- 化学能与电能
- 共5875题
正确答案
解析
解：A．该装置符合原电池的构成条件，所以能构成原电池，铝作负极，活性炭作正极，故A错误；
B．活性炭上得电子而作正极，故B错误；
C．负极上铝失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，所以发生吸氧腐蚀，电池反应式为：4Al+3O2+6H2O→4Al（OH）3，故C正确；
D．电子从负极铝箔流出，经电流表流向活性炭，故D错误；
故选C．
（2015春•达州期末）为充分利用海洋资源，美国斯坦福大学研究人员发明了“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl═Na2Mn5O10+2AgCl．下列有关“水”电池在海水中放电时的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据电池总反应：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判断出Ag应为原电池的负极，负极发生反应的电极方程式为：Ag+Cl--e-=AgCl，故A错误；
B、在原电池中阴离子向负极移动，阳离子钠离子向正极移动，即Na+不断向“水”电池的正极移动，故B正确；
C、根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，Mn的化合价是从+4降低到+3.6，所有的Mn元素化合价共降低了2价，转移2mol电子，每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子，故C正确；
D、Ag应为原电池的负极，负极发生反应的电极方程式为：Ag+Cl--e-=AgCl，AgCl是氧化产物，故D错误．
故选：BC．
甲烷燃料电池（电解质是KOH溶液）的总反应为：CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O． 下列有关的说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在燃料电池工作时，化学能大多数转化为电能，甲烷燃烧伴随着光能和热能，甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大，故A正确；
B、燃料电池在使用过程中发生电池反应：CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O，电解质氢氧化钾被消耗，生成碳酸钾溶液，电解质溶液的浓度和性质均发生变化，故B正确；
C、甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故C错误；
D、通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-，故D正确．
故选C．
化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．
（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO（OH）+2H2O
已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是______（填序号）
①以上反应不是可逆反应②电解质溶液为硫酸
③充电时化学能转变为电能④镉（Cd）为负极，发生还原反应
⑤放电时正极区pH升高
（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源．氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形成，发生的反应为：2H2+O2
正确答案
①⑤
H2+2OH--2e-=2H2O
O2+2H2O+4e-=4OH-
变小
解析
解：（1）①该蓄电池反应条件不同，所以以上反应不是可逆反应，故正确；
②Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，所以电解质溶液不能是硫酸，故错误；
③充电时电能转变为化学能，故错误；
④镉（Cd）为负极，失电子发生氧化反应，故错误；
⑤放电时，正极上反应式为：NiOOH+e-+H2O═Ni（OH）2+OH-，所以正极区pH升高，故正确；
故选①⑤；
（2）该燃料碱性电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为 H2+2OH--2e-=2H2O，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-，电池反应式为2H2+O2
故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-；变小．
（2016春•成都校级月考）如图为某高效锂硫电池．关于该电池的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在原电池中，电解质里的阳离子移向正极，所以A是正极，发生还原反应，B是负极，发生氧化反应，电子从负极流向正极，电子从B电极经过外电路流向A电极，但是电子不会经过电解质溶液，故A错误；
B、A是正极，发生得电子的还原反应：2Li++S8+2e-═Li2S8，故B正确；
C、电镀池的特点：阳极质量减小量等于阴极质量增加量，故C错误；
D、若用该电池电解精炼铜，负极减少7g时，即转移电子是1mol，阳极减少质量不是金属铜，而是比金属铜活泼的金属，所以质量减小量不是32g，故D错误．
故选B．
生物体中细胞膜内的葡萄糖（C6H12O6）与细胞膜外的碱性富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池．下列有关电极反应及其产物的判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：根据题给信息可知：原电池的负极应为葡萄糖，正极应为O2，由于细胞液呈弱碱性，所以负极反应为C6H12O6+24OH--24e-=6CO2+18H2O，生成的CO2与OH-作用生成CO32-、HCO3-，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，
故选B．
如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（1）M电极的材料是______，电极名称是______，N的电极反应式为______，加入乙醇的铂电极的电极反应式为______．
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为______L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的pH为______．
（3）若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为______．
（4）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2的混合液一段时间后，在两极上均生成11.2L（标准状况）气体．则M极产生的气体是______，原混合液中Cu2+的物质的量浓度是______mol/L．
正确答案
解：碱性乙醇电池为原电池，通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阳极，M是阴极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极是石墨，
（1）通过以上分析知，M是阴极，N极是阳极，N上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，乙醇电极上乙醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O，
故答案为：铁，阴极，4OH--4e-=O2↑+2H2O，C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（2）n（Ag）=
甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，则消耗n（O2）=
V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
乙池中某一电极析出金属银4.32g时，同时产生氢离子的物质的量是0.04mol，则其浓度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案为：0.224，1；
（3）1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，则1mol乙醇燃烧放出的热量=
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol；
（4）用石墨电极电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2混合溶液，在两极均生成标准状况下的气体11.2L，气体的物质的量为n=
溶液中阳离子放电顺序Cu2+＞H+，阳极电极反应为溶液中阴离子氢氧根离子失电子生成氧气：4OH--4e-=2H2O+O2↑，生成0.5molO2，需电子为4×0.5mol=2mol；
阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，生成0.5molH2，需0.5mol×2=1mol电子，依据电子守恒，铜离子得到电子1mol，反应的铜离子物质的量0.5mol，所以Cu2+的物质的量浓度C=
解析
解：碱性乙醇电池为原电池，通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阳极，M是阴极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极是石墨，
（1）通过以上分析知，M是阴极，N极是阳极，N上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，乙醇电极上乙醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O，
故答案为：铁，阴极，4OH--4e-=O2↑+2H2O，C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（2）n（Ag）=
甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，则消耗n（O2）=
V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
乙池中某一电极析出金属银4.32g时，同时产生氢离子的物质的量是0.04mol，则其浓度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案为：0.224，1；
（3）1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，则1mol乙醇燃烧放出的热量=
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol；
（4）用石墨电极电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2混合溶液，在两极均生成标准状况下的气体11.2L，气体的物质的量为n=
溶液中阳离子放电顺序Cu2+＞H+，阳极电极反应为溶液中阴离子氢氧根离子失电子生成氧气：4OH--4e-=2H2O+O2↑，生成0.5molO2，需电子为4×0.5mol=2mol；
阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，生成0.5molH2，需0.5mol×2=1mol电子，依据电子守恒，铜离子得到电子1mol，反应的铜离子物质的量0.5mol，所以Cu2+的物质的量浓度C=
一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月才充电一次．假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-．
（1）该电池反应的总离子方程式为：______；
（2）甲醇在______极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将______（填下降、上升、不变）；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，该过程中转移电子数目______
（3）最后，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空
气，另一个电极通入汽油蒸汽．其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2-离子（其中氧化反应发生完全）．以丁烷（C4H10）代表汽油．
①电池的正极反应式为______；
②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向______极移动（填正或负）．
正确答案
解：（1）放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-，则反应的总方程式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，
故答案为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O；
（2）放电时，甲醇被氧化，应为电池负极反应，由总反应式2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，可知消耗OH-，电解质溶液pH降低，若有16克即0.5mol甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，该过程中转移电子3mol，数目为3NA，故答案为：负；下降；3NA；
（3）①固体电解质的燃料电池，通入空气的电极反应为O2+4e-=2O2-，故答案为：O2+4e-=2O2-；
②原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故答案为：负．
解析
解：（1）放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-，则反应的总方程式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，
故答案为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O；
（2）放电时，甲醇被氧化，应为电池负极反应，由总反应式2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，可知消耗OH-，电解质溶液pH降低，若有16克即0.5mol甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，该过程中转移电子3mol，数目为3NA，故答案为：负；下降；3NA；
（3）①固体电解质的燃料电池，通入空气的电极反应为O2+4e-=2O2-，故答案为：O2+4e-=2O2-；
②原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故答案为：负．
电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH，其电极反应式为：Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-电池的负极是______（填材料名称），正极发生的是______反应（填反应类型），电池总反应式为______．
正确答案
锌
还原
Zn+Ag2O═ZnO+2Ag
解析
解：根据电极反应式知，锌失电子发生氧化反应，所以锌作负极，氧化银作正极，正极上氧化银得电子发生还原反应，根据电极反应式得电池反应式为Zn+Ag2O═ZnO+2Ag，
故答案为：锌；还原；Zn+Ag2O═ZnO+2Ag．
某锂电池的电池总反应为4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2，下列有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．锂电极作电池负极，放电过程中发生氧化反应，故A错误；
B．正极电极反应式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2，1molSOCl2发生反应时，转移的电子数为2mol，故B正确；
C．正极电极反应式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2，题中电子数目错误，故C错误；
D．由于Li和SOCl2都易与水反应，电解池应为非水电解质，故D错误．
故选B．
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