


【高考备考】2023届化学第二轮备考复习化学反应原理一一次电池专题训练(含解析)
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这是一份【高考备考】2023届化学第二轮备考复习化学反应原理一一次电池专题训练(含解析),共17页。试卷主要包含了单选题,填空题等内容,欢迎下载使用。
【高考备考】2023届化学第二轮备考复习化学反应原理
一有关一次电池(锌银纽扣电池)专题训练
一、单选题
1.化学与生活联系密切,下列说法错误的是
A.煤、石油、天然气是不可再生能源,风能、生物质能、沼气是可再生能源
B.纽扣银锌电池体型小,含有害物质少,用后不用分类回收,可以随意处理
C.草木灰中提取的可以去除餐具上的油污
D.推广氢燃料电池汽车,减少氮氧化物的排放
2.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O、Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应为Ag2O+Zn+H2O =2Ag + Zn(OH)2 。下列说法中错误的是
A.原电池放电时,负极上发生反应的物质是Zn
B.溶液中OH— 向正极移动,K+、 H+向负极移动
C.工作时,电子由Zn电极沿导线流向Ag2O电极
D.负极上发生的反应是Zn + 2OH— — 2e— =Zn(OH)2
3.下列有关叙述正确的是( )
A.碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag
C.放电时,铅蓄电池中硫酸浓度不断增大
D.电镀时,待镀的金属制品表面发生氧化反应
4.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
I碱性锌锰电池
II铅蓄电池
Ⅲ电解精炼铜
IV银锌纽扣电池
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2是催化剂
B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C.图Ⅲ所示装置工作过程中,阳极为粗铜,阴极为纯铜,电解过程中电解质溶液不需要更换
D.图Ⅳ所示电池工作过程中,电子由Zn极流向Ag2O极
5.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,总反应式为:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.下列说法不正确的是
A.锌是负极,氧化银是正极
B.锌发生还原反应,氧化银发生氧化反应
C.溶液中OH-向负极移动,K+、H+向正极移动
D.随着电极反应的不断进行,电解质溶液的pH会增大
6.新冠肺炎最明显的症状就是出现发热,体温枪能快速检测人体体温,该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如下图所示),该电池的总反应式为:。下列关于该电池的说法正确的是
A.Ag2O电极作正极,发生氧化反应
B.该电池放电时溶液中的K+向Zn电极移动
C.电池工作时,电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极
D.该电池的负极反应为:
7.下列为四个常用的电化学装置,关于它们的叙述正确的是
A.图(a)中,MnO2的作用是催化剂
B.图(b)所示电池放电过程中,两极板的质量不断增大
C.图(c)所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D.图(d)所示电池充电过程中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag
8.纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池,其电极分别为Zn 和 Ag2O,用KOH溶液作电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是
A.正极的电极反应为Ag2O+2e‾+H2O=2Ag+2OH‾
B.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应
C.使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极
D.使用时溶液中电子的方向是由Ag2O极流向Zn极
9.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,总反应为Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag。下列说法不正确的是
A.锌是负极,氧化银是正极
B.正极反应式为:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
C.溶液中OH-向负极移动,K+向正极移动
D.随着电极反应的不断进行,电解质溶液的pH会减小
10.化学电源在生活中有广泛的应用,各种电池的示意图如下,下列有关说法中不正确的是
A.甲:电子由锌片经导线流向铜片
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−
C.丙:锌筒作负极,发生还原反应,使用一段时间锌筒会变薄
D.丁:使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
11.微型纽扣电池在现代生活中是广泛应用的一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应式分别为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,电池总反应式为Ag2O+Zn=2Ag+ZnO。根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是( )
A.在使用过程中,电池负极区溶液pH增大
B.在使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C.在使用过程中,Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
D.外电路中每通过0.2 mol电子,正极的质量理论上减小1.6g
12.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应式为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应式为:Ag2O+Zn=ZnO+2Ag。根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是
A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH增大
B.在使用过程中,电子由Ag2O经外电路流向Zn极
C.Zn是负极,Ag2O是正极
D.Zn极发生还原反应,Ag2O极发生氧化反应
二、填空题
13.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag,其中一个电极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
(1)正极材料为___________。
(2)写出另一电极的电极反应式__________。
(3)在电池使用的过程中,电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化?________(增大、减小、不变)。
(4)当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子,计算消耗的负极的质量_______。
(5)利用下列反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池,请选择适当的材料和试剂。
①电解质溶液为_____________。
②负极反应式:____________________。
③溶液中Fe3+向__________极移动。
14.人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用,如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等,都离不开各式各样的电池,同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息,回答下列问题:
(1)研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电,在海水中电池反应可表示为:5MnO2 +2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10 +2AgCl
①该电池的负极反应式是______________;
②在电池中,Na + 不断移动到“水”电池的_______极(填“正“或“负”);
③外电路每通过4mol电子时,生成Na2 Mn5 O10 的物质的量是_______。
(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示:
①该电池工作时,b口通入的物质为____________。
②该电池负极的电极反应式________________________。
③工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有___________NA个电子转移。
(3)Ag2O是银锌碱性电池的正极活性物质,当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液时,电池放电时正极的Ag2O转化为Ag,负极的Zn转化为Zn(OH)2,写出该电池反应方程式:_________________________。
15.电子表和电子计算器中所用的是钮扣式的微型银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解液为KOH溶液。工作时电池总反应为:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。
(1)工作时电流从______极流向_____极(两空均选填“Ag2O”或“Zn”);
(2)负极的电极反应式为:_________________________;
(3)工作时电池正极区的pH_________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减少______g。
16.请用所学的化学知识解释下列反应。
(1)Ag2O-Zn-KOH 组成的纽扣电池,正极区 pH 增大,请用电极反应式解释:______________。
(2)炒过菜的铁锅不及时清洗(未洗净残液中含 NaCl),不久会生锈,写出正极电极反应 式:_____________,其锈蚀过程属于_____(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。
(3)CuO 中含 Fe2O3,要想用此化合物制得纯净的 CuCl2 固体涉及流程为:
Fe(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀 pH
1.9
4.7
完全沉淀 pH
3.2
6.7
①物质 a 为加入_____把 pH 调到_____。
②操作 c 为在_____条件下加热蒸干得固体 CuCl2。
(4)C2H6在足量 O2中完全燃烧,当转移 7 mol e-时放热 a kJ,写出表示 C2H6 燃烧热的热化学方程式:_____。
(5)CO2 中混有 HCl,可用饱和 NaHCO3 溶液吸收 HCl,请用平衡移动原理解释原因_____
17.能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
(1)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图所示:
①则电极d是___________(填“正极”或“负极”),电极c的电极反应式为___________。
②若线路中转移2mol电子,则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为___________L。比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先燃料电池的能量转化效率高,其次___________。
(2)银锌纽扣电池,其电池反应式为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。
①电池在放电时,正极反应式为___________。放电时电流从___________经导线流向___________
②该电池属于___________(填“酸”“碱”或“中”)性电池。充电时的能量转化形式:由___________能转化为___________能。
18.电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,其电极反应式为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
(1)原电池是一种__装置。
(2)钮扣电池的负极材料是___。
(3)钮扣电池正极发生的是___反应(填反应类型)。
(4)钮扣电池总反应方程式为___。
答案:
1.B
【详解】A.风能、生物质能、沼气是通过太阳光的照射和水的循环来形成的,太阳光可以源源不断的从自然界得到,是可再生能源,煤、石油和天然气属于三大化石燃料,都属于不可再生的能源,故A正确;
B.纽扣银锌电池,含有重金属,能够引起环境污染,使用完后,应回收,不能随意丢弃,故B错误;
C.K2CO3溶液水解显碱性,能使油脂水解,故草木灰中提取的K2CO3可以去除餐具上的油污,故C正确;
D.燃烧不含氮元素,能减少氮氧化物排放,故D正确;
故选:B。
2.B
【详解】A.根据总反应Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2可知,放电时Zn元素的化合价由0价变为+2价,所以在负极上Zn失电子发生氧化反应,故A正确;
B.放电时,电解质溶液中的OH-向负极移动,K+、H+向正极移动,故B错误;
C.根据总反应Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2可知,Zn为负极,Ag2O为正极,电子由Zn电极沿导线流向Ag2O电极,故C正确;
D.负极上Zn失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn+2OH-—2e-=Zn(OH)2,故D正确。
故选B。
3.B
【详解】A.碱性锌锰电池中,MnO2中Mn元素化合价降低,发生还原反应,作氧化剂,故A错误;
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O发生还原反应生成Ag,故B正确;
C.铅酸蓄电池总电池反应为:PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O,可知放电时铅酸蓄电池硫酸浓度不断减小,故C错误;
D.电镀时,镀层阳离子在待镀的金属制品表面放电形成镀层,化合价降低,发生还原反应,故D错误;
4.D
【详解】A.碱性锌锰电池的正极反应为2MnO2+2e-+H2O=Mn2O3+2OH-,MnO2表现出氧化性,选项A错误;
B.铅硫酸蓄电池放电时的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,随着反应的进行,硫酸浓度逐渐减小,选项B错误;
C.电解精炼铜时阳极反应包含:Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+等,阴极反应是Cu2++2e-=Cu,Cu2+浓度减小,电解过程中电解质溶液需要补充Cu2+,选项C错误;
D.银锌纽扣电池工作时Zn极为负极,Ag2O极为正极,电子由负极流向正确,选项D正确。
答案选D。
5.B
【分析】Ag2O、Zn和KOH溶液组成的原电池中,Zn发生失去电子的氧化反应,为负极,电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,氧化银发生得到电子的还原反应,电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=Ag+2OH-,该原电池工作时,电子由Zn经过导线流向氧化银电极,电解质溶液中,K+移向正极氧化银、OH-移向负极Zn,总反应为Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag,由于消耗水使电解质溶液碱性增强、pH增大,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,Zn发生失去电子的氧化反应,氧化银发生得到电子的还原反应,所以Zn为负极、Ag2O为正极,故A正确;
B.原电池工作时,Zn发生失去电子的氧化反应,氧化银发生得到电子的还原反应,故B错误;
C.原电池工作时,电解质溶液中,K+、H+移向正极氧化银、OH-移向负极Zn,故C正确;
D.根据总反应为Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag可知,电池工作消耗水,使电解质溶液碱性增强,pH增大,故D正确;
答案为B。
6.D
【分析】由图可知,银锌电池中,锌为电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2,氧化银为正极,水分子作用下氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子,电极反应式为Ag2O+2e—+H2O=2Ag+2OH—。
【详解】A.由分析可知,氧化银为正极,水分子作用下氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子,故A错误;
B.由分析可知,电池放电时锌为电池的负极,氧化银为正极,则溶液中钾离子向氧化银电极移动,故B错误;
C.由分析可知,电池放电时锌为电池的负极,氧化银为正极,则电流从氧化银电极经导线流向锌电极,故C错误;
D.由分析可知,锌为电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2,故D正确;
故选D。
7.B
【详解】A.该电池反应中二氧化锰得到电子被还原,其不是催化剂,A错误;
B.铅蓄电池放电时,正极电极反应式为:PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O,负极电极反应式为:Pb-2e-+SO42-=PbSO4,两极板的质量不断增大,B正确;
C.粗铜中不仅含有铜,还含有其它金属,电解时粗铜中有铜和其中比其活泼的金属溶解,纯铜上只有铜离子得电子,所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜,所以溶液中铜离子浓度降低,C错误;
D.充电时,阳极上银失电子生成氧化银,发生氧化反应,银作还原剂,电池工作时,氧化银在正极得电子生成银, D错误;
故选B。
8.D
【分析】根据电池的总反应可知,Zn作负极,Ag2O作正极,负极的电极反应为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,正极的电极反应为Ag2O+ H2O+ 2e‾=2Ag+2OH‾,放电时,电子从负极流向正极,由此进行分析判断。
【详解】A. Ag被还原,Ag2O作正极,且正极的电极反应为:Ag2O+ H2O+ 2e‾=2Ag+2OH‾,A项正确,不符合题意;
B. Zn作负极,发生氧化反应,Ag2O作正极,发生还原反应,B项正确,不符合题意;
C. Zn作负极, Ag2O作正极,电子从负极流向正极,因此电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,C项正确,不符合题意;
D. 使用时电解质溶液中没有电子,电子是在外电路流动的,D项错误,符合题意;
答案选D。
解答本题时要注意电解质溶液中没有电子,电子是在外电路流动的,同时还要掌握电极反应的书写。
9.D
【分析】结合总反应为Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag,可知Zn发生失去电子的氧化反应,为负极,电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;氧化银发生得到电子的还原反应,为正极,电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知锌是负极,氧化银是正极,故A正确;
B.氧化银作正极,得电子,结合总反应可知正极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,故B正确;
C.原电池工作时,电解质溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,因此K+移向正极,OH-移向负极,故C正确;
D.根据总反应为Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag可知,电池工作消耗水,使电解质溶液碱性增强,pH增大,故D错误;
答案为D。
10.C
【详解】A.甲是铜锌原电池,其中锌是负极,铜是正极,电子由锌片经导线流向铜片,A正确;
B.乙是纽扣式银锌电池,锌是负极,氧化银是正极,正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH-,B正确;
C.丙是锌锰干电池,锌筒作负极,发生氧化反应,使用一段时间锌筒会变薄,C错误;
D.丁是铅蓄电池,放电时消耗硫酸,所以使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D正确;
答案选C。
11.D
【详解】A项,负极电极反应为Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-,消耗氢氧根离子,溶液的pH减小,故A错误;
B项,由电极反应式可知,Zn的化合价由0价升高到+2价,被氧化,为原电池的负极,则正极为Ag2O,原电池中电子从负极经外电路流向正极,即从锌经导线流向Ag2O,故B错误;
C项,由电极反应式可知,Zn的化合价由0价升高到+2价,为原电池的负极,发生氧化反应,Ag2O是正极发生还原反应,故C错误;
D项,正极电极反应为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,当电路中每通过0.2mol电子,正极的质量理论上减小的是0.1mol氧原子的质量,即0.1mol×(232—216)g/mol=1.6g,故D正确;
答案为D。
本题考查原电池的工作原理,根据电极反应式判断原电池的正负极是解题的关键。
12.C
【详解】A.根据元素化合价变化知,Zn失电子而作负极,负极上OH-参加反应导致其浓度减小,溶液的碱性降低,pH减小,故A错误;
B.该原电池中,Zn是负极、Ag2O是正极,电子从负极Zn沿导线流向正极Ag2O,故B错误;
C.电池反应中Zn元素化合价由0价变为+2价、Ag元素化合价由+1价变为0价,所以Zn是负极、Ag2O是正极,负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应,故C正确;
D.Zn失电子发生氧化反应、Ag2O得电子发生还原反应,故D错误;
故选:C。
13. Ag2O Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O 不变 32.5g FeCl3或铁盐溶液 Fe—2e-=Fe2+ 正
【分析】由总反应式和电极反应式可知,微型纽扣电池中Ag2O为正极,Ag2O在正极得到电子被还原,电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,锌是负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O。
【详解】(1)根据总反应式和电极反应式可知,锌失电子作负极,氧化银得电子作正极,故Ag2O;
(2)根据总反应式和电极反应式可知,锌失电子作负极,电极反应式为Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O,故Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O;
(3)由总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag可知,反应中没有消耗或生成氢氧化钾,也没有生成或消耗水,所以KOH的物质的量不变,故不变;
(4)由负极反应式Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O可知,消耗1mol锌通过电路对外提供了2mol电子,则通过电路对外提供了1mol电子,消耗锌的质量为1mol××65g/mol=32.5g,故32.5g;
(5)在Fe+2Fe3+=3Fe2+反应中,Fe被氧化,应为原电池的负极,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,Fe3+得电子被还原,应为原电池正极反应,正极材料为活泼性比Fe弱的金属或非金属材料如碳棒,电解质溶液为含Fe3+离子的溶液,如FeCl3或铁盐,溶液中Fe3+向正极移动,故FeCl3或铁盐溶液;Fe—2e-=Fe2+;正。
在原电池中还原剂作负极,失去电子被氧化,发生氧化反应,氧化剂在正极得到电子被还原,发生还原反应。
14.(1) Ag-e-+Cl-=AgCl 正 2mol
(2) CH3OH CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 1.2
(3)Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2
【详解】(1)“水”电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电,在海水中电池反应可表示为:5MnO2 +2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10 +2AgCl 。根据反应方程式中元素的化合价的变化可知,Ag失去电子,被氧化,所以作负极,该电池的负极反应式是Ag-e-+Cl-=AgCl;在电池中,Na + 不断移动到“水”电池的正极MnO2;根据总反应方程式可知:每转移2mol电子,会产生1mol Na2Mn5O10,则外电路每通过4mol电子时,生成Na2Mn5O10 的物质的量是2mol;答案:Ag-e-+Cl-=AgCl;正;2mol;
(2)根据示意图可知,溶液中的H+向右移动,则右边的电极为正极,左边的电极为负极。在该电池工作时,b口通入的物质为燃料CH3OH;该电池负极就是通入甲醇的电极,该电极反应式是CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ ;6.4 g甲醇的物质的量是n(甲醇)=6.4g÷32g/mol=0.2mol,每1mol甲醇反应,转移6mol电子,则0.2mol甲醇反应生成CO2时,会转移0.2mol ×6=1.2mol电子。答案:CH3OH;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;1.2;
(3)Ag2O是银锌碱性电池的正极活性物质,当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液时,电池放电时,正极的Ag2O转化为Ag,电极反应式是:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,负极的Zn转化为Zn(OH)2,负极的电极反应式是:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,则该电池反应方程式是Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。答案:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。
15. Ag2O Zn Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 增大 6.5
【详解】(1)工作时电池总反应为:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,Ag元素的化合价由+1价降低到0价,得电子做正极,电流由正极流出,所以工作时电流从Ag2O极流向Zn极;
(2)根据上述分析,Zn做负极,在碱性溶液中的电极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;
(3)工作时,正极反应为Ag2O+2e-+H2O = 2Ag+2OH-,所以电池正极区的pH增大;
(4)根据Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减少0.1mol×65g·mol-1=6.5g。
16. Ag2O+2e-+H2O ═ 2Ag+2OH- O2+4e-+2H2O ═ 4OH- 吸氧腐蚀 CuO(其他合理答案也可) 3.2≤pH<4.7 HCl 气流 C2H6(g)+7/2O2(g) ═ 2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2a kJ/mol 由于 CO2+H2O H2CO3HCO3- +H+,HCO3- 抑制 CO2 溶于水,减小二氧化碳溶解
【详解】(1)Ag2O-Zn-KOH 组成的纽扣电池,锌为负极,氧化银在正极区发生还原反应,产生氢氧根离子,溶液的 pH 增大,电极反应为:Ag2O+2e-+H2O ═ 2Ag+2OH-;
综上所述,本题答案是:Ag2O+2e-+H2O ═2Ag+2OH-。
(2)铁、碳和NaCl溶液构成了原电池,铁在负极发生氧化反应,而溶解在氯化钠溶液中少量的氧气在正极得电子产生氢氧根离子,电极反应式:O2+4e-+2H2O ═4OH-;其锈蚀过程属于吸氧腐蚀;
综上所述,本题答案是:O2+4e-+2H2O ═ 4OH-;吸氧腐蚀。
(3①)CuO 中含 Fe2O3,加入足量的盐酸后,生成铁离子和铜离子;为了使铁离子变成沉淀而铜离子不沉淀,可以加入氧化铜来调节溶液的pH,根据表格中数据可知,调控范围3.2≤pH<4.7;
综上所述,本题答案是:CuO(其他合理答案也可); 3.2≤pH<4.7。
②CuCl2属于强酸弱碱盐,能够水解产生盐酸,盐酸易挥发,加热后促进了CuCl2的水解,得不到CuCl2固体;因此只有在不断地通入氯化氢气流的情况下,抑制其水解,才能加热蒸干得固体 CuCl2。
综上所述,本题答案是:HCl 气流。
(4) C2H6在足量 O2中完全燃烧,反应方程式为C2H6+7/2O2=2CO2+3H2O;氧元素由0价降低到-2价,所以该反应转移电子为3.5×4mol=14mol;当转移 7 mol e-时放热 a kJ,所以转移14mol e-时放热 2a kJ,C2H6 燃烧热的热化学方程式:C2H6(g)+7/2O2(g) ═ 2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2a kJ/mol ;
综上所述,本题答案是:C2H6(g)+7/2O2(g) ═ 2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2a kJ/mol 。
(5) 由于 CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+,HCO3- 抑制 CO2 溶于水,减小二氧化碳溶解,所以CO2 中混有 HCl,可用饱和 NaHCO3 溶液吸收 HCl;
综上所述,本题答案是:由于 CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+,HCO3- 抑制 CO2 溶于水,减小二氧化碳溶解。
17.(1) 正极 CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 11.2 减少空气污染
(2) Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- Ag2O Zn 碱 电 化学
【详解】(1)①根据甲烷燃料电池的结构示意图可知,电子流出的电极为负极,c为负极,d为正极,在燃料电池中,氧气在正极得电子发生还原反应,甲烷在负极失电子发生氧化反应,所以c电极的反应方程式为CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+。
②根据正极电极反应式:O2+4e-+4H+=2H2O,则线路中转移2mol电子时,消耗的O2为0.5mol,在标况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。燃料直接燃烧除了释放出二氧化碳,还会释放出其他气体,造成环境污染,而燃料电池在加入反应物前需要对反应物进行纯化,不会释放出杂质气体,所以燃料电池的优点为减少空气污染。
(2)①根据总反应Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,放电时正极上Ag2O得电子生成Ag,反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。电流从正极流向负极,即从Ag2O流向Zn。
②由总反应可知,有Zn(OH)2生成,故属于碱性电池。放电时由化学能转化为电能,充电时由电能转化为化学能。
18. 将化学能转化为电能 Zn 还原反应 Zn+Ag2O=2Ag+ZnO
【详解】(1)根据原电池的概念,原电池是将化学能转化为电能的装置;答案为将化学能转化为电能。
(2)根据电极反应式知,Zn元素化合价由0价变为+2价,锌失电子发生氧化反应,所以锌作负极;答案为Zn。
(3)根据电极反应式知,Ag元素化合价由+1价变为0价,氧化银得电子发生还原反应,所以氧化银作正极;答案为还原反应。
(4)由电极反应式为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,两电极反应相加,得钮扣电池总反应方程式为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO;答案为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO。
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