|
化学姐 电化学中原电池与电解池的工作原理、新型电池的分析基本应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极及电极反应方程式的书写、离子的移动方向、溶液pH的变化仍是高考命题的热点。今天化学姐为大家准备20道电化学题，全方位攻破电化学。（马上点标题下蓝字'高中化学'关注可获取更多学习方法、干货！） 1．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的反应为2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2．以下说法正确的是（ ） A．负极发生的反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+ B．正极发生的反应为2H2O+O2+2e﹣═4OH﹣ C．原电池是将电能转化为化学能的装置 D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 【分析】根据原电池的定义、原电池的电极反应式、以及氧气的溶解度判断，钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2是发生的吸氧腐蚀，原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应． 【解答】解：钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极． A．根据反应方程式知，负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+，故A正确； B．根据反应方程式知，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故B错误； C．原电池是化学能转化为电能的装置，故C错误； D．氧气在水中的溶解度较小，在空气与水交界处更易接触氧气，在水下部分比在空气与水交界处更难腐蚀，故D错误；故选A． 【点评】本题考查了原电池正、负极的判断，基础是氧化还原反应，可以直接根据化合价的升降来判断正负极．发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极，题目较简单． 2．锌铜原电池产生电流时，阴离子（ ） A．移向Zn极，阳离子移向Cu极 B．移向Cu极，阳离子移向Zn极 C．和阳离子都移向Zn极 D．和阳离子都移向Cu极 【分析】原电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，据此分析解答． 【解答】解：Cu﹣Zn原电池中，Zn易失电子作负极、Cu作正极，电子从负极Zn沿导线流向正极，所以正极上聚集大量电子，根据异性相吸知，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故选A． 【点评】本题考查原电池原理，侧重考查学生对离子移动方向分析，明确正负极附近存在微粒所带电性即可解答，为易错题． 3．下列说法不正确的是（ ） A．为避免船体遭受腐蚀，在船舶的外壳装上若干锌块，称为牺牲阳极的阴极保护法 B．原电池工作时，电流的方向由正极→负载→负极→原电池中电解质溶液→正极 C．白铁（镀锌铁）镀层破损后，铁皮依然受到保护 D．在铁制品上镀铜时，铁制品作电镀池的阳极，铜盐为电镀液 【分析】A．锌、铁和海水构成原电池，锌为负极，被消耗，铁为正极，被保护； B．原电池工作时负极失去电子，电流由正极经外电路流向负极，原电池中电解质溶液流向正极； C．Zn比Fe活泼，破损后形成原电池中Zn为负极； D．镀铜时，Cu为阳极，失去电子． 【解答】解：A．作原电池负极的金属加速被腐蚀，作原电池正极的金属被保护，锌、铁和海水构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； B．电流的方向与电子的运动方向相反，原电池工作时电流由正极经外电路流向负极，原电池中电流流向为电解质溶液到正极，故B正确； C．Zn比Fe活泼，破损后形成原电池中Zn为负极，则铁皮依然受到保护，故C正确； D．镀铜时，Cu为阳极，失去电子，而铁制品作电镀池的阴极，铜盐为电镀液，故D错误；故选D． 【点评】本题考查了原电池和电解池的原理，电极反应的分析，离子的移动是解题关键，题目较简单． 4．下列化学反应在理论上可设计成原电池的是（ ） A．2Al（s）+2NaOH（aq）+2H2O（l）═2NaAlO2（aq）+3H2（g）；△H＜0 B．HNO3（aq）+KOH（aq）═KNO3（aq）+H2O（l）；△H＜0 C．Ba（OH）2·8H2O（s）+2NH4Cl（s）═BaCl2（aq）+2NH3·H2O（aq）+8H2O（l）；△H＞0 D．Na2O（s）+H2O（l）═2NaOH（aq）；△H＜0 【分析】原电池反应应为自发进行的氧化还原反应反应，化学能转变为电能，反应放热△H＜0，以此解答该题． 【解答】解：A．铝和氢氧化钠溶液反应为氧化还原反应，反应放热，可设计成原电池，故A正确； B．硝酸和氢氧化钾反应为中和反应，不能设计成原电池，故B错误； C．该反应为复分解反应，非氧化还原反应，且该反应吸热，不能设计成原电池，故C错误． D．该反应为化合反应，非氧化还原反应，故D错误；故选A． 【点评】本题考查原电池的设计，侧重于化学反应原理的探究，题目难度不大，注意原电池反应为自发进行的氧化还原反应反应． 5．下列有关金属腐蚀的说法中，正确的是（ ） A．钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中易被腐蚀 B．钢铁腐蚀的负极反应为：Fe﹣3e﹣=Fe3+ C．破损后，白铁（镀锌）比马口铁（镀锡）更易腐蚀 D．纯铁比生铁易受腐蚀 【分析】A、根据电化学腐蚀形成的条件以及电化学腐蚀与化学腐蚀的区别分析； B、铁做负极被氧化失去电子生成Fe2+离子； C、根据金属的活泼性判断金属的腐蚀，活泼金属做原电池的负极，易被腐蚀； D、生铁易发生电化学腐蚀． 【解答】解：A、钢铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，电化学腐蚀较化学腐蚀更快，故A正确； B、铁做负极被氧化失去电子生成Fe2+离子，负极反应为：Fe﹣2e﹣=Fe2+，故B错误； C、锌比铁活泼，铁比锡活泼，当破损后，马口铁（镀锡）比白铁（镀锌）更易腐蚀，故C错误； D、生铁为合金，易发生电化学腐蚀，较纯铁易腐蚀，故D错误． 故选A． 【点评】本题考查金属的电化学腐蚀与防护，题目难度不大，本题注意电化学腐蚀形成的条件与金属的防护． 6．家用炒菜锅用水清洗后，出现红棕色的锈斑．在此变化过程中不发生的化学反应是（ ） A．4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3 B．2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2 C．正极反应：2H2O+O2+4 e﹣→4OH﹣ D．负极反应：Fe→Fe3++3 e﹣ 【分析】烧过菜的铁锅未及时洗涤（残液中含NaCl等），第二天便出现红棕色锈斑[Fe（OH）3失水的产物]，是金属铁发生吸氧腐蚀的结果，正极发生的是氧气得电子的还原反应，负极是金属铁是失电子的氧化反应 【解答】解：A．氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化为氢氧化铁，即4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，故A正确； B．正极发生的是氧气得电子的还原反应，即2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣，负极是金属铁是失电子的氧化反应，即Fe﹣2e﹣═Fe2+，Fe2++2OH﹣═Fe（OH）2， 合并得到：2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2↓，故B正确； C．金属铁发生吸氧腐蚀，正极发生的是氧气得电子的还原反应，即2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣，故C正确； D．金属铁发生吸氧腐蚀，负极是金属铁是失电子的氧化反应，即Fe﹣2e﹣═Fe2+，所以Fe﹣3e﹣=Fe3+不发生，故D错误； 故选D． 【点评】本题考查了金属吸氧腐蚀的原理，可以根据原电池知识来回答，题目难度不大． 7．如图为直流电源电解1L 0.2mol/L的CuSO4水溶液的装置．通电一段时间后，b电极共收集到4.48L的气体（标准状况下），然后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列关于实验的叙述中不正确的是（ ） A．a电极的产物有Cu和H2 B．反应一段时间后，溶液的pH值变小 C．a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色 D．a、b电极转移的电子数为0.8mol 【分析】n（CuSO4）=0.2mol/L×1L=0.2mol，b为阳极、a为阴极，阳极电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，b电极生成气体物质的量==0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×4=0.8mol，阴极上铜离子完全析出时转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol＜0.8mol，所以阴极上含有氢离子放电生成氢气，据此分析解答． 【解答】解：n（CuSO4）=0.2mol/L×1L=0.2mol，b为阳极、a为阴极，阳极电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，b电极生成气体物质的量==0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×4=0.8mol，阴极上铜离子完全析出时转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol＜0.8mol，所以阴极上含有氢离子放电生成氢气， A．通过以上分析知，a电极的产物有Cu和H2，故A正确； B．开始时电池反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，当铜离子完全析出时电池反应式为2H2OO2↑+2H2↑，反应一段时间后有硫酸生成，所以溶液的pH值变小，故B正确； C．a电极附近有氢氧根离子生成，溶液呈碱性，所以酚酞试液呈红色，b电极有无色气体生成，故C错误； D．通过以上分析知，a、b电极转移的电子数为0.8mol，故D正确； 故选C． 【点评】本题考查电解原理，明确阴极上电极反应式是解本题关键，注意：要通过转移电子相等判断阴极产物，为易错点． 8．把一小块镁、铝合金放入6mol·L﹣l的NaOH溶液中，可以形成微型原电池．则该电池负极上发生的电极反应为（ ） A．Mg﹣2e﹣═Mg2+ B．Al +4OH﹣﹣3e﹣═AlO2﹣+2H2O C．4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑ D．2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑ 【分析】把一小块镁、铝合金放入6mol·L﹣l的NaOH溶液中，Mg、Al和强碱性溶液构成原电池，铝易失电子而作负极、Mg作正极，负极上电极反应式为Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O，正极上电极反应式为 2H++2e﹣=H2↑（或2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣），电池反应式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑． 【解答】解：A．该原电池中，铝易失电子作负极，Mg作正极，故A错误； B，负极上电极反应式为Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O，故B正确； C．该原电池中，在碱性条件下，铝易失电子而作负极，故C错误； D．2H++2e﹣=H2↑（或2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣），为正极上电极反应式，故D错误； 故选B． 【点评】本题考查了原电池原理，根据电极上失电子难易程度确定正负极，不能根据金属的活泼性强弱判断正负极，为易错点，题目难度不大． 9．在钢铁生锈的过程中有很多化学变化，下列变化不属于钢铁生锈过程的是（ ） A．4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑ B．Fe﹣2e﹣=Fe2+ C．4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 D．2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣ 【分析】钢铁生锈的过程是金属铁发生了吸氧腐蚀的原电池原理，铁为负极，正极上是氧气得电子发生还原反应． 【解答】解：钢铁生锈的过程中的化学变化为：负极：Fe﹣2e﹣=Fe2+，正极：2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣，总反应为：2Fe+2H2O+O2+4e﹣=2Fe（OH）2，Fe（OH）2迅速被氧化：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3． 故选A． 【点评】金属的吸氧腐蚀是较为普遍的金属腐蚀方式，可以根据所学的原电池原理知识来回答． 10．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．下列说法不正确的是（ ） A．X是电源的负极 B．阴极的反应式是：H2O+2e﹣═H2+O2﹣，CO2+2e﹣═CO+O2﹣ C．总反应可表示为：H2O+CO2 = H2+CO+O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1：1 【分析】A．电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，根据与X极相连的电极产生的气体判断； B．电解池阴极发生还原反应，根据反应物结合化合价的变化分析； C．根据图示以及电解的目的解答； D．根据图示知：阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，结合C总的反应分析； 【解答】解：A．根据图示知：与X相连的电极产生CO，电解H2O﹣CO2混合气体，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极，故A正确； B．电解池阴极发生还原反应，电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H2O+2e﹣═H2↑+O2﹣，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO2+2e﹣═CO+O2﹣，故B正确； C．电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO，根据图示知：阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，所以总反应为：H2O+CO2=H2+CO+O2，故C正确； D．电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO，总反应为：H2O+CO2=H2+CO+O2，阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2：1，故D错误； 故选D． 【点评】本题考查电解知识，为高频考点，侧重于考查学生的综合运用能力，题目难度中等，注意基础知识的积累掌握，掌握电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应为解答关键． 11．锌﹣空气电池是一种新型的高校电池，其荷电量一般比同体积的锌锰电池大3倍以上．在碱性环境下，其总反应方程式为2Zn+2NaOH+O2=2NaHZnO2．下列说法正确的是（ ） A．该电池的负极反应方程式为Zn﹣2e﹣+3OH﹣=HZnO2﹣+H2O B．当负极减重65g时，正极消耗O2的体积为11.2L C．电池在放电过程中阳离子移向负极，阴离子移向正极 D．随着放电过程进行，电池正极区域附近pH减小 【分析】A、总反应的离子方程式为2Zn+2OH﹣+O2=2HZnO2﹣，在碱性环境下，正极反应式为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，总反应式﹣正极反应式=负极反应式，因此负极反应式为Zn﹣2e﹣+3OH﹣=HZnO2﹣+H2O； B、65gZn的物质的量为1mol，根据2Zn+2NaOH+O2=2NaHZnO2计算氧气的物质的量为0.5mol，0.5mol氧气的体积与所处的温度和压强有关，因此体积不一定是11.2L； C、根据异性相吸，电池在放电过程中阳离子移向正极，阴离子移向负极； D、根据正极电极反应式O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣判断． 【解答】解：A、总反应的离子方程式为2Zn+2OH﹣+O2=2HZnO2﹣，在碱性环境下，正极反应式为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，总反应式﹣正极反应式=负极反应式，因此负极反应式为Zn﹣2e﹣+3OH﹣=HZnO2﹣+H2O，故A正确； B、65gZn的物质的量为1mol，根据2Zn+2NaOH+O2=2NaHZnO2计算氧气的物质的量为0.5mol，0.5mol氧气的体积与所处的温度和压强有关，因此体积不一定是11.2L，故B错误； C、根据异性相吸，电池在放电过程中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故C错误； D、该电池的正极反应式O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，电池正极区域附近OH﹣浓度增大，pH减大，故D错误； 故选A． 【点评】本题考查了原电池原理，侧重于新型化学电池电极反应式的书写和有关计算，难度中等，书写电极反应式时可根据①负氧化、正还原②总反应式﹣正极反应式=负极反应式③三个守恒：元素守恒、电子守恒、电荷守恒④电解质溶液的影响分析判断． 12．镁﹣H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质，下列结论错误的是（ ） A．正极发生的电极反应为：H2O2+2H++2e﹣=2H2O B．电池总反应为：Mg+H2O2=Mg（OH）2 C．工作时，正极周围海水的pH增大 D．电池工作时，溶液中的H+向正极移动 【分析】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，电极反应式为Mg﹣2e﹣═Mg2+，H2O2具有氧化性，应为原电池的正极，被还原，电极反应式为 H2O2+2H++2e﹣═2H2O，根据电极反应式判断原电池总反应式，根据电极反应判断溶液PH的变化． 【解答】解：A、H2O2具有氧化性，应为原电池的正极，被还原，电极反应式为H2O2+2H++2e﹣=2H2O，故A正确； B、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，故B错误； C、工作时，正极反应式为H2O2+2H++2e﹣═2H2O，不断消耗H+离子，正极周围海水的pH增大，故C正确； D、原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，形成闭合回路，故D正确． 故选B． 【点评】本题考查原电池知识，题目难度中等，注意电极反应式的书写和电解质溶液的酸碱性． 13．如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池（MH﹣Ni电池），下列有关说法中不正确的是（ ） A．放电时正极反应为：NiOOH+H2O+e﹣→Ni（OH）2+OH﹣ B．电池的电解液可为KOH溶液 C．充电时负极反应为：MH+OH﹣→H2O+M+e﹣ D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高 【分析】镍氢电池中主要为KOH作电解液充电时，阳极反应： Ni（OH）2+OH﹣=NiOOH+H2O+e﹣阴极反应：M+H2O+e﹣= MH+OH﹣， 总反应： M+Ni（OH）2=MH+NiOOH； 放电时，正极：NiOOH+H2O+e﹣= Ni（OH）2+OH﹣， 负极：MH+OH﹣﹣e﹣=M+H2O，总反应：MH+NiOOH=M+Ni（OH）2 ． 以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金． 【解答】解：A、放电时，正极：NiOOH+H2O+e﹣= Ni（OH）2+OH﹣，故A正确； B、为了防止MH被氢离子氧化，镍氢电池中电解液为碱性溶液，主要为KOH作电解液，故B正确； C、充电时，负极作阴极，阴极反应为M+H2O+e﹣= MH+OH﹣，故C错误； D、M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高，故D正确； 故选C． 【点评】本题考查了原电池和电解池原理，明确题给信息的含义是解本题关键，难点的电极反应式的书写，题目难度中等． 14．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为（ ） A．Fe﹣2e﹣═Fe2+ B．2H++2e﹣═H2↑ C．2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣ D．Fe﹣3e﹣═Fe3+ 【分析】钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣═OH﹣，据此分析解答． 【解答】解：A．原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，铁为原电池的负极，故A错误； B．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，故B错误； C．弱酸性或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以正极反应式为O2+2H2O+4e﹣═OH﹣，故C正确； D．原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，铁为原电池的负极，且发生Fe﹣2e﹣═Fe2+，故D错误； 故选C． 【点评】本题考查了金属的电化学腐蚀的实质，明确各个电极上发生的反应即可解答，注意把握钢铁发生析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别，题目难度不大． 15．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．下列说法不正确的是（ ） A．电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极 B．O2所在的铂电极处发生还原反应 C．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH+3H2O﹣12e﹣═2CO2↑+12H+ 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 【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． 【解答】解：A、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，即从O2所在的铂电极经外电路流向另一电极，故A正确； B、乙醇燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，O2所在的铂电极处发生还原反应，故B正确； C、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C错误； 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C． 【点评】本题以乙醇为燃料考查了燃料电池，难度不大，注意正负极上电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，即使燃料和氧化剂相同，如果电解质溶液不同，电极反应式也不同． 16．“纸质电池”的纸片内充入的是水和氧化锌组成的电解液；纸的一边镀锌、另一边镀二氧化锰；电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnO（OH）．下列说法正确的是（ ） A．该电池的正极为锌 B．该电池反应中二氧化锰起催化作用 C．当0.1mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023 D．电池正极反应式为：2MnO2+2e﹣+2H2O═2MnO（OH）+2OH﹣ 【分析】由电池总反应Zn+2MnO2十H2O=ZnO+2MnO （OH）可知，Zn被氧化，为原电池的负极， 电极反应为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O，MnO2被还原，为原电池的正极，电极反应为MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣． 【解答】解：A、从电池反应可知，锌被氧化，失去电子，所以是负极，故A错误； B、该电池反应中二氧化锰发生了还原反应，二氧化锰得到电子，被还原，为原电池的正极，故B错误； C、当有0.1mol锌溶解时，失去电子数为 0.1×2×6.02×1023=1.204×1023，但电子由负极经外电路流向正极，不流经电解液，故C错误； D、电池的正极反应式为MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣，或2MnO2+2e﹣+2H2O=2MnO（OH）十2OH﹣，故D正确． 故选D． 【点评】本题考查化学电源新型电池，侧重于电极反应方程式的考查，题目难度中等，注意从正负极发生的变化结合电解质的特点书写电极反应式．本题易错点为C，注意电子与溶液中离子的移动的区别． 17．使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现．某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池在使用时的电极反应如下： 2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣．下列有关该氢氧燃料电池的说法中，正确的是（ ） A．H2在正极发生氧化反应 B．供电时的总反应为：2H2+O2═2H2O C．氢氧燃料电池中H2和O2燃烧放出的热量转变为电能 D．氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池 【分析】氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，工作时，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，产物为水，对环境物污染． 【解答】解：A、由电极反应式可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，故A错误； B、电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2+O2═2H2O，故B正确； C、氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，氢气和氧气在两极上放电，没有发生燃烧，故C错误； D、氢氧燃料电池产物是水，对环境无污染，且能量转化率高，故D正确． 故选BD． 【点评】本题考查原电池的组成以及工作原理，题目难度不大，注意电极反应式以及能量的转换形式． 18．研究人员研制出一种锂水电池，做军事上重要的能源．该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（ ） A．水既是氧化剂又是溶剂 B．总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ C．放电时正极上有氢气生成 D．放电时OH﹣向正极移动 【分析】锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气的过程，根据原电池的工作原理以及电极反应特点和规律来回答． 【解答】解：A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，在电池中还可以担当溶剂，故A正确； B、锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故B正确； C、放电时正极上是水中的氢离子得电子，所以会有氢气生成，故C正确； D、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH﹣向负极移动，故D错误． 故选D． 【点评】本题考查电化学的热点﹣锂离子电池，根据总反应式判断出正负极和阴阳极的反应，从化合价变化的角度分析． 19．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．锌﹣锰干电池以KOH溶液为电解液，电池总反应式为：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）下列说法错误的是（ ） A．电池工作时，锌失去电子 B．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g C．电池正极的电极反应式为： 2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣= Mn2O3（s）+2OH﹣ D．电池工作时，电子由正极通过导线流向负极 【分析】根据电极反应式Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s），可知电池工作时，负极材料是Zn，发生氧化反应生成Zn（OH）2，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2， 正极材料为MnO2，发生还原反应，电极反应式为2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣，电池工作时电子从负极经外电路流向正极，根据化合价的变化可知电子转移的数目， 【解答】解：A、根据电极反应式Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s），可知电池工作时，负极材料是Zn，发生氧化反应失去电子，故A正确； B、反应中，Zn发生氧化反应生成Zn（OH）2，Zn的化合价由0价变为+2价，每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少0.1mol×65g/mol=6.5g，故B正确； C、正极材料为MnO2，发生还原反应，生成Mn2O3，电极反应式为2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣，故C正确； D、电池工作时电子从负极经外电路流向正极，故D错误． 故选D． 【点评】本题考查原电池的组成和工作原理，题目难度不大，本题注意电极的组成和电极反应式以及总反应式的书写． 20．汽车的启动电源常用铅蓄电池．其结构如图所示，放电时的电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O根据此反应判断下列叙述中正确的是（ ） A．PbO2是电池的负极 B．Pb是负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性减弱 【分析】根据放电时的电池反应PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O可知，Pb在反应中失去电子，为电池的负极，PbO2在放电过程中得到电子被还原，所以它是原电池的正极；原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱，据此进行解答． 【解答】解：A．原电池中负极失去电子发生氧化反应，根据电池放电时的反应：PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O可知，负极Pb失去电子，即Pb为负极，PbO2为正极，故A错误； B．根据电池反应可知，Pb在反应中失去电子生成PbSO4，所以Pb为电池的负极，故B正确； C．PbO2在放电过程中化合价降低，得到电子被还原，所以PbO2为原电池的正极、反应中被还原，故C错误； D．由于原电池放电的过程中消耗硫酸，电解质溶液中氢离子浓度逐渐减小，所以溶液的酸性减弱，故D正确； 故选BD． 【点评】本题考查了常见的化学电源及工作原理，题目难度中等，注意掌握常见化学电源的类型及工作原理，能够根据原电池总反应判断两极，并能够正确书写电极反应式． |
|
|
