鲁科版高中化学必修二原电池

高中化学学习材料金戈铁骑整理制作原电池7．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）按下图装置实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴应表示（）①c（Ag+）②c（NO3﹣）③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量．A．①③B．③④C．①②④D．②【考点】原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，在负极上质量减轻，正极上析出金属银．【解答】解：根据图中装置试验，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，正极Ag上析出金属银，银离子得电子析出金属Ag，所以正极质量增加，银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，溶液的质量是增加了Fe，但是析出了Ag，但是在转移电子相等情况下，析出金属多，所以溶液质量减轻．故选D．【点评】本题考查学生原电池的工作原理知识，可以根据所学知识进行回答．难度不大．8．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是（）A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，放电时SO42﹣向Al电极移动B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al﹣3e+4OH﹣═AlO2﹣+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu﹣2e﹣═Cu2+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池作电源，其负极反应式为：Cu﹣2e﹣═Cu2+【考点】原电池和电解池的工作原理．【分析】原电池中，活泼金属作负极，负极是能够与电解质溶液反应，失电子发生氧化反应的电极，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析．【解答】解：A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，铝和稀硫酸反应而失电子，铜和稀硫酸不反应，所以铝作负极，铜作正极，电解质溶液中的阴离子移向负极Al，故A正确；B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，铝和氢氧化钠溶液反应而失去电子发生氧化反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，所以铝是负极，镁是正极，其负极反应式为：Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O，故B正确；C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，铁和铜都与氯化铁反应，但铁的金属性比铜强，所以铁作负极，铜作正极，其负极反应式为：Fe﹣2e﹣=Fe2+，故C错误；D．Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝和浓硝酸发生钝化现象，铜和浓硝酸能自发的进行反应，所以铜作负极，铝作正极，其负极反应式为：Cu﹣2e﹣=Cu2+，故D正确；故选C．【点评】本题考查原电池的正负极的判断及电极反应式，注意不能根据金属的活泼性判断原电池的正负极，要根据得失电子判断正负极，为易错点．13．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）下列事实不能用电化学理论解释的是（）A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B．铝片不用特殊方法保存C．镀锌铁比镀锡铁更耐用D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后加快反应速率【考点】金属的电化学腐蚀与防护；原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】不能用电化学理论解释，说明该装置不符合原电池构成条件，不能形成原电池，据此分析解答．【解答】解：A．Zn、Fe和海水符合原电池构成条件，所以能形成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，所以能用电化学原理解释，故A不选；B．铝属于亲氧元素，极易和氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜氧化铝而阻止进一步被氧化，该腐蚀属于化学腐蚀，与电化学理论无关，故B选；C．Zn、Fe和电解质构成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，则Fe被保护；Sn、Fe和电解质溶液构成原电池，Fe易失电子作负极、Sn作正极，则Fe加速被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐用，能用电化学理论解释，故C不选；D．锌置换出Cu，Zn、Cu和硫酸铜溶液构成原电池，锌作负极、Cu作正极，所以能用电化学理论解释，故D不选；故选B．【点评】本题考查了金属腐蚀与防护，明确原电池构成条件即可解答，根据原电池原理来分析解答即可，注意D中先发生置换反应，后形成原电池，题目难度不大．18．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反应是：Zn+2OH﹣﹣2e﹣→Zn（OH）2；氧化银电极上的反应式为：Ag2O+H2O+2e﹣→2Ag+2OH﹣，总反应式为：Ag2O+H2O+Zn═Zn（OH）2+2Ag．下列说法正确的是（）A．锌是正极，氧化银是负极B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C．溶液中OH﹣向正极移动，K+、H+向负极移动D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液中KOH的质量分数不断增大【考点】化学电源新型电池．【分析】A．该原电池中，Zn失电子发生氧化反应而作负极，则Ag2O作正极；B．失电子发生氧化反应、得电子发生还原反应；C．放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动；D．根据电池反应式知，反应中消耗水，KOH不参加反应．【解答】解：A．根据电极反应式知，Zn失电子发生氧化反应而作负极，则Ag2O作正极，故A错误；B．失电子发生氧化反应、得电子发生还原反应，所以锌发生氧化反应、氧化银发生还原反应，故B错误；C．放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以溶液中OH﹣向负极移动，K+、H+向正极移动，故C错误；D．根据电池反应式知，反应中消耗水，KOH不参加反应，所以随着反应的进行，溶液中KOH 浓度增大，溶液的pH增大，故D正确；故选D．【点评】本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确正负极与得失电子关系是解本题关键，知道离子移动方向、反应类型，易错选项是D．19．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）将两个铂电极放置在稀H2SO4溶液中，然后分别向两极通入H2和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是（）①通入H2的电极为正极；②正极的电极反应是O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；③正极的电极反应是O2+4e﹣+4H+═2H2O；④负极的电极反应式是H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O；⑤负极的电极反应式是H2﹣2e﹣═2H+；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动．A．①③⑤B．②④⑥C．③⑤⑥D．①③④【考点】化学电源新型电池．【分析】该燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应，所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电解质溶液是稀硫酸，所以负极反应式为H2﹣2e﹣═2H+、正极反应式为O2+4e ﹣+4H+═2H2O，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，据此分析解答．【解答】解：该燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应，所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电解质溶液是稀硫酸，所以负极反应式为H2﹣2e﹣═2H+、正极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O；放电时，电子从负极沿导线流向正极，所以负极附近聚集大量阳离子、正极上聚集大量电子，根据异性相吸知，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以正确选项是③⑤⑥，故选C．【点评】本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确正负极的判断、离子移动方向、电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意书写条件下不能生成氢氧根离子，为易错点．20．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验中，不考虑两球的浮力变化）（）A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低D．当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高【考点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题；元素及其化合物．【分析】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池，Fe为负极，发生Fe﹣2e﹣═Fe2+，Cu为正极，发生Cu2++2e﹣═Cu；当杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，以此解答该题．【解答】解：杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池，Fe为负极，发生Fe﹣2e﹣═Fe2+，Cu为正极，发生Cu2++2e﹣═Cu，则A端低，B端高；杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A 端高，B端低，故选C．【点评】本题考查原电池及化学反应，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握杠杆是否导电及发生的反应，学生容易忽略杠杆为绝缘体时的情况，题目难度中等．23．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸，下列说法正确的是（）A．a为正极，b为负极B．生产过程中a电极质量减轻C．电子从b极向a极移动D．负极反应式为：SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+【考点】化学电源新型电池．【分析】该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+，正极反应式为O2+4e﹣+4H+=2H2O，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答．【解答】解：A．该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极、通入氧气的电极是正极，所以a是负极、b是正极，故A错误；B．a电极上电极反应式为SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+，生成阴阳离子，所以a电极质量不变，故B错误；C．a是负极、b是正极，所以电子从a极流向b极，故C错误；D．负极上二氧化硫失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+，故D 正确；故选D．【点评】本题考查化学电源新型电池，为高频考点，根据元素化合价变化确定正负极，知道各个电极发生的反应及电子流向，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．26．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）（16分）（2015春•延边州校级期中）A、B、C、D、E都是短周期元素，原子半径D＞C＞A＞E＞B，其中A、B处在同一周期，A、C处在同一主族．C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和，C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍，且D为金属．试回答：（1）C在元素周期表的位置：第三周期IVA族．（2）在五种元素中除D外都是非金属元素，这四种非金属形成的最简单的液态或气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是（用具体的分子式表示）H2O＞NH3＞CH4＞SiH4．（3）E的氢化物的熔沸点比其同主族元素形成氢化物的熔沸点要高，原因是NH3分子间存在氢键，使熔沸点升高．（4）A与B形成的三原子分子的结构式是O=C=O，B与D形成的原子个数比为1：1的化合物的电子式是．（5）E的一种氢化物叫肼，其分子中E原子与氢原子个数比为1：2．肼﹣空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池，其电解质溶液是20%﹣30%的KOH溶液．该燃料电池的正极的电极反应式是O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣．（6）用电子式表示D2B的形成过程．羰基硫（COS）分子结构与AB2分子结构相似，所有原子的最外层都满足8电子结构．用电子式表示羰基硫分子．【考点】位置结构性质的相互关系应用．【分析】A、B、C、D、E都是短周期元素，原子半径D＞C＞A＞E＞B，其中A、B处在同一周期，A、C处在同一主族，四种元素在周期表中的大致相对位置为：，A、C处在同一主族，二者质子数相差8，C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和，故B 的质子数为8，则B为O元素；C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍，故C最外层电子数为4，D的最外层电子数为1，可推知A为碳元素，C为Si元素，D为Na元素，E的原子半径介于碳、氧之间，故E为N元素，据此解答．【解答】解：A、B、C、D、E都是短周期元素，原子半径D＞C＞A＞E＞B，其中A、B处在同一周期，A、C处在同一主族，四种元素在周期表中的大致相对位置为：，A、C处在同一主族，二者质子数相差8，C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和，故B的质子数为8，则B为O元素；C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍，故C最外层电子数为4，D的最外层电子数为1，可推知A为碳元素，C为Si元素，D为Na 元素，E的原子半径介于碳、氧之间，故E为N元素．（1）C为Si元素，处于周期表中第三周期IVA族，故答案为：第三周期IVA族；（2）氢化物稳定性与元素非金属性一致，由于非金属性O＞N＞C＞Si，故氢化物稳定性：H2O＞NH3＞CH4＞SiH4，故答案为：H2O＞NH3＞CH4＞SiH4；（3）E的氢化物为NH3，NH3分子间存在氢键，熔沸点比其同主族元素形成氢化物的熔沸点要高，故答案为：NH3分子间存在氢键，使熔沸点升高；（4）A与B形成的三原子分子为CO2，结构式是O=C=O，B与D形成的原子个数比为1：1的化合物为Na2O2，电子式是，故答案为：O=C=O；；（5）E的一种氢化物叫肼，其分子中E原子与氢原子个数比为1：2，则肼的分子式为N2H4，肼﹣空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池，其电解质溶液是20%﹣30%的KOH溶液，原电池正极发生还原反应，氧气在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，该燃料电池的正极的电极反应式是：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；（6）用电子式表示Na2O的形成过程为．羰基硫（COS）分子结构与CO2分子结构相似，所有原子的最外层都满足8电子结构，用电子式表示羰基硫分子为：，故答案为：；．【点评】本题考查元素位置结构性质的关系，侧重对化学用语及元素周期律的考查，题目难度中等，关键是正确推断元素的种类，注意根据原子位置关系及半径大小找出其在周期表中的相对位置．30．（2014-2015学年吉林省延边二中高一（下）期中化学试卷）（短周期元素X、Y、Z、W 在周期表中的位置关系如表所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛．X Y ZW（1）X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上，其中一定条件下，液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离，则液态YH3中阴离子的电子式为．（2）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇﹣氧化钠，其中Z2﹣可以在固体介质NASICON中自由移动．则负极的反应式CO﹣2e﹣+O2﹣═CO2．（3）关于该电池的下列说法，正确的是AC．A．工作时电极b作正极，Z2﹣通过固体介质NASICON由电极b流向电极aB．工作时电流由电极a通过传感器流向电极bC．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高．【考点】位置结构性质的相互关系应用．【分析】由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，X、Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，则W为Al，可推知X为C、Y为N、Z为O．（1）液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离，则液态NH3中电离得到NH4+、NH2﹣；（2）（3）该装置是原电池，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为CO﹣2e﹣+O2﹣═CO2，正极上氧气得电子发生还原反应，原电池放电时电子从负极流向正极，电流由正极通过导线流向负极，阴离子向负极移动，一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大．【解答】解：由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知，X、Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，则W为Al，可推知X为C、Y为N、Z为O．（1）液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离，则液态NH3中电离得到NH4+、NH2﹣，NH2﹣中N原子与H原子之间形成1对共用电子对，其电子式为：，故答案为：；（2）该装置是原电池，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO﹣2e﹣+O2﹣═CO，2故答案为：CO﹣2e﹣+O2﹣═CO2；（3）A．工作时电极b通入空气，b作正极，阴离子向负极移动，O2﹣由电极b流向电极a，故A正确；B．原电池放电时电子从负极流向正极，故电流由电极b通过传感器流向电极a，故B错误；C．一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大，故C正确，故答案为：AC．【点评】本题考查结构性质关系应用，涉及电子式、原电池等，推断应是解题关键，侧重对学生综合能力与基础知识的掌握．2015年6月广东省普通高中学生学业水平考试21．下图为番茄电池的示意图，下列说法正确的是A．电流由锌通过导线流向铜B．负极反应为Zn—2e-＝Zn2+C．一段时间后，铜片质量会减少D．一段时间后，锌片质量会增加【答案】B【解析】试题分析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。