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

（2014秋•烟台期中）下列有关叙述正确的是（　　）

A碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂

B铜锌原电池工作时．Zn被氧化为Zn2+

C放电时．铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大

D氢氧燃料电他中．通氢气的一极为正极

正确答案

B

解析

解：A．碱性锌锰电池中，MnO2中Mn元素化合价降低，发生还原反应，作氧化剂，故A错误；

B．铜锌原电池工作时．锌活泼在负极发生氧化反应，Zn被氧化为Zn2+，故B正确；

C．铅酸蓄电池总电池反应为：PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O，可知放电时铅酸蓄电池硫酸浓度不断减小，故C错误；

D．氢氧燃料电他中，燃料作负极，所以通氢气的一极为负极，故D错误；

故选B．

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题型：简答题

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简答题

开发新能源是解决大气污染的有效途径之一．直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图所示：通入a气体的电极是原电池的______极（填“正”或“负”），其电极反应式为______．

正确答案

解：根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，

故答案为：负；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．

解析

解：根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，

故答案为：负；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，若电解5min时铜电极增重2.16g，试回答：

（1）电源电极X名称为______．C装置是______池；

（2）pH变化为：A______；B______；C______；

（3）通电5min时，B中的铜离子刚好都放电，溶液体积为100mL（设电解前后体积没变化），则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少？（要求有解题过程）

（4）若A中KCl溶液的体积为200mL（设电解前后体积无变化），电解后，溶液的pH是多少？（要求有解题过程）

正确答案

解：（1）由铜电极的质量增加，发生Ag++e-═Ag，则Cu电极为阴极，Ag为阳极，Y为正极，可知X为电源的负极，C中阴极反应为Ag++e-═Ag，阳极反应为Ag-e-═Ag+，溶液浓度不变，C是电镀池，故答案为：负极；电镀；

（2）A池是生成碱放氢型，所以pH增大，B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C中阴极反应为Ag++e-═Ag，阳极反应为Ag-e-═Ag+，溶液浓度不变，则pH不变，

故答案为：增大；减小；不变；

（3）C中阴极反应为Ag++e-═Ag，n（Ag）==0.02mol，则转移的电子为0.02mol，此时B中的铜离子刚好都放电，所以硫酸铜的物质的量为0.01mol，

通电前c（CuSO4）==0.1 mol•L-1；

答：电前硫酸铜溶液的物质的量浓度是0.1mol•L-1；

（4）由A中发生2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑～2e-，

由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，

则c（OH-）==0.1mol•L-1，溶液pH=13，

答：溶液的pH是13．

解析

解：（1）由铜电极的质量增加，发生Ag++e-═Ag，则Cu电极为阴极，Ag为阳极，Y为正极，可知X为电源的负极，C中阴极反应为Ag++e-═Ag，阳极反应为Ag-e-═Ag+，溶液浓度不变，C是电镀池，故答案为：负极；电镀；

（2）A池是生成碱放氢型，所以pH增大，B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C中阴极反应为Ag++e-═Ag，阳极反应为Ag-e-═Ag+，溶液浓度不变，则pH不变，

故答案为：增大；减小；不变；

（3）C中阴极反应为Ag++e-═Ag，n（Ag）==0.02mol，则转移的电子为0.02mol，此时B中的铜离子刚好都放电，所以硫酸铜的物质的量为0.01mol，

通电前c（CuSO4）==0.1 mol•L-1；

答：电前硫酸铜溶液的物质的量浓度是0.1mol•L-1；

（4）由A中发生2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑～2e-，

由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，

则c（OH-）==0.1mol•L-1，溶液pH=13，

答：溶液的pH是13．

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题型：简答题

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简答题

黄铁矿（Fe2S，其中S为-1价）是工业生产硫酸的重要原料．FeS2在高温下与氧气反应：3FeS2+8O26SO2+Fe3O4

（1）若有标准状况22.4L O2参加反应，转移电子的物质的量为______．

（2）已知1g的二氧化硫催化氧化生成气态三氧化硫，放出热量1.536kJ，请写出该反应的热化学方程式：______．

（3）某科研单位利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．请问：B极的电极反应式为______；溶液中H+的移动方向由______极到______极；电池总反应式为______．

正确答案

解：（1）设转移电子的物质的量是x，

3FeS2+8O26SO2+Fe3O4 转移电子

（8×22.4）L 32mol

22.4L x

x==4mol，

答：转移电子的物质的量是4mol；

（2）1g二氧化硫被氧化生成三氧化硫放出热量1.536kJ，则2mol二氧化硫被氧化生成三氧化硫放出热量=196.6kJ，所以其热化学反应方程式为：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-196.6kJ/mol，

故答案为：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-196.6kJ/mol；

（3）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，所以B极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，原电池放电时，氢离子由负极B移向正极A，所以其电池反应式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，

故答案为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；B；A；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4．

解析

解：（1）设转移电子的物质的量是x，

3FeS2+8O26SO2+Fe3O4 转移电子

（8×22.4）L 32mol

22.4L x

x==4mol，

答：转移电子的物质的量是4mol；

（2）1g二氧化硫被氧化生成三氧化硫放出热量1.536kJ，则2mol二氧化硫被氧化生成三氧化硫放出热量=196.6kJ，所以其热化学反应方程式为：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-196.6kJ/mol，

故答案为：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=-196.6kJ/mol；

（3）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，所以B极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，原电池放电时，氢离子由负极B移向正极A，所以其电池反应式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，

故答案为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；B；A；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4．

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题型：单选题

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单选题

如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上的描述合理的是（　　）

A①②③

B②④

C②③④

D③④⑤

正确答案

B

解析

解：①在该原电池中，活泼金属锌做负极，金属铜做正极，故①错误；

②根据金属活动性顺序知，锌作负极，铜作正极，氢离子在铜电极上得电子生成氢气，发生还原反应，所以在铜极上有气泡产生，发生还原反应，故②正确；

③锌失去电子变成金属阳离子进入溶液，所以在锌极附近有带正电荷的离子，根据异性电荷相吸原理，硫酸根离子向锌极移动，故③错误；

④根据电极反应式：2H++2e-=H2↑

2mol 1mol

0.5mol 0.25mol

故④正确；

⑤外电路电子流向为从负极到正极，即Zn→Cu，故⑤错误；

⑥正极上氢离子得电子生成氢气，所以其反应式为 2H++2e-=H 2↑，故⑥错误．

故选B．

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