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1、第六章 化学反应与能量 第22讲 化学电源、电极反应式的书写1(2016全国高考卷)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析:MgAgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCle=AgCl,B项错误。答案:B2.(2017北京朝阳统考)纸电池是一种有广泛应用的“软电池”,图中这种碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体,纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池说法不合理的是()AZn为负极,发生
2、氧化反应B电池工作时,电子由MnO2流向ZnC正极反应:MnO2eH2O=MnO(OH)OHD电池总反应:Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH)解析:锌为负极,失电子发生氧化反应,A正确;电池工作时,电子由Zn(负极)流向MnO2(正极),B错误;正极上MnO2得到电子,发生的反应为MnO2eH2O=MnO(OH)OH,C正确;电池总反应:Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH),D正确。答案:B3研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。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放
3、电时金属锂做负极B放电时OH向正极移动C水既是氧化剂又是溶剂D总反应为2Li2H2O=2LiOHH2解析:原电池中活泼金属做负极,锂比铁活泼,故锂做负极,A正确;原电池中,放电时阴离子向负极移动,B错误;金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气,该反应中,水是氧化剂,水在电池中还是溶剂,C正确;锂水电池中,金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气,总反应为2Li2H2O=2LiOHH2,故D正确。答案:B4某航空站安装了一台燃料电池,该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气,电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O,正极反应为O22CO24e=2CO,则下列推断正确的是()A负极反应为
4、H22OH2e=2H2OB该电池可在常温或高温时进行工作,对环境具有较强的适应性C该电池供应2 mol水蒸气的同时转移2 mol电子D放电时负极有CO2生成解析:由总反应式减去正极反应式可得到负极反应式:2H22CO4e=2H2O2CO2,则可判断负极有CO2生成,A项错误,D项正确;该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾,在常温下碳酸钾为固体,电池无法工作,B项错误;由电池总反应式可知,该电池供应2 mol水蒸气时,转移的电子为4 mol,C项错误。答案:D5一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A电池总反应为CH4H2O=3H2CO,每消耗1 mol CH4转移12
5、 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时,CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析:1 mol CH4CO,C元素的化合价由4价2价,升高6价,故1 mol CH4参加反应时共转移6 mol电子,故A错误;熔融碳酸盐环境中没有OH,A电极上H2参与的电极反应式为H2CO2e=CO2H2O,故B错误;根据原电池工作原理可知,电极A是负极,电极B是正极,阴离子向负极移动,故C错误;根据电池原理可知,O2、CO2共同参加反应,正极的电极反应式为O22CO24e=2CO,故D正确。答案:D6.由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料
6、电池如图所示,在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的是()A石墨极为正极,石墨极为负极BY的化学式可能为NOC石墨极的电极反应式为NO2NOe=N2O5D石墨极上发生氧化反应解析:A项,氧气在反应中被还原,所以石墨是正极,石墨是负极,错误;B项,Y是NO2被氧化后的产物,应为N2O5,错误;D项,石墨极上发生的是还原反应,错误。答案:C7某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为2H2O2=2H2O。下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极BH由a极通过固体酸电解质传递到b极Cb极上的电极反应式为O22H2O4e
7、=4OHD每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2解析:H2失电子发生氧化反应,则a为负极,电子通过外电路由a极流向b极,故A错误;原电池中,阳离子向正极移动,所以H由a极通过固体酸电解质传递到b极,故B正确;该电池为酸性燃料电池,则正极反应式为O24e4H=2H2O,故C错误;因没有说明是否为标准状况,则消耗H2的体积不一定为1.12 L,故D错误。答案:B8(2016四川高考卷)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时,Li在电解质中由负极向正极迁移B放电时,负极的电极
8、反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时,若转移1 mol e,石墨(C6)电极将增重7x gD充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析:由放电时电池总反应可知,放电时负极反应式为LixC6xe=C6xLi,正极反应式为Li1xCoO2xexLi=LiCoO2,在原电池内部阳离子由负极向正极迁移,A、B项均正确;充电时阴极反应式为C6xLixe=LixC6,阳极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi,转移x mol e,石墨电极增重7x g,若转移1 mol e,石墨电极将增重7 g,C项不正确,D项正确。答案:C9(2017河南信阳五县联考)新型Li
9、FePO4可充电锂离子动力电池放电时正极反应为FePO4Lie=LiFePO4,负极反应为Lie=Li。下列说法中正确的是()A充电时动力电池上标注“”的电极应与外接电源的正极相连B放电时电池反应为FePO4Lie=LiFePO4C放电时电池内部Li向负极移动D放电时,在正极上Li得电子被还原解析:充电时动力电池上标注“”的电极上发生氧化反应,应与外接电源的正极相连,A正确;放电时电池总反应是FePO4Li=LiFePO4,B错误;放电时原电池内部Li向正极移动,C错误;放电时,在正极上Fe3得电子被还原为Fe2,故D错误。答案:A10.一种全天候太阳能电化学电池的工作原理如图所示。下列说法错
10、误的是()A该电池与硅太阳能电池供电原理相同B光照时,b极周围pH减小C光照时,H由b极室透过质子膜进入a极室D夜间无光照时,a为电池的负极解析:该电池供电时发生化学变化,而硅太阳能电池是将光能转化为电能,不发生化学变化,所以供电原理不同,A错误;从原理图可知光照时,b电极发生反应VO2H2Oe=VO2H,周围pH减小,B正确;产生的H由b极室透过质子膜进入a极室,C正确;夜间无光照时,相当于蓄电池放电,a极的电极反应式为V2e=V3,发生氧化反应,故a为电池的负极,D正确。答案:A11科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用
11、铂或碳化钨做电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。试回答下列问题:(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_。(2)此电池的正极发生的电极反应是_;负极发生的电极反应是_。(3)电解液中的H向_极移动;向外电路释放电子的电极是_极。(4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池的能量转化率高,其次是_。答案:(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正负(4)对空气的污染较小12.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置,回答下列问题。(
12、1)若a为镁、b为CuCl2,则正极材料为_,负极上的电极反应式为_。(2)若a为镁、b为NaOH,则Mg极上发生_反应(填“氧化”或“还原”),负极上的电极反应式为_。(3)若a为铜、b为浓硝酸,则电流的方向为_,正极上的电极反应式为_。(4)上述事实表明,确定原电池中电极的类型时,不仅要考虑电极材料本身的性质,还要考虑_。解析:(1)镁、铝均能与CuCl2溶液反应,但镁比铝活泼,故镁失去电子做负极。(2)铝能与NaOH溶液反应而镁不能,铝做负极失去电子变成AlO,电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。(3)常温下铝在浓硝酸中发生钝化,故铜失去电子做负极,正极上是NO得到电子生成NO2
13、。答案:(1)AlMg2e=Mg2(2)还原Al3e4OH=AlO2H2O(3)铝铜2HNOe=H2ONO2(4)电解质的性质13.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_,在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_,反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82
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