高中化学 3.1 电池探秘电池探秘课时训练 高二化学试题

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现吨市安达阳光实验学校电池探秘 基础夯实

1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是 ( ) A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极

解析:原电池的两极分别命名为正极、负极。铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池,其中锌失去电子做原电池的负极。 答案:D

2.原电池的正极一是( ) A.电子流出的极 B.电子流入的极 C.发生氧化反的极 D.电极自身参与反的极

解析:电池正极为电子流入的一极,发生还原反,电极本身并不参与反。 答案:B

3.关于如图所示装置的叙述,正确的是 ( ) A.铜是阳极,铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少

C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原

解析:从图中可以看出这是原电池,原电池的电极名称说是正极、负极,故A项错;而原电池是活泼金属被消耗,B项错;负极(Zn)的电子经外线路流向正极(Cu),电流方向与电子流向相反,故C项错。

答案:D

4.家近年来研制出一种型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气流入到以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池的负极反为( ) A.H--

2+2OH-2e2H2O B.O2+4H+

+4e-2H2O

C.H-2-2e

2H+



D.OO+4e-

2+2H24OH-



解析:电池负极发生氧化反,失电子,B、D两项错;根据电解质是磷酸可知A项错误。 答案:C

5.常用锌锰干电池在放电时的总反可表示为: Zn(s)+2MnO2+

2(s)+2N

Zn+Mn2O3(s)+2NH3+H2O

放电时,正极所发生反的物质或粒子是( ) A.锌 B.MnO2 C.N D.MnO2和N

解析:Zn为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成Zn2+

,失去的电子被MnO2得到,MnO2和N在正极生成Mn2O3和不带电的NH3,所以在正极上N和MnO2为反物。 答案:D

6.镍镉(Ni-Cd)可充电电池可以发生如下反: Cd(OH)2+2Ni(OH)2

Cd+2NiO(OH)+2H2O

由此可知,该电池放电时的负极材料是( )


A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2

解析:此反的逆过程为放电过程,负极为电子流出的一极,发生氧化反,元素化合价升高,故放电时负极材料为Cd。 答案:A

7.氢镍电池是近年出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反式是: H2+NiO(OH)

Ni(OH)2

根据此反式判断,下列叙述不正确的是( )

A.电池放电时,电池负极周围溶液中的OH-

浓度不断减小 B.电池放电时,镍元素被氧化 C.电池充电时,氢元素被还原 D.电池放电时,H2是负极反物

解析:充电电池在放电时是一个电源(原电池),发生原电池反,在这个反方程式中从左到右是放电,根据发生氧化反的是负极,发生还原反的是正极,所以D项正确,B项错误;而H2在电池的负极上发生的反是

2H2O,溶液中OH-浓度减小,

所以A项正确;充电反是从右到左,所以氢元素被还原,C项正确。 答案:B 能力提升

8.(1)将Al片和Cu片用导线相连,插入稀硫酸中组成原电池,写出电极名称及电极反: Al片( ) ,



Cu片( ) 。



(2)若将Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中能否组成原电池? (填“能”或“不能”,“若不能”,则不用回答下面的问题),若能组成原电池,写出电极名称及电极反:

Al片( ) ,

Cu片( ) 。



解析:(1)Al片和Cu片用导线相连,插入稀硫酸中时,Al比Cu活泼,Al为负极,失电子被氧化为Al3+

,Cu为正极,溶液中的H+

得电子被还原为H2。

(2)Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中时,由于铝被钝化不能溶解,故Al为正极;Cu为负极,失电子被氧化为Cu2+

。 答案:(1)负极 2Al-6e-2Al

3+



正极 6H+

+6e

-3H2↑

(2)能 正极 2N+4H+

+2e

-

2NO2↑+2H2O

负极 Cu-2e-

Cu

2+



9.燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置,燃料电池的研究是21最具挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能传导O2-

。试回答下列问题。 (1)该电池放电时的化学反方程为

。



(2)该燃料电池的电极反:


正极:13O2+52e

-

26O

2-



负极:2C2-

4H10+26O-52e

-

8CO2+10H2O

则固体电解质中的O2-

向 (填“正”或“负”)极移动。

(3)某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出3 360 mL(状况)氧气,阴极析出金属10.4 g,在该含氧酸盐中金属的化合价为 ,在该中,若不考虑能量的损失,电池中消耗丁烷的质量最少是 g(结果精确至0.01 g)。

解析:(1)2C4H10+13O2

8CO2+10H2O;

(2)根据电极反式可知氧离子由正极移向负极;

(3)设金属的化合价为x,则根据得失电子守恒关系可得 ×4=x

可得x=3,此过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol,所以消耗的丁烷的质量为1.34 g。

答案:(1)2C4H10+13O28CO2+10H2O (2)负 (3)+3 1.34

10.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。 锌片上发生的电极反: ;

银片上发生的电极反: 。



(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算: ①产生氢气的体积(状况);

②通过导线的电量。(已知N23

-1

A=6.02×10 mol,电子电量为1.60×10-19

C)

解析:(1)锌片、银片与稀硫酸构成原电池

锌片为负极,发生氧化反:Zn-2e

-

Zn

2+



银片为正极,发生还原反:2H+

+2e-

H2↑

(2)①锌片与银片减少的质量于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。 Zn+2H

+

Zn2+

+H2↑

65 g 22.4 L 60 g-47 g=13 g x

x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L

②反消耗的锌为:13 g÷65 g·mol-1

=0.20 mol

1 mol Zn变为Zn2+

时,转移2 mol e-,则通过的电量为:

0.20 mol×2×6.02×1023

mol-1

×1.6×10-19

C≈3.85×104

C。 答案:(1)Zn-2e

-Zn2+ 2H++2e

-

H2↑

(2)①4.48 L ②3.85×104

C

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