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1、课后达标训练 一、选择题 I ? （2018-洛阳期末）下列有关电池的说法不正确的是（） A.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极 C?氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化 D.原电池中一定发生了氧化还原反应 解析：选A。太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅，A项错误；铜锌原电池工作时, 电子沿外电路由负极（锌）流向正极（铜），B项正确；氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失 去 电子被氧化，C项正确；由原电池的工作原理可知原电池中一定发生了氧化还原反应，D项 正确。 2. （2016-高考上海卷）图1是铜锌原电池示意图。图2屮，x轴表示实验时
2、流入正极的 电子的物质的量，y轴表示（） A.铜棒的质量 C.c（Hj 解析：选C。该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A.在正极Cu上溶液中的H、 获 得电子变为氢气 ,Cu棒的质量不变，错误：B.由于Zn是负极，不断发生反应Zn-2e_=Zn 2 + , 所 以溶液中c（Zn 2+）逐渐增大，错误； C.由于反应不断消耗H+,所以溶液中c（H +） 逐渐减小， 正确；D.SOf不参加反应，其浓度不变，错误。 装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 解析：选B。装置甲为锌片与稀硫酸反应装置，可观察到锌片上有气
3、泡；装置乙为铜锌 原电池，锌片、铜片和硫酸形成的原电池中，铜片为原电池正极，该极上氢离子得电子生成 B. c(Zn 2+) D? c(SOf) 3. 如图所示进行实验，下列说法不正确的是（） A. B. 甲、乙装置屮的能量变化均为化学能转化为电能 C. D. 装置乙中负极的电极反应式：Zn-2e =Zn 2+ 氢气，电极反应为2H +2e_=H 2f ,故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生，锌片为原电池负 极，锌失电子，负极上的电极反应式为Zn 2e _： Zn 2+,电子由负极经导线流向 正极，整个电路 形成回路，产生电流，化学能转变为电能，锌、铜之间用字线连接电流计，可观察到电流计指 针发
4、生偏转。故A、C、D正确。甲装置不是原电池，没有产生电流，能量变化不是化学能转 化为电能，而乙装置是原电池，原电池中的能量变化为化学能转化为电能，故B不正确。 4. - （2018? 广州棋拟）某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列 - - 1 xn riY 叙述正确的是（） A.若X为Fc, Y为Cu,铁为正极 B.若X为Fe, Y为Cu,电子由铜片流向铁片 C.若X为Fe, Y为C,碳棒上有红色固体析出 D.若X为Cu, Y为Zn,锌片发生还原反应 解析：选C。Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu,故A、B错误；若X为Fe, Y 为C,电解质为硫酸铜，则正极C上析岀Cu,故C
5、正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极 , 发生氧化反 应，故D错误。 5.利用反应6NO2 + 8NH3=7N2+ 12H2O构成电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清 除氮氧化物的排放，减轻坏境污染，又能充分利用化学能。下列说法 正确的是（） A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 B.为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C.A 极反应式为2NH3-6e =N2+6H + D.当有4.48 L NO2被处理时，转移电子数为0.8NA 解析：选B。题中反应NO?中N元素化合价由+4价变为0价，NH3中N元素化合价由一3价 变为0价，所以通入NO?的电极是正极，通入NH3的电极是负极
6、。放电时，电流从正极沿导 线流向负极，所以电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故A错误；原电 池工作时，负极消耗OH_,正极生成OH_,阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜 需 选 用 阴 离 子 交 换 膜 ， 故B正 确 ； 电 解 质 溶 液 呈 碱 性 ， 则 负 极 电 极 反 应 式 为2NH3- 6e+6OH_=N2+6H2O,故C错误；气体摩尔体积受温度和压强影响，温度和压强未知导致气体摩 尔体积未知，所以无法计算反应转移的电子数，故D错误。 6.如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是（ A.电极I上发生还原反应，作原电池的负极 B.电极II上的电极反应式
7、为Cu2+2e _=Cu C.该原电池的总反应为2Fe 3+Cu=Cu2+ + 2Fe2+ D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子 电极B 电极 A 离子交换膜 解析：选C。该原电池的总反应为2Fe 3+Cu=Cu2+2Fe2+ o电极I上发生还原反应，作原 电池的正极，电极反应式为2Fe 3+2e=2Fe2+,电极 II为原电池负极，发生氧化反应，电极反应 式为Cu-2e“=Cu 2+o 盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。 7.(2018-孝义模拟 ) 某充电宝锂离子电池的总反应为/?Li + Li|- ,Mn2O4囂LiMn2O4,某手机 鎳氢电池总反应为NiO(OH)
8、+ MH允: M + Ni(OH)2(M为储氢金属或 合金) ，有关上述两种电池的说法不正确的是() A.锂离子电池放电时Li+向正极迁移 B.锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiMn2O4-=Li!-wMn2O4+nLi C.如图表示用锂离子电池给鎳氢电池充电 D.鎳氢电池放电时，正极的电极反应式：NiO(OH)+H2 ( 3+e =Ni(OH )2+OH，解析：选 B。A项，锂离子电池放电时阳离子移向正极，所以Li*向正极移动，正确；B项，锂离子电池 充电时，阴极的电极反应式：Li +e“=Li, 错误；C项，根据所给电池反应可知题图所示为锂离 子电池放电给傑氢电池充电，正确；D项，放
9、电时，正极发生还原反应，电极反应式为 NiO(OH)+L + H2O=Ni(OH) 2 + OH,正确。 8.一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，下列说法 正确的是 () co. 反 硝 化 高浓 高浓度 冇机废水离子交换膜硝酸根废水 A.该电池能在高温下工作 B.该电池工作时，屮间室屮的C移向右室 C.正极上发生的电极反应：2NO； + 6H2O+10e _=N 2 t +12OH - D.若有机废水中有机物用C6H12O6表示，每消耗1 mol C6Hl2O6转移4 mol电子 解析：选C。活性菌不能在高温下工作，故A错误；右室硝酸根生成氮气发生还原反应，
10、右室为正极，C移向左室，故B错误； 右室为正极，正极上发生的电极反应：2NO7+ 6H2O+l0e_=N2 t +12OH,故C正确；若有机废水中有机物用C6H|2O6表示，每消耗1 mol CGHMOG转移24 mol 电子，故D错误。 9.(2018-兰州模拟 ) 关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：微生物促进了电子的 转移；微生物所在电极区放电时发生还原反应；放电过程中，H一从正极区移向负极 N2 fl 低浓度 硝酸根废水 Ni(OH) 2 低浓度 厌 区；正极反应式为MnO2+4H F + 2e“=Mn2+2H 2Oo正确的是（） A. C. 解析：选C。在微生物作用下C/n（H2
11、O）w转化为CO2促进电子的转移，正确；微生 物在右侧，右侧电极为电池的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误； 放 电过程中，H+从负极区移向正极区，错误；电池左侧为电池的正极区，Mn02在H+条 件下发 生得电子反应，所以正极反应式为MnO2+4H + + 2e_=Mn2+2H 2O,正确。 二、非选择题 10.如图所示是原电池的装置图。请回答： （1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且 作 负极，则A电极上发生的电极反应为_ ；反应进行一段时 间后溶液C的pH将_ （填“升高”“降低”或“基本不变”）。 若需将反应：Cu + 2Fe 3-=Cu2+
12、2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则 A极（负 极）材料为 _ , B极（正极）材料为_ , 溶液C为 _ 若C为CuCl2溶液,A、B分别为Zn和Cuc Zn是 _ 极，Cu极发生 _ 反应，电极反应式为 _ 。反应过程溶液中c（Cu2+） _ （填“变大”“变小” （4）C0与出反应还可制备CH3OH, CH3OH nJ作为燃料使用，用CH3OH和O?组合形 成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 催化剂催化剂 （【11极 C ） /（电极d） J a 1 1 质子交换膜 电池总反应为2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O，则c电极是 _ （填“正极”或“负 极”），c电极的反
13、应式为_ o 若线路屮转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池消耗的O?在标准状况下的体积为 _ Lo 解析：铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换比的反应，所以正极反应是H +得电 子生成 出，电极反应式为2H + + 2e_=H 2 t :溶液中H*放电，导致溶液中H*浓度减 B. D. 质子 小，pH升高。Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质 发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu, B 极材料是比 Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有Fe 3+,如 FeCl3溶液。(3)Zn
14、比较活泼， 在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu*在正极得到电子变成Cu,电极反应式 为Cu2+ + 2e _=Cu, C+发生了反应，则 c(Cu2+)变小。根据图中的电子流向知c是负极，是甲 醇发生氧化反应：CH3OH-6e + H2O=CO2+6H +,线路中 转移2 mol电子时，消耗氧气0.5 mol,标准状况下体积为11.2 L。 答案：(l)2H h + 2e“=H 2f 升高 (2) Cu石墨( 合理即可 )FeCh溶液(合理即可 ) (3)负 还原Cu 2+ + 2e“=Cu 变小 (4)负极CH3OH - 6e + H2O=CO2+6H + 11.2 11.
15、以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示。 (1)判断电极名称：电极( I)为_ , 理由是 _ _ , 电极(II)为 _ , 理 由是 _ O 用电器 02 )1 1 1 1 1 1 主 I)/( H S# 质子交换膜 (2) _ 微生物燃料电池需要选择合 适的温度，理由是 _ 去电子，电子经外电路流 向正极，所以负极区带正电荷，正极区带负电荷，H+向正极区迂移，即向电极 (I ) 区迁移。 (5)该电池总反应式为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,生成1 mol ? 24 L 当生成?(CO2) =2? 4 L ? mol-1 =0mol 时, 氢气在负极发生氧化反应，KOH参
16、与反应，电池的总反应方程式为H2+C12+2KOH=2KC1 + 2HoOo 答案：( 1)正极氧气发生还原反应负极葡萄糖发生氧化反应 (2)微生物燃料电池的放电效率是由微生物的活性决定的，而微生物一般在30?50 C活 性最高，温度过高或过低均影响其活性，从而导致电池工作效率低 (3) 6O2+24H b+24e“= 12H 2O C6Hi2O6-24e+6H2O=6CO2 t +24H + (4) ( I )葡萄糖在电极(II)失去电子，电子经外电路流向电极(I),使电极 (I ) 区带负电荷，因 此 H+向电极( I)区迁移 (5) 0.4 mol (6) H2-2e _+2OH=2H
17、2O H2 + C124- 2KOH=2KC1+2H2O (3)写出该微牛物燃料电池的电极反应式： 电极(I ) 反应式为 _ ， 电极(II)反应式为 _ 。 “质子交换膜”允许溶液中向电极_ 区填“ ( I ) ”或“ ( II) ” 迁移，理由 是 _ 。 (5) 若该电池生成2.24 L CO2(标准状况 ) ，转移电子的物质的量为_ 。 (6) 燃料电池中，助燃剂 ( 氧化剂 ) 不一定是氧气。例如，以钳为电极，氢气?氯气在KOH 溶液中构成燃料电池，该燃料电池中负极反应式为_ ， 总反应方程式为_ 解析：( 1)根据题图知，电极( I)区域：通入02,排出水。o2H20:氧元素由0
18、价降 至一2价， 氧元素的化合价降低，发生还原反应。在原电池中，正极发生还原反应，故电极 (I)为正极；电极(II)区域：在微生物作用下，葡萄糖转化成CO?。C6H12O6一CO2,葡萄 糖中碳 元素的平均化合价为0价，CO?中碳元素的化合价为+4价，碳元素的化合价升高，发生了氧化 反应，在原电池中，负极发生氧化反应，电极(II)为负极。微生物燃料电池工作效率由微生 物的活性决定，在高温下微生物( 主要由蛋白质组成 ) 会发生变性，失去活性；温度太低也影响 CO2,转移4 mol电子,则72( e“)=0.4 molo (6) 微生物的活性，导致电池工作效率低。正极区，02得电子变成0“, 0 * 2 * * 5 6 - 与H*结合生成 水；负极区，葡萄糖失去电子，生成CO?和H+。( 4)负极发生氧化反应，失