1mol锌溶解、正极生成1mol氢气,则溶液质量变化+65g-2g=63g;
(4)原电池的形成条件之一是能自发的进行氧化还原反应,A、D均为自发进行的氧化还原反应,均能形成原电池;但B、C的反应是非氧化还原反应,所以B、C不能作为原电池工作时发生的反应,故答案为:AD。
16.(1) O2+4e-+2H2O=4OH- 减小
(2)c
(3) Pb 1 增大 48
【详解】(1)甲烷燃料电池(NaOH溶液作电解质溶液)中,物质在负极失去电子化合价升高,所以负极反应式为,物质在正极得到电子化合价降低,所以正极反应式为,该燃料电池的总反应方程式为,生成水,溶剂增加,c(OH-)减小,所以放电过程中溶液的pH减小
(2)由图可知,电极1中N元素化合价升高,所以电极1为负极,则电极2为正极;
a.原电池中阳离子向正极移动,故a错误;
b.原电池外电路中电子由负极流向正极,所以应是故由电极1经外电路流向电极2,故b错误;
c.该液氨-液氧燃料电池的总反应为,故c正确;
d.电极2中O2得电子,化合价降低,且电解质溶液显碱性,所以电极反应为,故d错误;
故选c。
(3)化学电源中负极失去电子,化合价升高,正极得到电子,化合价降低;
①负极材料应为Pb,正极材料应为PbO2,反应为;
②根据总反应方程式可知2mol H2SO4~2mol e-,所以有1mol电子从某电极流出,则参加反应的是1mol;
负极反应式为,则有1mol电子流出时,负极增加了0.5mol ,质量为,所以负极的质量变化是增大48g。
17.(1) 一次电池 石墨 (或0.6)
(2)
(3) Zn
【详解】(1)锌锰干电池只能一次性使用,不能充电,属于一次电池,锌锰电池中锌较活泼,锌失去电子发生氧化反应为正极,石墨为正极;负极发生的电极反应式为;若反应消耗19.5g负极材料,反应锌0.3mol,则电池中转移电子0.6mol,电子数目为(或0.6);
(2)①若电解质溶液为稀硫酸,Mg失去电子发生氧化反应,为负极,发生的电极反应式为。
②若电解质溶液为NaOH溶液,镁不能和氢氧化钠反应,Al失去电子发生氧化反应,为负极,发生的电极反应式为;
(3)由总反应可知,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,为负极,;原电池中阴离子向负极迁移,故电池工作过程中,电解液中向Zn极迁移。
18.(1) 正 Zn-2e=Zn2+
(2)电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)
(3) 高于 慢
(4)BCD
【详解】(1)由于金属活动性Zn>Cu,所以在装置B构成的原电池中Cu作正极,Zn电极是负极,失去电子变为Zn2+进入溶液,故Zn电极的反应式是: Zn-2e=Zn2+;
(2)装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu);
(3)在装置A中Zn与硫酸发生置换反应产生ZnSO4、H2,发生反应过程中会放出热量,使溶液的温度升高,说明反应物的总能量大于生成物的总能量;
B中形成原电池,反应速率加快,故从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中慢;
(4)A.构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应,所以理论上,任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池,选项A正确;
B.装置B中Cu电极可用碳棒代替,作为正极,锌为负极,形成原电池原理不变,选项B错误;
C.原电池的负极发生失电子的氧化反应,选项C错误;
D.原电池装置中化学能主要转化为电能,也有部分转化为热能等,选项D错误;
答案选BCD。
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