(北京专用)2020版高考化学一轮复习 第18讲 原电池 化学电源作业

经典

ⅰ.电流计指针迅速向右偏转,镁条表面无气泡,铝条表面有气泡

ⅱ.电流计指针逐渐向零刻度恢复,经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现 象,一段时间后有少量气泡逸出,铝条表面持续有气泡逸出

(3)ⅰ中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2,则该电极反应式为 。 (4)ⅱ中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因

是 。 【实验3和实验4】

为了排除Mg条的干扰,同学们重新设计装置并进行实验3和实验4,获得的实验现象如下: 编号 实验3

装置

实验现象

电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约10分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少

实验4

电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约3分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少

(5)根据实验3和实验4可获得的正确推论是 (填字母序号)。 A.上述两装置中,开始时铜片表面得电子的物质是O2

B.铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关 C.铜片表面产生的气泡为H2

D.由“铝条表面气泡略有减少”能推测H在铜片表面得电子

(6)由实验1~实验4可推知,铝片作电极材料时的原电池反应与 等因素有关。

答案精解精析 A组 基础题组

1.B A项,锌锰碱性电池可将化学能转化成电能;B项,硅太阳能电池可将太阳能转化为电能;C项,氢燃料电池可将化学能转化成电能;D项,银锌纽扣电池可将化学能转化成电能。

2.C A项,该装置是原电池,可将化学能转化为电能;B项,放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动,根据电子流向知,a是负极、b是正极,所以溶液中H由a极移向b极;C项,b电极上氧气得电子和氢离子反应生成水,导致溶液中

+

+

经典

氢离子浓度降低,溶液的pH升高;D项,电极a上苯酚失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为C6H6O-28e+11H2O

-

6CO2+28H。

+

3.C A项,锌失电子发生氧化反应,所以锌是负极材料;B项,电解池内部阳离子向阴极移动,而可充电电池充电时,阴极是原电池的负极,所以Zn向锌电极迁移;C项,电解池中阳极发生氧化反应,所以阳极的电极反应为ZnMn2O4-xZn-2xe

2+

-2+

Zn1-xMn2O4;D项,充、放电过程中锌元素与锰元素的化合价均发生变化。

4.A A项,盐桥的作用是传导离子,形成闭合回路;B项,锌片作负极,铜片作正极,外电路的电子由锌片流向铜片;C项,锌片作负极,电极反应式是Zn-2e

-

Zn;D项,铜片作正极,电极反应式是Cu+2e

2+2+-

Cu,电路中通过0.2 mol

电子,正极生成0.1 mol铜,即铜片表面增重6.4 g。

5.A A项,根据图示可知,该过程是将太阳能转化为化学能的过程;B项,在电极a表面水转化为氧气,氧元素的化合价升高,发生氧化反应;C项,a为负极,b为正极,H从a极区向b极区移动;D项,根据得失电子守恒可知,该装置中

+

每生成1 mol CO,同时生成mol O2。 6.答案 (1)①Fe ②N

+8e+10H

-+

N+3H2O

(2)FeO(OH)不导电,阻碍电子转移 (3)①本实验条件下,Fe不能直接还原N②Fe+2FeO(OH)

2+

+

2+

2+

;在Fe和Fe共同作用下能提高N

2+

去除率

Fe3O4+2H,Fe将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4,利于电子转移

2+

2+

(4)初始pH低时,产生的Fe充足;初始pH高时,产生的Fe不足 解析 (1)由图示可知,Fe失去电子作负极,N

2+

在正极发生反应转化为N:N+8e+10H

-+

N+3H2O。

(4)初始pH低时,产生的Fe充足,能有效防止FeO(OH)的生成。

B组 提升题组

7.A A项,充电时阴极发生还原反应,电极反应式为M+H2O+e

-

MH+OH,pH升高;B项,电动机工作时是原电池,溶液

-

-

中氢氧根离子向负极即甲电极迁移;C项,正极得电子发生还原反应,电极反应式为NiOOH+H2O+e项,放电过程的正极反应式为NiOOH+H2O+eMH+NiOOH

M+Ni(OH)2。

+6e+14H

-+

-

Ni(OH)2+OH;D

-

Ni(OH)2+OH,负极反应式为MH-e+OH

---

M+H2O,则电池总反应为

8.C C项,正极的电极反应式为Cr2右侧迁移。 9.答案 (1)负

2Cr+7H2O,即处理1 mol Cr2

3+

需要14 mol H从交换膜左侧向

+

经典

(2)指针向左偏转,镁条表面产生无色气泡 (3)O2+2H2O+4e

-

4OH

-

(4)Mg放电后生成Mg(OH)2附着在镁条表面,使Mg的放电反应难以发生,导致指针归零或随着反应的进行,铝条周围溶液中溶解的O2逐渐减少,使O2放电的反应难以发生,导致指针归零 (5)ABC

(6)另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O2

解析 (1)由实验1中左侧装置可知,电流计指针偏向的电极为正极,所以右侧装置中,Al为正极,Mg为负极。 (2)根据原电池的总反应可知,Al作负极:Al-3e+4OH

--

Al+2H2O,所以Al电极失去电子,电子从右侧流向左侧,

电流计指针向左偏转,Al电极溶解,H2O在Mg电极表面得到电子,放出氢气,所以Mg电极表面有气泡。 (3)由题意可知,电解质溶液呈碱性,所以氧气放电的电极反应式为O2+2H2O+4e

-

4OH。

-

(5)A项,由实验3、4可知,电流计指针向左偏转,所以Al为负极,则Cu为正极,氧气在Cu电极表面得到电子;B项,对比实验3、4,实验4为煮沸的溶液,两实验中的变量为溶解氧的浓度,导致的结果为产生气泡的时间长短不同;C项,由题意知,Cu为正极,且一段时间后,Cu表面有气泡产生,并且此时水中溶解的O2浓度降低,所以得电子的是水中的H,释放的气体为H2;D项,由“铝条表面气泡略有减少”的现象不能推测出Cu表面是H得电子的结论。 (6)由实验1、2可知,该原电池反应与溶液酸碱性有关;由实验2与实验3对比可知,原电池反应与另一电极的材料有关;由实验3、4对比可知,原电池反应与溶液中氧气浓度有关。

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