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必考部分第六章第17讲题组一原电池正、负极推断及电极反应式的书写1.(2021新课标Ⅰ卷)银质器皿日久表面会渐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘由。依据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发觉黑色会褪去。下列说法正确的是()A.处理过程中银器始终保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3D.黑色褪去的缘由是黑色Ag2S转化为白色AgCl【答案】B【解析】负极反应为2Al-6e-=2Al3+;正极反应为3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-。溶液中的Al3+与S2-进一步发生反应2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑,故总反应为3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑,C项错误;由总反应式可知Ag2S转化为Ag,银器质量减轻,A项错误;黑色褪去说明Ag2S转化为Ag,D项错误;银器为正极,Ag2S被还原为Ag,B项正确。2.(2022福建卷)某原电池装置如下图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。下列说法正确的是()A.正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之转变D.当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约削减0.02mol离子【答案】D【解析】A项正确的正极反应式为Cl2+2e-=2Cl-,错误;B项由于阳离子交换膜只允许阳离子通过,故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成,错误;C项若用NaCl溶液代替盐酸,但电池总反应不变,错误;D项当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧产生0.01molAg+与盐酸反应产生AgCl沉淀,同时约有0.01molH+通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中,故左侧溶液共约0.02mol离子削减,正确。3.某同学组装了下图所示的电化学装置Ⅰ和Ⅱ,下列叙述正确的是()A.装置Ⅰ:铁极会溶解,溶液从蓝色渐渐变成浅绿色B.装置Ⅰ:电流方向由铁极→→铜极C.装置Ⅱ:碳极上有无色气体产生D.装置Ⅱ:铁极发生还原反应【答案】A【解析】装置Ⅰ:Cu-Fe原电池,铁作负极,失电子发生反应生成浅绿色的Fe2+,铜作正极,电解质溶液中的铜离子得到电子发生还原反应,电流方向为正极→○A→负极,故A对B错;装置Ⅱ:金属铁发生吸氧腐蚀,碳极上是氧气得电子,发生还原反应,铁极失电子发生氧化反应,故C、D均错误。4.有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A物质的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能供应电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如下图所示。(1)电池正极的电极反应式是___________________________________。(2)电解质溶液的pH________(填写“增大”、“减小”或“不变”)。(3)A物质是______________________(写化学式)。【答案】(1)N2+8H++6e-=2NHeq\o\al(+,4)(2)增大(3)NH4Cl题组二原电池工作原理的综合分析与应用5.(2022新课标Ⅱ卷)2021年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()A.a为电池的正极B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC.放电时,a极锂的化合价发生变化D.放电时,溶液中的Li+从b向a迁移【答案】C【解析】依据题给装置图推断,b的电极材料中含有活泼金属Li,反应中易失电子,发生氧化反应,作原电池的负极,电极反应式为Li-e-=Li+,电极a是原电池的正极,电极反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4,电池反应为Li1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4。综上所述,a是原电池的正极,A正确;电池充电反应为原电池反应的逆反应,即LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi,B正确;放电时,a极锰的化合价发生变化,Li的化合价没有变化,C错误;放电时,溶液中的Li+从b向a迁移,D正确。6.(2021广东卷节选)(1)能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq);铜片、铁片、锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图(见下图),并作相应标注。甲要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观看到负极________。③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是______,其缘由是________________________________________________________________________。(2)依据牺牲阳极的阴极疼惜法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(1)的材料中应选__________作阳极。【答案】(1)①装置图如下②电极渐渐溶解③甲可以避开活泼金属与电解质溶液(如Zn和CuSO4)接触,从而供应稳定电流(2)Zn【解析】(1)由题给试剂,结合原电池的形成条件,可知可以组合的原电池有锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向,可知左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属),则组装的原电池可以如下:由所给的电极材料可知,当铜片作电极时,铜片确定是正极,则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应),反应的现象是电极渐渐溶解。以Zn和Cu作电极为例,假如不用盐桥则Zn与CuSO4反应,置换出的XCu附着在Zn表面,阻碍Zn与CuSO4的接触,不能供应稳定电流。(2)依据牺牲阳极的阴极疼惜法可知,被疼惜的金属作阴极,即Zn作为阳极。7.铜在工农业生产中有着广泛的用途。(1)配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4,其缘由是________________________________________________________________________(只写离子方程式)。(2)某同学利用制得的CuSO4溶液,进行以下试验探究。①图甲是依据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池,请图甲中的横线上完成标注。②图乙中,Ⅰ是甲烷燃料电池的示意图,该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜,则应在a处通入______(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式为______________=4OH-;若把Ⅱ中电极均换为惰性电极,电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL,当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时,溶液的pH为________(【答案】(1)Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+(2)①②CH4O2+4e-+2H2O13(2)②n(Cl2)=448÷22400=0.02mol
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