03第27講原電池化學(xué)電源【答案】作業(yè)手冊

第27講原電池化學(xué)電源1.C[解析]鐵活潑性比銅強(qiáng),鐵與醋酸反應(yīng)失電子,則鐵釘為負(fù)極,A正確;銅絲為正極,電極反應(yīng)式為2CH3COOH+2e-2CH3COO-+H2↑,現(xiàn)象是表面有氣泡產(chǎn)生,B正確;電子不能在溶液中遷移,C錯(cuò)誤;若將食醋換成乙醇,乙醇與鐵、銅都不反應(yīng),無法觀察到靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),D正確。2.D[解析]圖甲為原電池裝置,銅為正極,氫離子得電子生成氫氣,電極反應(yīng)式是2H++2e-H2↑,A正確;圖乙裝置中銅電極上無氣泡產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體,說明銅電極為負(fù)極,鉻電極為正極,負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+,正極上應(yīng)是硝酸被還原生成二氧化氮?dú)怏w,電極反應(yīng)式為NO3-+2H++e-NO2↑+H2O,B、C正確;圖甲中,電子由Cr電極經(jīng)導(dǎo)線流向Cu電極,圖乙中電子由Cu電極經(jīng)導(dǎo)線流向Cr電極,D錯(cuò)誤。3.B[解析]原電池中,負(fù)極金屬的活動性一般強(qiáng)于正極金屬,Zn比Fe活潑,形成原電池時(shí)Zn作負(fù)極,A、C均錯(cuò)誤;使用鹽橋,形成雙液原電池時(shí),為得到穩(wěn)定電流,正極、負(fù)極半電池中電解質(zhì)溶液一般是電極金屬材料形成的鹽溶液,D錯(cuò)誤,B正確。4.C[解析]根據(jù)題目信息和裝置可知,該裝置為原電池,閉合K一段時(shí)間后,觀察到Y(jié)電極表面有銀白色物質(zhì)析出,則Y電極是正極,生成銀單質(zhì),X電極是負(fù)極,A錯(cuò)誤;原電池電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動,鹽橋中的硝酸根離子向左側(cè)燒杯移動,鉀離子向右側(cè)燒杯中移動,右側(cè)燒杯中NO3-濃度基本不變,B錯(cuò)誤;閉合K后右側(cè)燒杯中銀離子得電子生成銀單質(zhì),銀離子濃度下降,溶液pH會升高,C正確;X電極發(fā)生2I--2e-I2,左側(cè)燒杯會顯藍(lán)色,若將X電極換成Ag,X電極是負(fù)極,Ag-e-+I-AgI↓,左側(cè)燒杯中會產(chǎn)生黃色沉淀,溶液不變藍(lán),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象改變,D錯(cuò)誤。5.B[解析]負(fù)極材料為Li,鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;正極發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)圖示,正極反應(yīng)式為2SOCl2+4e-4Cl-+S↓+SO2↑,故B錯(cuò)誤;LiAlCl4為電解質(zhì),有助于電池內(nèi)部的導(dǎo)電,故C正確;電池工作時(shí),陰離子向負(fù)極移動,Cl-向Li電極移動,故D正確。6.C[解析]電池使用過程中在Zn表面形成一層ZnO薄膜,Zn是負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-+H2OZnO+2H+,Mo為正極,A錯(cuò)誤,C正確;電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,電子不會進(jìn)入電解質(zhì),B錯(cuò)誤;1.3gZn為0.02mol,則理論上轉(zhuǎn)移的電子為0.04mol,D錯(cuò)誤。7.B[解析]由原電池中電子移動方向可知,CuAg電極為負(fù)極,CuRu電極為正極。由分析可知,CuAg電極為負(fù)極,HCHO失去電子生成HCOO-和H2,根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平電極反應(yīng)式為2HCHO+4OH--2e-2HCOO-+H2↑+2H2O,A錯(cuò)誤;由分析可知,CuRu電極為正極,NO3-得到電子生成NH3,根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平電極反應(yīng)式為NO3-+6H2O+8e-NH3↑+9OH-,B正確;質(zhì)子交換膜只允許H+通過,C錯(cuò)誤;由正、負(fù)極反應(yīng)式可知,總反應(yīng)為8HCHO+NO3-+7OH-NH3↑+8HCOO-+4H2↑+2H2O,處理廢水過程中消耗OH-,溶液pH減小,需補(bǔ)加KOH8.A[解析]電池工作時(shí),通入氧氣的一極為正極,氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,正極附近c(diǎn)(OH-)增大,溶液堿性增強(qiáng),A正確;通入乙烷的電極為負(fù)極,堿性條件下,乙烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為C2H6+18OH--14e-2CO32-+12H2O,B錯(cuò)誤;未指明氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無法計(jì)算5.6LO2完全反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,C錯(cuò)誤;乙烷燃料電池工作時(shí),不需要點(diǎn)燃乙烷,9.D[解析]電極P為燃料電池的負(fù)極,一氧化碳和氫氣分別在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水,A錯(cuò)誤;電極R為正極,在CO2存在下,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸根離子,電極反應(yīng)式為2CO2+O2+4e-2CO32-,B錯(cuò)誤;電極P為燃料電池的負(fù)極,電極R為正極,則K+、Na+往正極(電極R)移動,C錯(cuò)誤;電極P為燃料電池的負(fù)極,電極R為正極,電池工作時(shí),外電路電流的流動方向?yàn)檎龢O(電極R)→用電器→負(fù)極(電極P),10.D[解析]由電子移動方向可知,石墨1為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;石墨2為正極,發(fā)生還原反應(yīng),過氧化氫得到電子生成水:H2O2+2H++2e-2H2O,B正確;因K2SO4溶液的質(zhì)量減輕,其中陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極,離子交換膜1、2分別為陰、陽離子交換膜,C正確;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.3mole-時(shí),有0.15molSO42-移向負(fù)極,有0.3molK+移向正極,K2SO4溶液的質(zhì)量減輕26.1g,11.C[解析]由原理和圖知,放電時(shí)電極A為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Li-e-Li+,電極B為正極,電極反應(yīng)式為3CO2+4e-+4Li+2Li2CO3+C。放電時(shí),電極A為負(fù)極,充電時(shí),電極A接電源的負(fù)極,A正確;鋰離子在負(fù)極生成,在正極參與反應(yīng),故聚合物電解質(zhì)膜只允許鋰離子通過,B正確;放電時(shí),若電路中轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,右室質(zhì)量增加為12+2×744g=40g,C錯(cuò)誤;由3CO2+4e-+4Li+2Li2CO3+C可知,若0.3molCO2氣體參加反應(yīng),則電路中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA,D正確。12.C[解析]由圖知,金屬鈉為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Na-e-Na+,NaV2(PO4)2O2F和Na3V2(PO4)2O2F摻雜石墨極為正極,電極反應(yīng)式為NaV2(PO4)2O2F+2e-+2Na+Na3V2(PO4)2O2F。Na+通過膜由負(fù)極進(jìn)入正極,膜是陽離子交換膜,A錯(cuò)誤;充電時(shí),Na+向金屬鈉電極(陰極)移動,B錯(cuò)誤;放電時(shí)正極的電極反應(yīng):NaV2(PO4)2O2F+2e-+2Na+Na3V2(PO4)2O2F,C正確;乙醇能與鈉反應(yīng),故有機(jī)溶劑不能選擇乙醇,D錯(cuò)誤。13.C[解析]由電子移動方向可知,a電極為原電池的負(fù)極,鋰失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子,電極反應(yīng)式為Li-e-Li+,b電極為正極,鋰離子作用下氮?dú)庠诖呋瘎┍砻娴玫诫娮影l(fā)生還原反應(yīng)生成氮化鋰,電極反應(yīng)式為N2+6e-+6Li+2Li3N。由分析可知,b電極為正極,鋰離子作用下氮?dú)庠诖呋瘎┍砻娴玫诫娮影l(fā)生還原反應(yīng)生成氮化鋰,故A錯(cuò)誤;由分析可知,a電極為原電池的負(fù)極,b電極為正極,則放電時(shí),電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極,故B錯(cuò)誤;由分析可知,b電極為正極,鋰離子作用下氮?dú)庠诖呋瘎┍砻娴玫诫娮影l(fā)生還原反應(yīng)生成氮化鋰,電極反應(yīng)式為N2+6e-+6Li+2Li3N,由電極反應(yīng)式可知,生成氮化鋰和消耗氮?dú)獾馁|(zhì)量比為70∶28=5∶2,故C正確;鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)為2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4,反應(yīng)消耗2molH2O時(shí),轉(zhuǎn)移2mol電子,則由得失電子數(shù)目守恒可知,充電消耗0.7g鋰時(shí),鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為0.7g7g·mol-1×1×18g·mol14.D[解析]放電時(shí)Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,釩基氧化物為正極;充電時(shí)Zn為陰極,釩基氧化物為陽極。放電時(shí),釩基氧化物(V6O13)為正極,Zn極為負(fù)極,負(fù)極Zn失去電子生成Zn2+進(jìn)入溶液,放電過程中,Zn2+通過陽離子交換膜向V6O13極一側(cè)移動,A項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí),正極電勢高于負(fù)極電勢,故放電時(shí),V6O13極電勢高于Zn極電勢,B項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí),V6O13極作陽極,與外接直流電源正極相連,C項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí),陽極ZnxV6O13失電子生成V6O13和Zn2+,發(fā)生的電極反應(yīng)可能為ZnxV6O13-2xe-V6O13+xZn2+,D項(xiàng)正確。15.B[解析]鋰為活潑金屬,會和溶液中水反應(yīng),故不能為含Li+的鹽溶液,A錯(cuò)誤;放電時(shí),電極b為正極,電極反應(yīng)式為Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2,當(dāng)電路通過0.3mol電子時(shí),b極薄膜質(zhì)量增加0.3mol×7g·mol-1=2.1g,B正確;充電時(shí),電極b為陽極,電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+,C錯(cuò)誤;LiPON薄膜在充放電過程中作為隔膜傳輸Li+,并未參與電極反應(yīng),故其質(zhì)量不發(fā)生變化,D錯(cuò)誤。16.D[解析]由題干信息可知,充電時(shí)該裝置可吸收CO2合成甲酸,即N極將CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,發(fā)生還原反應(yīng),則N極為陰極,電極反應(yīng)為CO2+2H++2e-HCOOH,此時(shí)M極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,電源a電極連接直流電源的正極,b連接直流電源的負(fù)極。充電時(shí),陽離子移向陰極區(qū),即P膜為陽離子交換膜,L膜為陰離子交換膜,A正確;