江蘇省宿遷市宿豫中學(xué)高考化學(xué)二輪專題題組訓(xùn)練 第9講 考點(diǎn)1 原電池的工作原理及新型化學(xué)電源的分析（含解析） (2).doc

考點(diǎn)一 原電池的工作原理及新型化學(xué)電源的分析題組訓(xùn)練考能題組一原電池工作原理的分析與判斷1(2014福建理綜，11)某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2agcl2=2agcl。 下列說法正確的是 ()。a正極反應(yīng)為agcle=agcl b放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 c若用nacl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變 d當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 解析a項(xiàng)，pt為正極發(fā)生還原反應(yīng)：cl22e=2cl，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，放電時(shí)，左側(cè)的電極反應(yīng)式agcle=agcl，有大量白色沉淀生成，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，由于h、na均不參與電極反應(yīng)，則用nacl代替鹽酸，電池總反應(yīng)不變，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol ag與cl結(jié)合為agcl沉淀，右側(cè)產(chǎn)生0.01 mol cl，為保持溶液的電中性，左側(cè)約有0.01 mol h通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)，故左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子，正確。答案d2如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)易的原電池裝置，回答下列問題。(1)若a為鎂、b為cucl2，則正極材料為_，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為_。(2)若a為鎂、b為naoh，則mg極上發(fā)生_反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為_。(3)若a為銅、b為濃硝酸，則電流的方向?yàn)開，正極上的電極反應(yīng)式為_。(4)上述事實(shí)表明，確定原電池中電極的類型時(shí)，不僅要考慮電極材料本身的性質(zhì)，還要考慮_。解析(1)鎂、鋁均能與cucl2溶液反應(yīng)，但鎂比鋁活潑，故鎂失去電子作負(fù)極。(2)鋁能與naoh溶液反應(yīng)而鎂不能，鋁作負(fù)極失去電子變成alo，電極反應(yīng)式為al3e4oh=alo2h2o。(3)常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，故銅失去電子作負(fù)極，正極上是no得到電子生成no2。答案(1)almg2e=mg2(2)還原al3e4oh=alo2h2o(3)鋁銅2hnoe=h2ono2(4)電解質(zhì)的性質(zhì)思維建模原電池正、負(fù)極判斷的“五個(gè)角度”題組二鹽橋的作用與化學(xué)平衡移動(dòng)3下圖、分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“aso2i2hasoi2h2o”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中c1、c2均為碳棒。甲組向圖燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖b燒杯中逐滴加入適量40%naoh溶液。圖圖下列敘述中正確的是()。a甲組操作時(shí)，電流計(jì)(g)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)b甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺c乙組操作時(shí)，c2作正極d乙組操作時(shí)，c1上發(fā)生的電極反應(yīng)為i22e=2i解析裝置中的反應(yīng)，aso2i2hasoi2h2o，當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí)，平衡向右移動(dòng)，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會(huì)沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作，電流計(jì)(g)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于i2濃度增大，所以溶液顏色變深。向裝置 b燒杯中加入naoh溶液，發(fā)生反應(yīng)aso2e2h2o=aso2h，電子由c2棒沿導(dǎo)線到c1棒，發(fā)生反應(yīng)i22e= 2i，所以c2為負(fù)極，c1為正極。答案d42013廣東理綜，33(2)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：znso4(aq)，feso4(aq)，cuso4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。(1)完成原電池甲的裝置示意圖(見上圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。(2)以銅片為電極之一，cuso4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極_。(3)甲乙兩種原電池可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是_，其原因是_。解析(1)根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得：若用zn、cu、cuso4(aq)、znso4(aq)組成原電池，zn作負(fù)極，cu作正極，zn插入到znso4(aq)中，cu插入到cuso4(aq)中。若用fe、cu、feso4(aq)、cuso4(aq)組成原電池，fe作負(fù)極，cu作正極，fe插入到feso4(aq)中，cu插入到cuso4(aq)中。注意，畫圖時(shí)要注意電極名稱，電極材料，電解質(zhì)溶液名稱(或化學(xué)式)，并形成閉合回路。(2)由于金屬活動(dòng)性znfecu，鋅片或鐵片作負(fù)極，由于zn或fe直接與cuso4溶液接觸，工作一段時(shí)間后，負(fù)極逐漸溶解，表面有紅色固體析出。(3)帶有鹽橋的甲原電池中負(fù)極沒有和cuso4溶液直接接觸，二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng)，化學(xué)能不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負(fù)極與cuso4溶液直接接觸，兩者會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。答案(1)(或其他合理答案)(2)電極逐漸溶解，表面有紅色固體析出(3)甲在甲裝置中，負(fù)極不和cu2接觸，避免了cu2直接與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能總結(jié)歸納1鹽橋的作用(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路，代替兩溶液直接接觸。(2)平衡電荷。如在zn/znso4cu/cuso4原電池中zn失去電子，zn2進(jìn)入znso4溶液，znso4溶液中因zn2增多而帶正電荷。同時(shí)，cuso4溶液則由于cu2變成cu，使得so相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。通過鹽橋中陰陽離子定向移動(dòng)而使兩極電解質(zhì)溶液中正負(fù)電荷守恒而保持電中性。2電子流向與平衡移動(dòng)的關(guān)系(1)條件改變，平衡移動(dòng)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移；(2)移動(dòng)方向改變，電子轉(zhuǎn)移方向改變。題組三不同“介質(zhì)”燃料電池電極反應(yīng)式的書寫5據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物nabh4(b元素的化合價(jià)為3價(jià))和h2o2作原料的燃料電池可用作空軍通信衛(wèi)星電源，負(fù)極材料采用pt/c，正極材料采用mno2，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()。a電池放電時(shí)na從b極區(qū)移向a極區(qū)b電極b采用mno2，mno2既作電極材料又有催化作用c每消耗1 mol h2o2，轉(zhuǎn)移的電子為1 mold該電池的正極反應(yīng)為bh8oh8e=bo6h2o解析由裝置圖可知，h2o2得電子化合價(jià)降低，所以b為正極，a為負(fù)極。原電池中陽離子向正極移動(dòng)。負(fù)極反應(yīng)為bh8oh8e=bo6h2o。每消耗1 mol h2o2，轉(zhuǎn)移的電子為2 mol。答案b6以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)判斷電極名稱：電極()為_，理由是_；電極()為_，理由是_。(2)微生物燃料電池需要選擇合適的溫度，理由是_。(3)寫出該微生物燃料電池的電極反應(yīng)式：電極()反應(yīng)式為_；電極()反應(yīng)式為_。(4)“質(zhì)子交換膜”允許溶液中h向_(電極名稱)遷移，理由是_。(5)若該電池生成2.24 l co2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_。(6)燃料電池中，助燃劑(氧化劑)不一定是氧氣。例如，以鉑為電極，氫氣氯氣在koh溶液中構(gòu)成燃料電池，該燃料電池中負(fù)極反應(yīng)式為_。燃料電池的總反應(yīng)方程式為_。解析(1)根據(jù)圖示知，電極()區(qū)域：通入氧氣，排出水。o2h2o：氧元素由0價(jià)降至2價(jià)，氧元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)。在原電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故電極()為正極；電極()區(qū)域：在微生物作用下，葡萄糖轉(zhuǎn)化成二氧化碳。c6h12o6co2，葡萄糖中碳元素的平均化合價(jià)為0，二氧化碳中碳元素的化合價(jià)為4價(jià)，碳元素的化合價(jià)升高，發(fā)生了氧化反應(yīng)。在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極()為負(fù)極。(2)微生物燃料電池工作效率由微生物的活性決定，在高溫下微生物(主要由蛋白質(zhì)組成)會(huì)發(fā)生變性，失去活性；溫度太低也影響微生物的活性，導(dǎo)致電池工作效率低。(3)正極區(qū)，氧氣得電子變成氧離子，氧離子與h結(jié)合生成水；負(fù)極區(qū)，葡萄糖失去電子，生成二氧化碳和h，正極、負(fù)極得失電子總數(shù)相等。(4)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向正極，所以負(fù)極區(qū)帶正電荷，正極區(qū)帶負(fù)電荷，h向正極區(qū)遷移，即向電極()區(qū)遷移。(5)該電池總反應(yīng)式為c6h12o66o26co26h2o，生成1 mol co2，轉(zhuǎn)移4 mol電子，n(co2)0.1 mol 時(shí)，則n(e)0.4 mol。(6)氫氣在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，koh參與反應(yīng)，電池的總反應(yīng)式為h2cl22koh=2kcl2h2o。答案(1)正極氧氣發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極葡萄糖發(fā)生氧化反應(yīng)(2)微生物燃料電池的放電效率是由微生物的活性決定的，而微生物一般在3050 活性最高