第18講原電池原理1下列電極反應式與出現的環境相匹配的是()選項電極反應式出現的環境ao2 2h2o4e=4oh堿性環境下氫氧燃料電池的負極反應b4oh4e=o22h2o酸性環境下鋼鐵的吸氧腐蝕c2h2e=h2用銅做電極電解naoh溶液的陰極反應dh22e=2h用惰性電極電解h2so4溶液的陽極反應2.下列裝置中發生的總反應為2al6h=2al33h2的是(鋁條表面的氧化膜均已除去)()圖k1813圖k182表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關說法正確的是()圖k182a該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕b正極為c，發生的反應為氧化反應c在酸性條件下發生的是吸氧腐蝕d正極反應為：o22h2o4e=4oh4實驗發現，298 k時，在fecl3酸性溶液中加入少量鋅粒后，fe3立即被還原成fe2。某化學興趣小組根據該實驗事實設計了如圖k183所示的原電池裝置。下列有關說法中正確的是()a該原電池的正極反應是：zn2e=zn2b左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去c該電池鉑電極上有氣泡出現d該電池總反應為：3zn2fe3=2fe3zn2圖k1835用銅片、銀片、cu(no3)2溶液、agno3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂kno3的u形管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是()在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應為：age=ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續工作將銅片浸入agno3溶液中發生的化學反應與該原電池反應相同abcd圖k1846圖k184實驗為研究金屬腐蝕的實驗。下列相關說法正確的是()a該實驗研究的是金屬的吸氧腐蝕b鐵表面的反應為fe3e=fe3c紅色首先在食鹽水滴的中心出現d食鹽水中有氣泡逸出圖k1857如圖k185所示的原電池裝置，x、y為兩個電極，電解質溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列敘述正確的是()a外電路中的電流方向為：x外電路yb若兩個電極分別為zn和碳棒，則x為碳棒，y為znc若兩個電極都是金屬，則它們的活動性為xydx極上發生的是還原反應，y極上發生的是氧化反應8原電池的電極名稱不僅與電極材料性質有關，也與電解質溶液有關。下列不正確的是()a由al、cu、稀硫酸組成原電池，負極反應式為：al3e=al3b由mg、al、naoh溶液組成原電池，負極反應式為：al3e4oh=alo2h2oc由fe、cu、fecl3溶液組成原電池，負極反應式為：cu2e=cu2d由al、cu、濃硝酸組成原電池，負極反應式為：cu2e=cu2圖k18692012安徽淮南二模 圖k186是鋰空氣電池的放電原理圖(隔膜只允許鋰離子通過)。電池放電時的反應可表示為：4lio22h2o=4lioh。下列鋰空氣電池放電時的有關說法正確的是()a正極反應式：lie=lib每轉移2 mol電子，消耗11.2 l的o2cli不斷向電池的正極移動d可以去掉隔膜和有機電解液，讓金屬鋰與水性電解液直接接觸10圖k187表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設計的一種新型二次電池。下列敘述正確的是()圖k187a電池放電時k移向負極b電池放電時負極反應為：h22e2oh=2h2oc電池充電時鎳電極nio(oh)轉化為ni(oh)2d電池充電時碳納米管電極與電源的正極相連11在一電解槽的中間加一鎂片將其分成隔開的兩部分，左側加適量的naoh溶液，圖k188并插入一根鋁棒，右側加適量的濃鹽酸，并插入一根鋁棒。如圖k188所示，下列有關說法中不正確的是()a當閉合s1打開s2時，鋁做負極b當閉合s2打開s1時，鎂做負極c當s1、s2都閉合時，鎂片上產生的氣泡速率比只閉合一個開關時更快d當s1、s2都打開時，仍存在金屬的腐蝕12(1)在以甲醇為燃料的電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為_，正極的反應式為_。已知ch3oh(l)的燃燒熱h726.5 kjmol1，理想狀態下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產生的最大電能為702.1 kj，則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)。(2)用吸收h2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用mh表示)，nio(oh)作為電池正極材料，koh溶液作為電解質溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：nio(oh)mhni(oh)2m電池放電時，負極的電極反應式為_。充電完成時，ni(oh)2全部轉化為nio(oh)。若繼續充電將在一個電極產生o2，o2擴散到另一個電極發生電極反應被消耗，從而避免產生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應式為_。13某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。(1)如圖k189為某實驗小組依據氧化還原反應：(用離子方程式表示)_設計的原電池裝置，反應前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相差12 g，導線中通過_mol電子。圖k189(2)其他條件不變，若將cucl2溶液換為nh4cl溶液，石墨電極反應式為_，這是由于nh4cl溶液顯_(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學們對此做了多種假設，某同學的假設是：“溶液中的3價鐵被氧化為更高價態。”如果3價鐵被氧化為feo，試寫出反應的離子方程式_。圖k1810(3)如圖k1810所示，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨連成n形，一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現象是_，電極反應為_；乙裝置中石墨(1)為_(填“正”、“負”、“陰”或“陽”)。1c解析 a項為氫氧燃料電池的正極反應式，錯誤；在酸性環境下，鋼鐵主要發生析氫腐蝕，b項錯誤；用惰性電極電解h2so4溶液的陽極反應為4oh4e=o22h2o，d項錯誤。2b解析 a、b、c均為原電池，a中總反應為：2al2oh2h2o=2alo3h2；b中總反應為2al6h=2al33h2；c中總反應為：al4hno=al3no2h2o；d項為電解池，其實質是電解水，總反應為：2h2o2h2o2。3d解析 鋼鐵在海水中發生的吸氧腐蝕，a項錯誤；鋼鐵在酸性條件下發生析氫腐蝕， c項錯誤；鋼鐵腐蝕的本質就是鐵失去電子被氧化，作負極，而氧氣在正極(鋼鐵中的碳)發生還原反應，d項正確。4b解析 zn失去電子發生氧化反應，為負極反應，a項錯誤；fe3在正極得電子被還原為fe2，得不到單質鐵，溶液紅色褪去，b項正確，c、d項錯誤。5c解析 該原電池中cu作負極，ag作正極，負極反應式 cu2e=cu2，正極反應式age=ag，因此對；在外電路中，電子由cu電極流向ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以錯；沒有鹽橋，原電池不能繼續工作，所以錯；無論是否為原電池，反應實質相同，均為氧化還原反應，所以對。6a解析 nacl溶液呈中性，發生吸氧腐蝕，a項正確；鐵為負極，發生反應為fe2e=fe2，b項錯誤；鐵板中的碳作正極，電極反應為o24e2h2o=4oh，因正極反應需要氧氣參加，故溶液周邊接觸空氣處顯堿性，首先變紅，c項錯誤；反應整個過程中沒有氣體生成，因此d項錯誤。7c解析 由圖可知電子的流動方向是x外電路y，則電流的方向應該為y外電路x；x為原電池的負極，y為正極，x的活動性比y強；x極上發生的是氧化反應，y極上發生的是還原反應。8c解析 al比cu活潑，在由al、cu、稀硫酸組成原電池中，al作負極，其電極反應為al3e=al3，a正確；雖然mg比al活潑，但由于mg不與naoh溶液反應，而al能與naoh溶液反應，所以由mg、al、naoh溶液組成的原電池，al為負極，其電極反應為al3e4oh=alo2h2o，b正確；fe比cu活潑，由fe、cu、fecl3溶液組成的原電池，fe為負極，電極反應為fe2e=fe2，c錯；al在濃硝酸中被鈍化，因此al、cu、濃硝酸組成原電池，cu為負極，d項正確。9c解析 分析總反應方程式看出li化合價升高，被氧化，在負極失去電子，生成的li移向正極，a項錯誤，c項正確；b項11.2 l氧氣不一定是0.5 mol，錯誤；金屬鋰能與水反應，故d項錯誤。10b解析 原電池的負極發生失電子氧化反應，即產生陽離子或消耗陰離子，而溶液是呈電中性的，故陽離子會移向正極，而陰離子會移向負極，a項錯誤；電池充電的過程實質上就是電解的過程，但要注意電池的正負極分別與電源的正負極連接，此時鎳電極做陽極，發生氧化反應，c、d項錯誤。11c解析 a項當閉合s1打開s2時，左邊形成原電池，自發進行鋁與naoh溶液的反應，故鋁作負極。b項當閉合s2打開s1時，右邊形成原電池，自發進行鎂與濃鹽酸的反應，鎂作負極。d項當s1、s2都打開時，左邊鋁插入naoh溶液會溶解而腐蝕，右邊鎂鋁插入濃鹽酸都會溶解而腐蝕。12(1)ch3ohh2o6e=co26ho26h6e=3h2o96.6% (2)mhohe=mh2o2h2oo24e=4oh解析 (1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應式為：ch3oho2=co22h2o，酸性條件下該燃料電池的正極反應式為o26h6e=3h2o，得電池負極反應式為：ch3ohh2o6e=co26h；該燃料電池的理論效率為100%96.6%。(2)蓄電池放電時是原電池、充電時是電解池。根據原電池中“負氧化、正還原”，電解池中“陽氧化、陰還原”的規律，在分清楚是原電池還是電解池的基礎上并結合電解質溶液顯堿性，可寫出該蓄電池放電時負極的電極反應式為mhohe=mh2o。中陰極的電極反應有兩個，第一階段是充電時的反應式，由中的方法不難確定為mh2oe=mhoh，第二階段為吸收氧氣的電解反應式，由題意氧氣在陰極上被還原，結合該蓄電池中電解質溶液堿性可知氧氣被還原為oh，所以其電解反應式為2h2oo24e=4oh。13(1)fecu2=fe2cu0.2(2)2h2e=h2酸性2fe33cl28h2o=2feo6cl16 h(3)溶液變紅o22h2o4e=4oh陰解析 (1)根據電池示意圖可知該原電池總反應為fecu2=fe2cu。fecu2=fe2cu兩極質量之差1 mol 120 g01 mol 12 g01 mol fe參加反應，轉移電子的物質的量為0.