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专题45 原电池原理与应用-十年(2014-2023)高考化学真题分项汇编(全国通用)
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最新10年(14-23年)高考化学真题分项汇编
专题45 原电池原理与应用
1.【2023年山东卷】利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A.甲室电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为:
D.扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【答案】CD
【解析】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室电极溶解,变为铜离子与氨气形成,因此甲室电极为负极,故A错误;B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动,若隔膜为阳离子膜,电极溶解生成的铜离子要向右侧移动,通入氨气要消耗铜离子,显然左侧阳离子不断减小,明显不利于电池反应正常进行,故B错误;C. 左侧负极是,正极是,则电池总反应为:,故C正确;D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成,铜离子浓度降低,铜离子得电子能力减弱,因此将对电池电动势产生影响,故D正确。综上所述,答案为CD。
2.【2023年广东卷】负载有和的活性炭,可选择性去除实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是
A.作原电池正极
B.电子由经活性炭流向
C.表面发生的电极反应:
D.每消耗标准状况下的,最多去除
【答案】B
【解析】在Pt得电子发生还原反应,Pt为正极,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极。A.由分析可知,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误;B.电子由负极经活性炭流向正极,B正确;C.溶液为酸性,故表面发生的电极反应为,C错误;D.每消耗标准状况下的,转移电子2ml,而失去2ml电子,故最多去除,D错误。 故选B。
3.【2021年重庆卷】CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置,工作原理如图所示,其中YSZ是固体电解质,当传感器在一定温度下工作时,在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错说的是
A.CO迁移方向为界面X →电极b
B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1:1
C.电极b为负极,发生的电极反应为2CO-4e-=O2↑+2CO2↑
D.电池总反应为Li2CO3=Li2O+CO2↑
【答案】B
【解析】根据图示可知在电极a上O2得到电子变为O2-,所以a电极为负极;在电极b上熔融Li2CO3失去电子变为CO2、O2,所以金属电极b为正极,然后根据同种电荷相互排斥,一致电荷相互吸引的原则分析判断。A.根据图示可知:电极a上O2得到电子变为O2-,所以a电极为正极;在电极b上熔融Li2CO3失去电子变为CO2、O2,所以金属电极b为负极。CO会向负极区移动,故CO迁移方向为界面X →电极b,A正确;B.在电极a上发生反应:O2+4e-=2O2-,在电极b上发生反应:2CO-4e-= O2↑+2CO2↑,在同一闭合回路中电子转移数目相等,可知电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1:2,B错误;C.电极b为负极,失去电子发生氧化反应 ,则负极的电极反应为2CO-4e-=O2↑+ 2CO2↑,C正确;D.负极上熔融的Li2CO3失去电子被氧化产生O2、CO2气体,反应式为Li2CO3(熔融)=2Li++;2CO-4e-=O2↑+2CO2↑,正极上发生反应:O2+4e-=2O2-,根据在同一闭合回路中电子转移数目相等,将正、负极电极式叠加,可得总反应方程式为:Li2CO3=Li2O+CO2↑,D正确;故合理选项是B。
4.【2022年1月浙江卷】pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为:AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1ml·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时,电能转化为化学能
【答案】C
【解析】A. 如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极为负极、负极发生氧化反应而不是还原反应,A错误;B.已知:pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059,则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化,B错误;C.pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059,则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH,C正确;D. pH计工作时,利用原电池原理,则化学能转化为电能,D错误;答案选C。
5.【2022年湖南卷】海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
【答案】B
【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑, M极上Li失去电子发生氧化反应,则M电极为负极,电极反应为Li-e-=Li+,N极为正极,电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,同时氧气也可以在N极得电子,电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。A.海水中含有丰富的电解质,如氯化钠、氯化镁等,可作为电解质溶液,故A正确;B.由上述分析可知,N为正极,电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,和反应O2+4e-+2H2O=4OH-,故B错误;C.Li为活泼金属,易与水反应,玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应,并能传导离子,故C正确;D.该电池不可充电,属于一次电池,故D正确;答案选B。
6.(2021·广东真题)火星大气中含有大量,一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时
A.负极上发生还原反应B.在正极上得电子
C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】根据题干信息可知,放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A.放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+,故A错误;B.放电时正极为CO2得到电子生成C,故B正确;C.放电时阳离子移向还原电极,即阳离子由负极移向正极,故C错误;D.放电时装置为原电池,能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等,故D错误;综上所述,符合题意的为B项,故答案为B。
7.(2019·上海高考真题)关于下列装置,叙述错误的是( )
A.石墨电极反应O2+4H++4e→2H2O
B.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀
C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀
D.加入HCl,石墨电极反应式:2H++2e→H2
【答案】A
【解析】该装置为原电池,铁为负极,石墨为正极。A.石墨电极为正极,溶液为中性,空气中的氧气得到电子,电极反应为O2+2H2O +4e-=4OH-,错误;B.鼓入少量空气,增加氧气的浓度,加快反应速率,正确;C.加入少量氯化钠,溶液导电能力增强,能加快铁的腐蚀,正确;D.加入氯化氢,发生析氢腐蚀,石墨电极上氢离子得到电子生成氢气,电极反应式为:2H++2e→H2,正确;答案选A。
8.(2018·浙江高考真题)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确的是
A.金属锂作负极,发生氧化反应
B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动
C.正极的电极反应:O2+4e—==2O2—
D.电池总反应:4Li+O2+2H2O==4LiOH
【答案】C
【解析】A.在锂空气电池中,金属锂失去电子,发生氧化反应,为负极,正确;B.Li在负极失去电子变成了Li+,会通过有机电解质向水溶液处(正极)移动,正确;C.正极氧气得到了电子后与氢结合形成氢氧根,电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-,错误;D.负极的反应式为Li-e-= Li+,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,电池的总反应则为4Li+O2+2H2O==4LiOH,正确。综上所述,本题的正确答案为C。
9.(2017·浙江高考真题)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.金属M作电池负极
B.电解质是熔融的MO
C.正极的电极反应
D.电池反应
【答案】B
【解析】根据图示,金属M为负极,通入空气的电极为正极。A.金属M作电池负极,正确;B.根据图示,电解质是熔融的M(OH)2,错误;C.正极发生还原反应,电极反应,正确;D.负极M失去电子生成M2+,结合C的分析,电池反应,正确;答案选B。
10.(2019·浙江高考真题)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A.Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O2Ag+2OH−
C.锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
【答案】A
【解析】A.Zn较Cu活泼,做负极,Zn失电子变Zn2+,电子经导线转移到铜电极,铜电极负电荷变多,吸引了溶液中的阳离子,因而Zn2+和H+迁移至铜电极,H+氧化性较强,得电子变H2,因而c(H+)减小,错误;B.Ag2O作正极,得到来自Zn失去的电子,被还原成Ag,结合KOH作电解液,故电极反应式为Ag2O+2e−+H2O2Ag+2OH−,正确;C.Zn为较活泼电极,做负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,正确;D.铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O,可知放电一段时间后,H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,正确。故答案选A。
11.(2015·天津高考真题)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
【答案】C
【解析】A.由图像可知该原电池反应原理为Zn+Cu2+= Zn2++ Cu,故Zn电极为负极失电子发生氧化反应,Cu电极为正极得电子发生还原反应,错误;B.该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故两池中c(SO42-)不变,错误;C.电解过程中溶液中Zn2+由甲池通过阳离子交换膜进入乙池,乙池中Cu2++2e—= Cu,故乙池中为Cu2+~Zn2+,摩尔质量M(Zn2+)>M(Cu2+)故乙池溶液的总质量增加,正确;D.该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中溶液中Zn2+由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡,阴离子并不通过交换膜,错误;本题选C。
12.(2016·上海高考真题)图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示( )
A.铜棒的质量B.c(Zn2+)C.c(H+)D.c(SO42-) -
【答案】C
【解析】铜锌原电池中,Zn是负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-=Zn2+,Cu是正极,氢离子得电子发生还原反应,电极反应为 2H++2e-=H2↑。则A.Cu是正极,氢离子得电子发生还原反应,Cu棒的质量不变,错误;B.由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-=Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,错误;C.由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,正确;D.SO42-不参加反应,其浓度不变,错误;故选C。
13.(2012·全国高考真题)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池.①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少.据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是( )
A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④
【答案】B
【解析】组成原电池时,负极金属较为活泼,可根据电子、电流的流向以及反应时正负极的变化判断原电池的正负极,则可判断金属的活泼性强弱。组成原电池时,负极金属较为活泼,①②相连时,外电路电流从②流向①,说明①为负极,活泼性①>②;①③相连时,③为正极,活泼性①>③;②④相连时,②上有气泡逸出,应为原电池的正极,活泼性④>②;③④相连时,③的质量减少,③为负极,活泼性③>④;综上分析可知活泼性:①>③>④>②;故选B。
14.(2015·全国高考真题)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
【答案】A
【解析】A.根据图象,负极上C6H12O6失电子,正极上O2得电子和H+反应生成水,负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+,正极的电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O,因此CO2在负极产生,错误;B.葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池,有电流产生,所以微生物促进了反应中电子的转移,正确;C.通过原电池的电极反应可知,负极区产生了H+,根据原电池中阳离子向正极移动,可知质子(H+)通过交换膜从负极区移向正极区,正确;D.该反应属于燃料电池,燃料电池的电池反应式和燃烧反应式相同,则电池反应式为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,正确;故选A。
15.(2013·上海高考真题)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e=Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e=4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
【答案】D
【解析】A.脱氧过程是放热反应,可吸收氧气,延长糕点保质期,A不正确;B.脱氧过程中铁作原电池负极,电极反应为Fe-2e=Fe2+,B不正确;C.脱氧过程中碳做原电池正极,电极反应为2H2O+O2+4e=4OH-,C不正确;D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,铁的物质的量为0.02ml,其最终被氧化为氢氧化铁,电子转移总量为0.06ml,理论上最多能吸收氧气0.015ml,其体积在标准状况下为336mL,D正确。故选D。
16.(2016·全国高考真题)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是
A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
【答案】B
【解析】Mg-AgCl电池中,活泼金属Mg是还原剂、AgCl是氧化剂,金属Mg作负极,正极反应为:2AgCl+2e-═2C1-+2Ag,负极反应式为:Mg-2e-=Mg2+,A、负极反应式为:Mg-2e-=Mg2+,正确;B、正极反应为:2AgCl+2e-═2C1-+2Ag,错误;C、原电池中阴离子移向负极,则Cl-在正极产生由正极向负极迁移,正确;D、镁是活泼金属与水反应,即Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,正确。答案选B。
17.(2007·全国高考真题)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片,下列叙述正确的是
A.正极附近的SO42―离子浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.正极有O2逸出
D.铜片上有H2逸出
【答案】D
【解析】相对活泼的锌做负极,失去的电子经导线流向正极,溶液中的氢离子在正极得电子逸出氢气;负极极反应:Zn -2e-=Zn2+; 正极极反应:2H++2e-=H2↑;阳离子移向原电池的正极,阴离子移向负极,所以负极附近的SO42-离子浓度逐渐增大;故选D。
18.(2010·湖南高考真题)根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)
B.
C.2Ag+(aq)+Cd(s)= 2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.
【答案】A
【解析】根据图中电极标有“+”和“-”,可确定分别为正极和负极,且金属做电极,负极金属活动性强于正极金属,结合原电池装置可判断金属性分别为Cd>C和C>Ag,即Cd>C>Ag。A、由于金属性Cd强于Ag,则2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)反应不可能发生,错误;B、由于金属性Cd强于C,则反应可以发生,正确;C、由于金属性Cd强于Ag,则2Ag+(aq)+Cd(s)= 2Ag(s)+Cd2+(aq)反应可以发生,正确;D、由于金属性C强于Ag,则反应可以发生,正确;答案选A。
19.(2012·上海高考真题)右图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,下列说法错误的是
A.a、b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸
D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
【答案】A
【解析】A、如果此装置是电解池装置,阴阳两极可以都为锌,电解质溶液是硫酸溶液,错误;B、如果是电解池,阳极是锌,电极反应式:Zn-2e-=Zn2+,阴极:2H++2e-=H2↑,正确;B、如果是原电池,负极为Zn,反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极反应式:2H++2e-=H2↑,正确;D、锌比铜活泼,锌作负极,负极为Zn,反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜作正极,正极反应式:2H++2e-=H2↑,正确.
20.(2013·全国高考真题)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
【答案】B
【解析】A.银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银,所以银器质量减小,错误;B.银作正极,正极上Ag2S得电子作氧化剂,在反应中被还原生成单质银,正确;C.Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3,错误; D.黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,错误;故选B。
21.(2008·广东高考真题)用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3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AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①②B.②③C.②④D.③④
【答案】C
【解析】原电池中,较活泼的金属铜作负极,负极上金属铜失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属银作正极,正极上银离子得电子发生还原反应,外电路上,电子从负极沿导线流向正极,①在外电路中,电流由银电极流向铜电极,故错误;②正极上得电子发生还原反应,所以反应为:Ag++e-=Ag,故正确;③实验过程中取出盐桥,不能构成闭合回路,所以原电池不能继续工作,故错误;④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同,故正确。答案选C。
22.(2013·全国高考真题)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A.电池反应中有NaCl生成
B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C.正极反应为:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【答案】B
【解析】A.在反应中,Na失去电子变为Na+,与电解质中的Cl-结合形成NaCl,所以电池反应中有NaCl生成,正确;B.在电池正极是NiCl2+2e-=Ni+2Cl-,所以其总反应是金属钠还原Ni2+变为Ni,错误;C.根据电池结构及工作原理可知:正极反应为:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-,正确;D.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,钠离子通过钠离子导体从负极移向正极,正确;答案选B。
23.(2009·上海高考真题)茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A.②③B.②④C.①②D.①④
【答案】A
【解析】①原电池中电极分为正、负极,故①错误;②一般较活泼的金属为原电池的负极,铝合金为负极,②正确;③电极在海水中,故海水为电解质溶液,③正确;④铝合金为负极,原电池的负极发生氧化反应,④错误;答案选A。
24.(2016·浙江高考真题)如图所示进行实验,下列说法不正确的是
A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转
D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e-===Zn2+
【答案】B
【解析】A.装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,铜片作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,所以甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生,正确;B.装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气没有形成原电池,错误;C.装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,所以锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转,正确;D.装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,锌片的活泼性大于铜片的活泼性,所以锌片作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式:Zn-2e-═Zn2+,正确;故选B。
25.(2016·海南高考真题)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是
A.Zn为电池的负极
B.正极反应式为2FeO42−+10H++6e-=Fe2O3+5H2O
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D.电池工作时OH−向负极迁移
【答案】AD
【解析】A.根据化合价升降判断,Zn化合价只能上升,故为负极材料,K2FeO4为正极材料,A正确;B.KOH溶液为电解质溶液,则正极电极方程式为2FeO42−+6e−+8H2O=2Fe(OH)3+10OH−,错误;C.电池总反应为2K2FeO4+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH,因此该电池放电过程中电解质溶液浓度增大,C错误;D.电池工作时阴离子OH−向负极迁移,D正确;故选AD。
26.(2012·福建高考真题)将下图所示实验装置的 K 闭合,下列判断正确的是
A.Cu 电极上发生还原反应
B.电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动
C.片刻后甲池中c(SO42-)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
【答案】A
【解析】关闭K后,甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应,所以是原电池,锌易失电子作负极,铜作正极,则含有硫酸钠溶液的滤纸是电解池,a是阴极,b是阳极。A、铜电极上铜离子得电子发生还原反应生成铜,正确;B、电子从Zn→a,b→Cu路径流动,电子不能进入电解质溶液,错误;C、锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子进入溶液,硫酸根离子不参加反应,所以硫酸根离子浓度不变,错误;D、电解池中,a电极上氢离子放电生成氢气,同时a电极附近生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,所以a点变红色,错误;答案选A。
27.(2013·海南高考真题)Mg-AgCl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】D
【解析】A、根据电极总电极反应式,化合价升高的作负极,Mg作负极,错误;B、AgCl作正极,错误;C、KCl属于电解质,能被激活,错误;D、利用海水作电解质溶液,故正确。故选D。
28.(2014·海南高考真题)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4,溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。 回答下列问题:
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。
(2)电池正极反应式为___________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?________(填“是”或“否”),原因是________________________________________________________________。
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为_______________________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。
【答案】(1)b a (2)MnO2+e-+Li+=LiMnO2 (3)否 电极Li是活泼金属,能与水反应 (4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
【解析】
(1)锂是活泼的金属,作负极,因此外电路的电流方向是由正极b流向负极a。
(2)在电池正极b上发生得到电子的还原反应,则电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2;
(3)由于负极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应,所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。
(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2,根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知:每转移2ml的电子,产生1ml的MnO2、2ml KMnO4,所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1。
29.(2007·海南)依据氧化还原反应:2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:
(1)电极X的材料是___________;电解质溶液Y是______________;
(2)银电极为电池的___________极,发生的电极反应为________________________________;
X电极上发生的电极反应为______________________________________;
(3)外电路中的电子是从___________电极流向___________电极(填电极材料名称)。
【答案】(1)Cu AgNO3 (2)正极 Ag++e-=Ag↓ Cu-2e-=Cu2+ (3)铜 银
【解析】
(1)由反应2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)可知,铜失去电子,Ag+得到电子,所以铜必须是负极,银是正极,即X为铜,Y是硝酸银溶液。
(2)银是正极,电极反应式为Ag++e-=Ag↓。铜为负极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。
(3)在外电路中电子从负极流向正极,即从铜电极流向银电极。
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