原电池原理的应用_章节学习

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题型：单选题

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单选题

观察右图装置，下列说法错误的是（　　）

A虚线框中接灵敏电流计，该装置可将化学能转化为电能

B虚线框中无论是否接灵敏电流计，铁都要被腐蚀

C虚线框中接直流电源，铁可能不易被腐蚀

D虚线框中接灵敏电流计或接直流电源，铁都是负极

正确答案

D

解析

解：A．虚线框中接灵敏电流计，则该装置是原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A正确；

B．虚线框中无论是否接灵敏电流计，都形成原电池，铁作负极，负极上铁失电子而被腐蚀，故B正确；

C．虚线框中接直流电源，如果铁连接原电池负极则被保护，如果接原电池正极则被腐蚀，所以铁可能不易被腐蚀，故C正确；

D．虚线框中接灵敏电流计，则形成原电池，铁作负极，如果接直流电源，则形成电解池，铁可能作阴极也可能作阳极，故D错误；

故选：D．

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题型：简答题

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简答题

某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题．当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转．请回答下列问题：

（1）甲池中通入CH3OH电极的电极反应为______．

（2）乙池中A（石墨）电极的名称为______（填“正极”、“负极”或“阴极”、“阳极”），乙池中总反应式为______．

（3）当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为______mL（标准状况），丙池中______（填“C”或“D”）极析出______g铜．

正确答案

解：（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，甲池中通入CH3OH电极的电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，

故答案为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；

（2）乙池是电解池，A为阳极，B为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气，电池反应为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，

故答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ；

（3）当乙池中B极质量增加5.4g为Ag，物质的量==0.05mol，依据电子守恒计算4Ag～O2～4e-，甲池中理论上消耗O2的体积=mol×22，4L/mol=0.28L=280ml；丙为电解池C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜，结合电子守恒计算2Ag～Cu～2e-，析出铜质量=×64g/mol=1.6g；

故答案为：280；D；1.6．

解析

解：（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，甲池中通入CH3OH电极的电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，

故答案为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；

（2）乙池是电解池，A为阳极，B为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气，电池反应为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，

故答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ；

（3）当乙池中B极质量增加5.4g为Ag，物质的量==0.05mol，依据电子守恒计算4Ag～O2～4e-，甲池中理论上消耗O2的体积=mol×22，4L/mol=0.28L=280ml；丙为电解池C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜，结合电子守恒计算2Ag～Cu～2e-，析出铜质量=×64g/mol=1.6g；

故答案为：280；D；1.6．

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题型：填空题

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填空题

（1）已知298K时，1mol CH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量890.3kJ．写出该反应的热化学方程式：______．

（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，用多孔石墨作电极，在电极上分别充入CH4和氧气．写出负极的电极反应式：______．

（3）在如图实验装置中，分别写出石墨棒上的电极反应式为______；铁棒上的电极反应式为______．

（4）如果起始时烧杯中盛有1000mL，某浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后溶液中的Cu2+恰好消耗掉，（假设没有其它离子干扰），此时收集到气体3.36L（标准状况下）则原硫酸铜溶液的浓度是______

mol/L，电路中通过的电子的物质的量是______mol；若要使溶液恢复到起始浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入______（填物质名称），其质量约为______g．

正确答案

CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）△H=-890.3kJ•mol-1

CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O

4OH--4e-═2H2O+O2↑

Cu2++2e-=Cu

0.3

0.6

氧化铜

24

解析

解：（1）在298K时，1mol CH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量890.0kJ，则该反应的热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.0kJ/mol，故答案为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）△H=-890.3 kJ•mol-1；

（2）甲烷失电子发生氧化反应，所以通入甲烷气体的电极应为负极，甲烷在负极失去电子，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，故答案为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；

（3）电解池中电子流出的电极为阳极，石墨为阳极，溶液中水在阳极失去电子生成氧气与氢离子，电极反应式为：4OH--4e-═O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+，铜离子在Fe电极上放电析出，附着在Fe电极上，阴极反应式为：Cu2++2e-=Cu，

故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；Cu2++2e-=Cu；

（4）标准状况下3.36L氧气的物质的量为=0.15mol，根据电极反应式可得关系：2Cu2+～4e-～O2↑，因此铜离子的物质的量为0.15mol×2=0.3mol，c==0.3mol/L，电路中通过的电子为4n（O2）=0.15mol×4=0.6mol；发生电极反应后析出0.15mol氧气，0.3molCu，要复原原溶液，需要加入0.3molCuO，0.3molCuO的质量为0.3mol×80g/mol=24g，

故答案为：0.3；0.6；氧化铜；24．

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题型：单选题

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单选题

下列叙述正确的是（　　）

AK与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大

BK与N连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：2H++2e-=H2↑

CK与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大

DK与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑

正确答案

A

解析

解：A．K与N连接时，X为硫酸，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氢离子放电生成氢气，导致溶液中氢离子浓度降低，所以一段时间后溶液的pH增大，故A正确；

B．K与N连接时，X为氯化钠，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，石墨上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，故B错误；

C．K与M连接时，X为硫酸，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上氢氧根放电，阴极上氢离子放电，实际上电解的是水，硫酸的物质的量不变，所以硫酸浓度增大，溶液的pH减小，故C错误；

D．K与M连接时，X为氯化钠，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电，所以阳极上的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故D错误；

故选A．

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题型：单选题

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单选题

在理论上可用于设计原电池的化学反应是（　　）

A2Al（s）十2NaOH（aq）+2H2O（1）=2NaAlO2（aq）+3H2（g）；△H＜0

BBa（OH）2•8H2O（s）+2NH4Cl（s）=BaCl2（aq）+2NH3•H2O（aq）+8H2O（1）；△H＞0

CCaC2（s）+2H2O（1）→Ca（OH）2（s）+C2H2（g）；△H＜0

DFeCl3（aq）十3H2O（1）⇌Fe（OH）3（s）+3HCl（aq）；△H＞0

正确答案

A

解析

解：A、是放热反应，是氧化还原反应，能设计成原电池，故A正确；

B、属于复分解反应，是吸热反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；

C、属于复分解反应，是吸热反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故C错误；

D、属于复分解反应，是吸热反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误；

故选A．

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