原电池原理及应用
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原电池原理和应用(16)
[例1]将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即构成甲烷燃料电池。已知通入甲烷的一极,其电极反应为:CH4 +10OH--8e-= CO32- + 7H2O;完成有关的电池反应式:正极反应式:_________________,电池总反应式:_______________。
[例2](93年上海高考)有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线联结起来,浸入电解质溶液中,B 不易被腐蚀;将A、D分别投入到等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈;将铜浸入B的盐溶液中无明显变化;将铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为()A.D>C>A>B B.D>A>B>C C.D>B>A>C D.B>A>D>C
[例3]10mL浓度为1 mol·L-1的硫酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是()
A.加入适量的3mol·L-1的硫酸 B.加入适量蒸馏水
C.加入数滴硫酸铜溶液 D.加入适量的硫酸钠溶液
[例4]扣式银锌电池的电极反应如下:锌极:Zn + 2OH--2e = Zn(OH)2
氧化银极:Ag2O + H2O + 2e = 2Ag + 2OH-下列说法正确的是()
A.锌是正极,被氧化B.Ag2O是正极,发生还原反应
C.电子从锌极流向Ag2O极D.锌是负极,被还原
[例5](99年全国高考)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的
铜镍电池。氢镍电池的总反应式是:(1/2)H 2+NiO(OH) Ni(OH)2
根据此反应式判断下列叙述中正确的是()
A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大B.电池放电时,H2是负极
C.电池充电时,氢元素被还原D.电池放电时,镍元素被氧化
[例6]如下图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()
A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④①
[例7]银器皿日久表面逐渐变黑,这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为;正极发生的反应为;反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体,原电池总反应为。
[例8]碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) == Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是()
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过O.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g。
[例9]锂电池是新一代的高能电池,它以质轻、能高而受到普遍重视,目前已经研制成功了多种锂电池。某种锂电池的总反应可表示为:Li+MnO2===LiMnO2。若该电池提供5库仑(C)电量(其他损耗忽略不
计),则消耗的正极材料的质量约为(式量Li:7;MnO 2:87,电子电量取1.60×10-19C )
A.3.2×103 g
B.7×10-4 g
C.4.52×10-3 g
D.4.52×10-2 g
【练习】1.发生原电池的反应通常是放热反应,在理论上可设计成原电池的化学反应是 ( )
A .C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g); △H>0
B .Ba(OH)2·8H 2O(s)+2NH 4Cl(s)=BaCl 2(1)+2NH 3·H 2O(1)+8H 2O(1);△H>0
C .CaC 2(s)+2H 2O(1)→Ca(OH)2(s)+C 2H 2(g); △H<0
D .CH 4(g)+2O 2(g) →CO 2(g)+2H 2O(1); △H<0
2.(08广东卷)用铜片、银片、Cu (NO 3)2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO 3的U 型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag ++e -=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A . ①②
B .②③
C .②④
D .③④
3.某原电池总反应的离子方程式为2Fe 3++Fe===3Fe 2+,不能实现该反应的原电池组成是( )
A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl 3溶液
B.正极为碳,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO 3)3溶液
C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe 2(SO 4)3溶液
D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO 4溶液
4. LiFePO 4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为奥运会绿色能源的新宠.已知该电池放电时的电极反应式为:
正极 FePO 4+Li ++e -==LiFePO 4 ,负极 Li -e -== Li + .下列说法中正确的是 ( )
A.充电时电池反应为FePO 4+Li = LiFePO 4
B.充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连
C.放电时电池内部Li +向负极移动
D.放电时,在正极上是Li +得电子被还原
5.最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn +2MnO 2+H 2O =ZnO +2MnO(OH)。下列说法正确的是 ( )
A .该电池Zn 为负极,ZnO 为正极,MnO 2为催化剂
B .该电池的正极反应为:MnO 2+e -+H 2O =MnO(OH)+OH -
C .导电时外电路电子由Zn 流向MnO 2,内电路电子由MnO 2流向Zn
D .电池工作时水分子和OH -都能通过薄层纸片
6.关于右图所示的原电池,下列说法正确的是 ( )
A .电子从锌电极通过检流计流向铜电极
B .盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C .锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应
D .铜电极上发生的电极反应是↑=+-+222H e H
7.MCFC 型燃料电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600℃~700℃,所用燃料为H 2,电解质为熔融的K 2CO 3,已知该电池的总反应为2H 2+O 2=2H 2O ,则下列有关该电池的说法正确的是( ) A .该电池负极的反应为:H 2+CO 32—-2e —=H 2O+CO 2
B .该电池的正极的反应式为:4OH —+4e —=O 2+2H 2O
C .放电时CO 32—向正极移动
D .随着反应的进行,CO 32—在不断消耗