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原电池选择题汇编
原电池选择题
(考点:
原电池原理、结合氧化还原计算、双液原电池、带膜原电池、燃料原电池、太阳能电池、蓄电池)
1.[2014·北京卷]下列电池工作时,O2在正极放电的是( )
A.锌锰电池
B.氢燃料电池
C.铅蓄电池
D.镍镉电池
【答案解析】B解析:
锌锰干电池的正极为二氧化锰得电子,A错误;燃料电池正极为氧气得电子,B正确;铅蓄电池正极为二氧化铅得电子,C错误;镍镉电池的正极为氢氧化镍得电子,D错误。
2.下列装置中,都伴随有能量变化,其中是由化学能转变为电能的是()
【答案】D【解析】干电池将化学能转化为电能;电解是将电能转化为化学能;水力发电是将势能转化为电能;太阳能热水器是将太阳能转化为热能。
3.【2013·海南卷】MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是( )
A.Mg为电池的正极
B.负极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
C.不能被KCl溶液激活
D.可用于海上应急照明供电
【答案解析】D【解析】根据电池反应方程式:
2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl-可知Mg为还原剂,是负极,故A项错误;负极失电子,故B项错误;可用KCl溶液激活是指电解质溶液可用KCl溶液代替,C项错误。
4.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是
A.Mg电极是该电池的正极
B.石墨电极附近溶液的pH增大
C.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
D.溶液中Cl-向正极移动
【答案】B【解析】A.活动性Mg大于石墨,所以Mg作原电池的负极。
石墨作正极。
错误。
B.石墨作正极,在石墨电极发生反应:
H2O2+2e-=2OH-,c(OH-)增大,所以石墨电极附近溶液的pH增大。
正确。
C.H2O2在石墨电极上得到电子发生还原反应。
错误。
D.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,溶液中Cl-向负极移动。
错误。
【考点】考查原电池中的电极判断、电极反应式的书写及离子的移动方向的问题的知识。
5.研究人员最近发明了一种“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“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是
A.正极反应式:
Ag+Cl--e-=AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
【答案】B【解析】由电池总反应式可知,银失去电子被氧化得氧化产物,即银作负极,产物AgCl是氧化产物,A、D都不正确;在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应,所以阳离子向电池的正极移动,C错误;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是
价,所以每生成1molNa2Mn5O10转移电子的物质的量为
,因此选项正确。
6.银锌蓄电池是一种高能电池,它的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,放电时它的正、负两极的电极反应式如下:
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2。
下列判断正确的是()
A.锌为负极,氧化银为正极
B.锌为正极,氧化银为负极
C.原电池工作时,负极区溶液pH增大
D.原电池反应的化学方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
【答案】AD【解析】从电极反应式看,锌失电子被氧化,所以锌为负极;Ag2O得电子被还原,所以是正极。
由电极反应式相加可得,总化学方程式:
Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。
从负极电极反应式分析,OH-被消耗,所以负极区溶液的pH应减小,选A、D。
7.如图是一种应用广泛的锂电池,LiPF6是电解质,SO(CH3)2作溶剂,反应原理是4Li+FeS2=Fe+2Li2S。
下列说法不正确的是
A.该装置将化学能转化为电能B.电子移动方向是由a极到b极
C.可以用水代替SO(CH3)2做溶剂D.b极反应式是FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S
【答案】C【解析】Li是负极,电子由a流出,经导线注入b;Li与水能反应,所以不能用水代替SO(CH3)2做溶剂,答案选C。
8.针对下图装置的说法中,正确是
A.溶液中pH值明显下降
B.铁片为正极,镀锌铁片为负极
C.阴极的电极反应式:
Fe-2e→Fe2+
D.电子由锌经溶液流向铁
【答案】B【解析】A、锌的金属性强于铁,因此锌是负极,失去电子,铁是正极溶液中的氢离子得到电子,所以溶液中pH值明显升高,A不正确;B、铁片为正极,镀锌铁片为负极,B正确;C、原电池分为正极和负极,没有阴阳极,C不正确;D、电子由锌经导线流向铁,D不正确,答案选B。
【考点】考查原电池的有关判断
9.硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如下,该电池工作时反应为:
4VB2+11O2→4B2O3+2V2O5。
下列说法正确的是
A.电极a为电池负极
B.图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过
C.电子由VB2极经KOH溶液流向a电极
D.VB2极发生的电极反应为:
2VB2+22OH−-22e−→V2O5+2B2O3+11H2O
【答案】D【解析】根据电池反应式确定该电池的负极为VB2-e−→V2O5+2B2O3,正极为氧气得到电子。
A、a通入氧气,故该极为正极,错误;B、该电池正极产生氢氧根离子,负极消耗氢氧根离子,所以透过膜应是让阴离子透过,错误;C、溶液不能有电子通过,错误;D、正确。
【考点】考查原电池的原理有关问题。
10.微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。
有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为:
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是
A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH减小
B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C.Zn是负极,Ag2O是正极
D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
【答案】AC【解析】:
银锌电池的电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为:
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,则Zn为负极,发生氧化反应,Ag2O为正极,发生还原反应,电子由负极流向正极,以此来解答。
A、负极发生Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,c(OH-)减小,所以电池负极区溶液的pH减小,故A正确;B、Zn为负极,Ag2O为正极,则使用过程中,电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,故B错误;C、Zn失去电子,Zn为负极,Ag2O得到电子是正极,故C正确;D、Zn电极发生氧化反应,Ag2O电极发生还原反应,故D错误;故选AC.
【考点】考查原电池原理的应用
11.镁—次氯酸盐燃料电池具有比能量高、安全方便等优点,该电池主要工作原理如图所示,其正极反应为:
ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-,关于该电池的叙述正确的是
A.该电池中镁为负极,发生还原反应
B.电池工作时,OH-向正极移动
C.电池工作时,正极周围溶液的pH将不断变小
D.该电池的总反应为:
Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-
【答案】D【解析】A.该电池中镁为负极,发生氧化反应.Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓。
错误.B.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,在电池工作时,OH-向正电荷较多的负极移动。
错误。
C.在电池工作时,由于正极发生反应为:
ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-,所以正极周围溶液的pH将不断变大。
错误。
D.根据正极、负极的电极反应式可知该电池的总反应为:
Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-。
正确。
【考点】考查原电池的工作原理的知识。
12.【湖北省重点高中高三联考】Fe2+、NO3-、Fe3+、NH4+、H+和H2O六种粒子,属于同一反应中的反应物和产物。
下列叙述不正确的是
A.该过程说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
B.每转移2.4mole-,则必有0.3molNO3-发生氧化反应
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶8
D.若把该反应设计为原电池,则正极反应为NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O
【知识点】氧化还原反应计算原电池A1B3F3
【答案解析】B解析:
根据反应体系中有Fe2+、NO3-、Fe3+、NH4+、H+和H2O六种粒子,可判断发生的氧化还原反应为:
8Fe2++NO3- +10H+=8Fe3++NH4++3H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶8,NO3-发生还原反应,B错误,C正确,Fe2+在酸性条件下被NO3-氧化,A正确,若把该反应设计为原电池,则D正确。
【思路点拨】根据反应体系中有Fe2+、NO3-、Fe3+、NH4+知Fe2+被NO3-氧化为Fe3+,再根据得失电子相等写出反应方程式。
13.一种海水电池的反应原理可表示为:
5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,有关该反应的说法正确的是
A.反应中MnO2是还原剂
B.Ag的还原性比Na2Mn5O10强
C.该反应中MnO2具有催化作用
D.每生成1molNa2Mn5O10转移1mol电子
【答案】B【解析】A、该反应中锰元素的化合价由+4价→+价,所以二氧化锰得电子作氧化剂,故A错误;B、该反应中,银是还原剂,Na2Mn5O10是还原产物,所以银的还原性比Na2Mn5O10强,故B正确;C、该反应中,二氧化锰参加反应作氧化剂,故C错误;D、每生成1molNa2Mn5O10转移(4-)mol×5=2mol电子,故D错误;故选B。
【考点】考查氧化性、还原性强弱的比较;氧化还原反应的电子转移数目计算
14.【湖南省衡阳市五校联考】已知:
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,对于该反应的下列叙述中,不正确的是()
A.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3
B.离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
C.每1molNO3-发生氧化反应,转移3mole-
D.若把该反应设计为原电池,则负极反应为Fe2+-e-=Fe3+
【知识点】氧化还原反应的概念和原理原电池原理B2B3F3
【答案解析】C解析:
A、根据化合价变化情况,NO3-是氧化剂,Fe2+是还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3,故A正确;B、酸性条件下的硝酸根离子有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,故B正确;C、NO3-发生的是还原反应,故C错误;D、根据原电池原理负极发生氧化反应,所以负极反应为Fe2+-e-=Fe3+,故D正确。
故答案选C
【思路点拨】本题考查了氧化还原反应的概念和原理以及原电池原理,分析原电池时要与氧化还原反应相联系。
15.铜锌原电池(如右图)工作时,下列叙述正确的是
A.在外电路中,电流从Zn极流向Cu极
B.盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液
C.当负极减小65g时,正极增加65g
D.电池的总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu
【答案】D【解析】A、原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。
电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,锌比铜活泼,因此锌是负极,铜是正极,在外电路中,电流从铜极流向锌极,A不正确;B、盐桥中氯离子向负极即向硫酸锌溶液移动,B不正确;C、负极锌减少65g即1mol锌时转移2mol电子,则正极铜离子得到2mol电子生成1mol铜,因此正极增加64g,C不正确;D、电池的总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,D正确,答案选D。
【考点】考查原电池原理的应用
16.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是()
A.电子通过盐桥从乙池流向甲池
B.铜导线替换盐桥,原电池仍继续工作
C.开始时,银片上发生的反应是:
Ag-e-=Ag+
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
【答案】D【解析】根据原电池工作原理,电子由负极(Cu)沿导线传递给正极(Ag),电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙流向甲;正极(Ag):
2Ag++2e-=2Ag,负极(Cu):
Cu-2e-=Cu2+,总反应:
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。
故选D。
17.有关下图装置的说法中正确的是
A.氧化剂与还原剂必须直接接触,才能发生反应
B.乙池中电极反应式为NO3+4H++e=NO2↑+2H2O
C.当铜棒质量减少6.4g时,甲池溶液质量增加6.4g
D.当铜棒质量减少6.4g时,向乙池密封管中通入标准状况下1.12LO2,将使气体全部溶于水
【答案】D【解析】A、该原电池中氧化反应与还原反应是在2个不同的烧杯中完成的,因此氧化剂与还原剂没有直接接触,A不正确;乙池是正极溶液中的NO3得到电子,电极反应式为NO3+2H++e=NO2↑+H2O,B不正确;C、当铜棒质量减少6.4g即0.1mol时,甲池溶液铜离子增加0.1mol,但由于盐桥中氯离子向甲池中移动,所以溶液增加的质量大于6.4g,C不正确;D、当铜棒质量减少6.4g即0.1mol时,转移电子的物质的量是0.2mol,所以根据电极反应式NO3+2H++e=NO2↑+H2O可知生成NO2的物质的量是0.2mol,则根据反应式4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05mol,标准状况下的体积是1.12L,D正确,答案选D。
【考点】考查原电池原理的有关应用与计算
18.【重庆市巴蜀中学高三月考(201412)】某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池:
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
下列叙述中正确的是
A.乙烧杯中发生还原反应
B.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
C.电池工作时,盐桥中的SO42-移向甲烧杯
D.外电路的电流方向是从a到b
【知识点】原电池的工作原理F3
【答案解析】D解析:
由2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4═2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O可知,Mn元素的化合价降低,得到电子,Fe元素的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极。
A.b为负极,则乙烧杯中发生氧化反应,故A错误;B.甲烧杯中发生还原反应,Mn元素的化合价降低,电极反应为MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2O,则pH逐渐增大,故B错误;C.阴离子向负极移动,则盐桥中的SO42-移向乙烧杯中,故C错误;D.由上述分析可知,a为正极,电流由正极流向负极,即从a流向b,故D正确。
【思路点拨】本题考查了原电池的工作原理及常见的化学电源,明确氧化还原反应中元素的化合价变化及原电池工作原理是解答本题的关键,题目难度不大。
19.铜锌原电池装置(见图),下列分析正确的是
A.一段时间后两烧杯中c(Zn2+)、c(Cu2+)均减小
B.原电池工作时,Cu电极流出电子,发生氧化反应
C.原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu
D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子
【答案】C【解析】A.一段时间后左烧杯中c(Zn2+)增大,盐桥中的阴离子进入,使电荷守恒;右烧杯中c(Cu2+)均减小,盐桥中的阳离子进入,使电荷守恒。
B.原电池工作时,是活泼电极Zn电极流出电子,发生氧化反应;D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递离子。
【考点】盐桥电池的工作原理。
20.锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。
某种锂离子电池的结构示意图如下图所示,其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。
电池充电时的总反应方程式为:
LiCoO2==Li1-xCoO2+xLi。
关于该电池的推论错误的是( )
A.放电时,Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区
B.放电时,负极反应为xLi-xe-===xLi+
C.电解质溶液不能是水溶液
D.充电时,负极(C)上锂元素被氧化
【答案】D【解析】因为电池充电是LiCoO2==Li1-xCoO2+xLi,故放电是Li1-xCoO2+xLi==LiCoO2,Li是电池负极,放电时Li-e-===Li+,生成的Li+向正极区移动,AB正确;因为Li属于第IA金属,较活泼,与水反应,Li电极不能在水溶液中浸泡,C正确;充电时,负极Li+被还原为Li单质,D错误。
【考点】可充电池的结构与电极反应原理。
21.【2014·福建卷】某原电池装置如下图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。
下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子
【答案解析】D解析:
正极反应为Cl2+2e-===2Cl-,A项错误;放电时,交换膜右侧的电极为正极,交换膜左侧的电极为负极,负极放电产生的Ag+与电解质HCl中的Cl-结合生成AgCl白色沉淀。
则负极电极反应式:
2Ag-2e-+2Cl-===2AgCl,B项错误;负极放电产生的Ag+与电解质中的Cl-结合,若用NaCl代替盐酸不会改变电池总反应,C项错误;当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧的电极放电产生0.01molAg+,与电解质中的0.01molCl-结合生成AgCl沉淀,同时约有0.01molH+通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中,则交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子,D项正确。
22.【云南省部分名校联考(201412)】下图为钠硫高能电池的结构示意图,M为Na2O和Al2O3的混合物,电池反应为2Na+xS
Na2Sx该电池的工作温度为320℃左右,下列说法错误的是
A.a为电池正极,b为电池负极
B.电池放电时,正极反应为xS+2e-=Sx2-
C.电池充电时,Na所在电极连接电源正极
D.M的作用为导电和隔离钠和硫
【知识点】电化学F3F4
【答案解析】C解析:
Na只具有还原性,发生氧化反应,所以b为负极,A正确;电池放电时,正极发生还原反应:
为xS+2e-=Sx2-,B正确;充电时钠所在的极发生还原反应,故应接电源的负极,C错误;M相当隔膜,D正确。
【思路点拨】原电池的正极反应还原反应,负极反应氧化反应;充电时原电池的负极与电源的负极相连。
23.汽车的启动电源常用铅蓄电池,电池反应如下:
PbO2+Pb+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列叙述中正确的是()
A.PbO2放电时是电池的负极,充电时是电池的阳极。
B.负极的电极反应式为:
Pb+SO
–2e–=PbSO4
C.放电时,PbO2得电子,被氧化
D.电池放电时,溶液酸性增强
【答案】B【解析】由该铅蓄电池的反应原理可知:
A.bO2放电时是电池的正极,充电时是电池的阳极。
错误。
B.Pb放电时是电池的负极,充电时是电池的阴极。
负极的电极反应式为:
Pb+SO
–2e–=PbSO4.正确。
C.放电时,PbO2得电子,发生反应:
PbO2+SO
–2e–+4H+=PbSO4+2H2O.得到电子,被还原。
错误。
D.电池放电时,由于不断消耗溶液中的硫酸,所以溶液酸性减弱。
错误。
【考点】考查铅蓄电池在放电与充电时的电极的连接及电极反应、溶液的酸碱性的知识。
24.【浙江省嘉兴一中五校联考】第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。
汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
其电路工作原理如图所示。
下列说法中正确的的是()
A.电池充电时,OH-由甲侧向乙侧移动
B.甲放电时为正极,充电时为阳极
C.放电时负极的电极反应式为MHn-ne-=M+nH+
D.汽车下坡时发生图中实线所示的过程
【知识点】化学电源、新型电池F3F4
【答案解析】【解析】A解析:
A、电池充电时,是电解池工作原理,乙电极是NiOOH转化为氢氧化镍的过程,为阳极,阴离子由阴极侧移向阳极侧,故OH-由甲侧向乙侧移动,故A正确;B.甲放电时为负极,充电时为阴极,故B错误;C.放电时甲为负极,负极的电极反应式为M+nH+-ne-=MHn,故C错误;D.汽车下坡时是电解池原理发生图中虚线所示的过程,故D错误;
故答案选A
【思路点拨】本题考查了原电池和电解池原理,知道汽车上坡或加速、下坡或减速时装置作原电池还是电解池是解本题关键,难点是电极反应式的书写,题目难度中等.
25.据报道,最近摩托罗拉公司研发了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,电量可达现在使用的镍氢或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电,其电池反应为:
2CH3OH+3O2+4OH-
2CO32-+6H2O,则下列有关说法不正确的是
A、放电时化学能转变为电能B、放电时CH3OH参与正极反应
C、充电时阴极产生CH3OHD、充电时每生成1molCH3OH,则转移6mol电子
【答案】B【解析】放电时,根据电池反应式知,C元素的化合价升高,所以甲醇所在电极为原电池的负极,O元素的化合价降低,所以通入氧气的极为原电池的正极,负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,充电时,阴阳极上电极反应式为正负极的电极反应式的逆反应,以此来解答。
A、放电时是原电池,化学能转变为电能,A正确;B、放电时,负极上甲醇失电子发生氧化反应,电极反应式为:
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故B错误;C、充电时,碳酸根离子得电子生成甲醇,则有CH3OH生成的电极为阴极,故C正确;D、充电时,碳元素的化合价从+4价降低到-2价,得到6个电子,则电充电时每生成1molCH3OH,则转移6mol电子,故D正确,答案选B。
【考点】考查电化学原理的应用
26.【2014·浙江卷】镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型,NiMH中的M表示储氢金属或合金,该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni(OH)2+M===NiOOH+MH。
已知:
6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO
下列说法正确的是( )
A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B.充电过程中OH-从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阴极的电极反应式:
H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M还原
D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
【知识点】电化学专题F3F4
【答案解析】A解析:
镍氢电池中主要为KOH作电解液充电时,阳极反应:
Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-、阴极反应:
M+H2O+e-=MH+OH-,总反应:
M+Ni(OH)2=MH+NiOOH;放电时,正极:
NiOOH+H2O+e
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