2024届高三新高考化学大一轮专题训练题----原电池(含解析)

2024届高三新高考化学大一轮专题训练题----原电池
一、单选题
1.(2022·河北邯郸·邯郸一中校考模拟预测)熔融钠-硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为(,难溶于熔融硫),下列说法错误的是
A.的电子式为
B.放电时正极反应为
C.和分别为电池的负极和正极
D.该电池是以为隔膜的二次电池
2.(2022秋·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨德强学校校考期末)我国最近在太阳能光电催化——化学耦合分解硫化氢的研究中获得新进展,相关装置如图所示。下列说法不正确的是
A.该工艺中光能最终主要转化为化学能
B.该装置工作时,由a极区流向b极区
C.a极上发生的电极反应为
D.a极区无需补充含和的溶液
3.(2023·天津南开·统考一模)一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质,电池总反应为:。下列说法不正确的是
A.放电时,含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极
B.充电时,阴极反应:
C.有机高聚物中含有极性键、非极性键和氢键
D.合成有机高聚物的单体:
4.(2022·辽宁大连·高三统考学业考试)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料,它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时在电极与酶之间传递电子,工作原理如图所示:下列说法正确的是
A.电极电势:A>B
B.交换膜为质子交换膜
C.负极的电极反应式为:
D.理论上每合成1mol,电路中转移6mol电子
5.(2023·全国·高三专题练习)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示,电解质溶液呈酸性,该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮,下列叙述错误的是
A.电池工作时,的迁移方向为“厌氧阳极”→“缺氧阴极”和“厌氧阳极”→“好氧阴极”
B.电池工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C.“好氧阴极”存在反应:
D.“厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol
6.(2022秋·湖南·高三校联考阶段练习)纽扣电池是一种携带方便的微型银锌电池,其结构如图所示,下列有关说法错误的是
A.电池工作时,化学能转化成电能
B.电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性减弱
C.锌作电池的负极
D.电池工作时,正极反应式为
7.(2021秋·福建泉州·高三校考期中)有关如图装置的叙述错误的是
A.Fe电极的电极反应式为:Fe–3e-=Fe3+
B.电流由Pt电极经导线流向Fe极
C.该装置中Fe被腐蚀
D.Pt电极上的反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
8.(2023秋·天津南开·高三天津市天津中学校考期末)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(SO)增加
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量减小
D.阳离子通过交换膜向正极移动,形成闭合回路
9.(2022秋·江苏镇江·高三校考学业考试)银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,其装置如图所示。下列说法不正确的是
A.锌是负极
B.Zn 电极的电极反应式:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
C.Ag2O 电极发生氧化反应
D.电子从锌电极经外电路转移到Ag2O电极
10.(2022秋·广东·高三校联考阶段练习)如图所示为氢氧燃料电池示意图,电解液为KCl溶液,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于该电池的叙述错误的是
A.a为负极,b为正极
B.消耗22.4LH2时,电路中转移2NA个电子
C.b极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
D.电池工作一段时间后,KCl溶液浓度降低
11.(2022秋·辽宁大连·高三校联考期中)如图为高能电池的反应原理:,下列有关充电其工作原理的说法错误的是
A.放电时,电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a
B.放电时,电极a的电极反应式:
C.充电时,电极b的电极反应式:
D.充电时,向右移动,电极b的电势大于电极a的电势
12.(2022秋·江苏·高三校联考阶段练习)利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是
A.电子流向:电极B→负载→电极A
B.电极A上的反应式为:
C.若有机物为葡萄糖,处理0.25mol有机物,电路中转移电子6mol
D.若B电极上消耗标准状况下氧气22.4L,B电极区域溶液增重32g
13.(2023春·全国·高三期中)锌—空气电池(原理如下图)适宜用作城市电动车的动力电源,放电时Zn转化为ZnO。则该电池放电时下列说法正确的是
A.将电能转化为化学能 B.氧气在石墨电极上发生还原反应
C.电流由Zn电极经导线流向石墨电极 D.该电池放电时OH—向石墨电极移动
二、多选题
14.(2023春·江西吉安·高三江西省安福中学校考期中)下图是某碱性氢氧燃料电池的工作原理示意图,下列说法错误的是
A.气体1是氧气
B.C1极为电源负极
C.负极上的电极反应式为H2-2e-=2H+
D.装置中能量转化形式有化学能→电能、电能→光能
三、非选择题
15.(2023秋·广西桂林·高三统考期末)2022年12月4日神舟十四号载人飞船成功返回地面,圆满完成飞行任务。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水,由图示的电子转移方向判断Y气体是 ,向 (填“正”或“负”)极作定向移动,负极的电极反应式为 。
(2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。
①飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板的能量转化形式是: 能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为:。当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池为飞船供电,此时在正极反应的物质是 ,负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。在光照区运行时电池充电,阳极的电极反应式为 。
③应急电池在紧急状况下会自动启动,工作原理为,工作时,当消耗32.5gZn时,理论上外电路转移的电子数目为 。
16.(2023·全国·高三专题练习)填空。
(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示:
①在硫氧化菌作用下转化为的电极反应式是 。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在,则电池可以持续供电,原因是 。
(2)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力,其工作原理如图所示。
①a电极的电极反应式是 ;
②一段时间后,需向装置中补充,请依据反应原理解释原因: 。
17.(2022秋·四川成都·高三校联考期末)铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置,丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题:
(1)上述三个装置中能实现题给反应的是 (填装置序号)。
(2)①原电池装置甲中,铜电极上发生的现象是 。
②原电池装置乙中有明显现象发生时,铁电极上的电极反应方程式为 。
③原电池装置丙中,原电池工作时盐桥中的K+移向 (填“铜”或“铁”)极,若反应产生2.24L气体(标准状况),则右侧溶液中溶质的质量增加 g。
(3)实验后同学们经过充分讨论,得出了有关原电池如下结论,你认为这些结论正确的是 (填标号)。
A.氧化还原反应都能设计为原电池
B.凡是有盐桥的原电池,盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性
C.在经典原电池中,活动性强的金属做原电池的负极,与电解质溶液种类无关
D.上述装置丙中,右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替,对原电池的放电效率无影响
18.(2022秋·安徽·高三统考阶段练习)如图是一套电化学实验装置,图中C、D均为铂电极,G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源正极。回答下列问题:
(1)向烧杯B中加入适量较浓的硫酸,发现G的指针向右偏移。则电极C是原电池的 (填“正极”或“负极”),电极C上的电极反应式为 ,烧杯A中的主要实验现象是 。
(2)一段时间后,再向烧杯B中加入适量质量分数为40%的氢氧化钠溶液,发现G的指针向左偏移。此时整套实验装置总反应的离子方程式为,此时电极D为 (填“正极”或“负极”),其电极反应方程式为 。
(3)再过一段时间后,实验装置中的化学反应已经达到化学平衡状态,则此时G的指针指向 (填“右边”“左边”或“0刻度”),理由是 。
19.(2021秋·陕西延安·高三校考阶段练习)I.图为铜锌原电池的装置请回答:
(1)铜是 极,铜片上现象是
(2)锌为 极,电极反应式为
(3)电池反应式(离子反应)为
II.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(4)在导线中电子流动方向为 (用a、b表示)。
(5)负极反应式为 。正极反应式为 。
(6)电极表面镀铂粉的原因为 。
20.(2022秋·北京东城·高三北京二中校考阶段练习)应用电化学原理,回答下列问题:
(1)上述三个装置中,负极反应物化学性质上的共同特点是 。
(2)甲中电流计指针偏移时,盐桥(装有含琼胶的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是 。
(3)乙中正极反应式为 ;若将换成,则负极反应式为 。
(4)丙中正极的电极反应式为 。
(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),进行实验:
ⅰ.K闭合时,指针偏移。放置一段时间后,指针偏移减小。
ⅱ.随后向U型管左侧逐渐加入浓溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移。
①实验ⅰ中银作 极。
②综合实验ⅰ、ⅱ的现象,得出和反应的离子方程式是
参考答案:
1.C
【分析】由总反应可知,钠较活泼,放电时钠失去电子发生氧化反应,故放电时钠为负极、熔融硫为正极;
【详解】A.中硫原子间以共价键相结合且均达到8电子稳定结构,电子式为,故A正确;
B.放电时钠为负极、熔融硫为正极,正极得到电子发生还原反应,,故B正确;
C.由分析可知,和熔融硫分别为电池的负极和正极,故C错误;
D.由图可知,该电池是以为隔膜的二次电池,故D正确;
故选C。
2.C
【分析】根据图示,b极上氢离子转化为氢气,得电子,发生还原反应,a极上亚铁离子转化为铁离子,失电子,发生氧化反应,氢离子通过质子交换膜向b电极移动,据此分析解答。
【详解】A.该制氢工艺中光能转化为电能,最终转化为化学能,故A正确;
B.根据图示,该装置工作时,H+由b极区放电生成氢气,由a极区流向b极区,故B正确;
C.a极上亚铁离子转化为铁离子,失电子,发生氧化反应,电极反应为Fe2+-e- = Fe3+,故C错误;
D.a极区Fe2+和Fe3+可相互转化,不需补充含Fe2+和Fe3+的溶液,故D正确;
故选C。
3.B
【分析】由电池的总反应,可知Zn为负极,电极反应为:,正极反应式为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-,故充电时,与电源负极相连的是阴极,电极反应为:,与电源正极相连为阳极,电极反应为:MnOOH+OH- - e- = MnO2+H2O,据此分析解题。
【详解】A.根据总反应可知,Zn所在电极为负极,即放电时,含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极,A正确;
B.由分析可知,充电时,阴极反应:,B错误;
C.根据高聚物的结构可知,高聚物中存在作用力:极性键、非极性键和氢键,C正确;
D.有机高聚物的结构片段发现可知,是加成聚合产物,合成有机高聚物的单体是:,D正确;
故答案为:B。
4.B
【分析】由题中工作原理图可得电极A发生的反应为,电极B发生的反应为,电解池内部在氮气和氢气在酶的催化下反应生成氨气。
【详解】A.题中A电极上发生氧化反应,B电极发生还原反应,则A为负极,B为正极,正极电势高于负极电势,故电极电势B>A,A错误;
B.由题可知氢化酶上发生反应,固氮酶上发生的反应,左侧电极池中生成的氢离子通过离子交换膜到达右侧电极池,与氮气反应生成氨气,B正确;
C.负极上发生氧化反应,失电子,反应式应为,C错误;
D.生成氨气的总反应为,其中N化合价从0价降为-3价,H化合价从0价升为+1价,则每合成1mol氨气转移3mol电子,D错误;
故选B。
5.C
【分析】“厌氧阳极”上,失去电子生成和,电极反应式为;“缺氧阴极”上,得到电子生成,再转化为,电极反应式分别为、。“好氧阴极”上,得到电子生成,电极反应式为,同时还能氧化生成,还可以被氧化为,离子方程式分别为、;
【详解】A.在该电池中,“阳极”代表负极,“阴极”代表正极,阳离子由负极移向正极,电池工作时,“厌氧阳极”产生的通过质子交换膜向“缺氧阴极”和“好氧阴极”迁移,A正确;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗多于从“厌氧阳极”迁移过来的,且反应生成水,其附近的溶液pH增大,B正确;
C.由题干可知,电解质溶液呈酸性,C错误;
D.“厌氧阳极”的电极反应式为,1mol参与反应消耗6mol,输出24mol电子,“厌氧阳极”区质量减少288g,故“厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol,D正确;
故答案为:C。
6.B
【分析】由图可知,该装置为化学能转化成电能的原电池,锌为原电池的负极,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+2OH——2e—=Zn(OH)2,氧化银为正极,水分子作用下,氧化银得到电子生成银和氢氧根离子,电极反应式为Ag2O+2e—+H2O=2Ag+2OH—,电池总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。
【详解】A.由分析可知,该装置为化学能转化成电能的原电池,故A正确;
B.由分析可知,电池总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,则电池工作一段时间后,电解质溶液中水的量减小,氢氧化钾溶液的浓度增大,溶液的碱性增强,故B错误;
C.由分析可知,锌为原电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,故C正确;
D.由分析可知,氧化银为正极,水分子作用下,氧化银得到电子生成银和氢氧根离子,电极反应式为Ag2O+2e—+H2O=2Ag+2OH—,故D正确;
故选B。
7.A
【分析】该装置中,Fe作负极失电子,Pt作正极,氧气得电子。
【详解】A.Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,A错误;
B.原电池工作时,电流从正极Pt极经导线流向负极Fe极,B正确;
C.该装置中,Fe作负极被腐蚀,C正确;
D.Pt作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,D正确;
故答案选A。
8.D
【分析】在上述原电池中,锌电极为负极,锌原子失去电子被氧化成锌离子。电子沿着外接导线转移到铜电极。铜电极为正极,溶液中的铜离子在铜电极上得到电子被还原成铜单质。电解质溶液中的阳离子向正极移动,而阴离子向负极移动。
【详解】A.铜电极为正极,锌电极为负极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,A错误;
B.电解质溶液中的阳离子向正极移动,而阴离子向负极移动。但是阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,SO不能通过阳离子交换膜,并且甲池中硫酸根不参加反应,因此甲池的c(SO)不变,B错误;
C.锌原电池,锌作负极,铜作正极,铜离子在铜电极上沉淀,锌离子通过阳离子交换膜进入乙池,每沉淀1mol,即64g铜,就补充过来1mol锌离子,其质量为65g,所以工作一段时间后乙池溶液的质量不断增加,C错误;
D.原电池中,阳离子通过阳离子交换膜向正极移动,使溶液保持电中性,维持电荷平衡,D正确;
故选:D。
9.C
【详解】A.活泼金属锌为负极,A正确;
B.碱性条件下,负极Zn电极上发生的反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,B正确;
C.Ag2O电极是电源的正极,发生的反应为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,发生还原反应,C错误;
D.活泼金属锌为负极,.Ag2O电极是电源的正极,电子由负极向正极移动,D正确;
故选C。
10.B
【分析】氢氧燃料电池总反应方程为:2H2+O2=2H2O,其中H2的元素化合价升高发生氧化反应,在负极端,电极反应方程为:,的元素化合价降低发生还原反应,在正极端,电极反应方程为:O2+2H2O+4e-=4OH-。
【详解】A. a极通入,元素化合价升高发生氧化反应,所以为负极,极通入,元素化合价降低发生还原反应,所以为正极,故A正确;
B. 未指明气体所处状态,故B错误;
C. 极为得电子生成,故C正确;
D. 反应有水生成,一段时间后溶液浓度降低,故D正确。
故答案为:B
11.D
【分析】放电时,FePO4得电子结合Li+生成LiFePO4,LixCn失电子,生成nC和xLi+,充电时nC得电子结合Li+生成LixCn,LiFePO4失电子生成FePO4和Li+。
【详解】A.原电池中电子流向是负极-导线-用电器-导线-正极,则电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a,A正确;
B.放电时,电极a为原电池的正极发生还原反应:,B正确;
C.充电时,电极b与外电源的负极相连接,发生还原反应:,C正确;
D.充电时,电极b与外电源的负极相连接,则向阴极即b极移动,所以电极b的电势小于电极a的电势,D错误;
故答案选D。
12.C
【详解】A.由题中信息可知该装置为原电池,A为负极,B为正极,电子由负极流出沿导线流入正极,所以电子流向:电极A→负载→电极B,A错误;
B.观察图中信息知X生成Y少了2个氢原子,化合价升高2,A电极的反应式为:,B错误;
C.葡萄糖分子式C6H12O6,反应后生成CO2,C元素由0价升高到+4价,处理0.25mol有机物,电路中转移电子,C正确;
D.B电极上消耗标准状况下氧气22.4L,即消耗1molO2,质量为32g,O2+4e-+4H+=2H2O,为维持电荷守恒,有4molH+由左侧移向右侧,所以B电极区域溶液增重32g+4g=36g,D错误;
故答案选C。
13.B
【分析】由图可知,该装置为化学能转化为电能的原电池,锌电极为电池的负极,石墨电极为电池的正极。
【详解】A.由分析可知,该装置为化学能转化为电能的原电池,故A错误;
B.由分析可知,石墨电极为电池的正极,水分子作用下氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,故B正确;
C.由分析可知,锌电极为电池的负极,石墨电极为电池的正极,则电流由正极石墨电极经导线流向负极锌电极,故C错误;
D.由分析可知,锌电极为电池的负极,石墨电极为电池的正极,则电池放电时阴离子氢氧根离子向锌电极移动,故D错误;
故选B。
14.AC
【分析】根据电子的移动方向可知,C1极为电源负极,C2极为电源正极。
【详解】A.根据分析,C2极为电源正极,气体2发生还原反应,元素化合价降低,因此气体2是氧气,故A错误;
B.根据分析,C1极为电源负极,故B正确;
C.电解质溶液为KOH溶液,不能生成氢离子,负极上的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故C错误;
D.根据图示,装置中能量转化形式有化学能→电能、电能→光能,故D正确;
故选AC。
15.(1) 或氧气 负
(2) 太阳或光 NiOOH 减弱
【详解】(1)Y气体反应过程得到电子,可知Y气体为氧气;原电池内部OH-向负极移动;负极反应为H2 2e +2OH =2H2O;
故答案为:O2或氧气;负; H2 2e +2OH =2H2O。
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能;
原电池正极还原反应,负极氧化反应,正极反应的物质是NiOOH;
负极反应为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,氢氧根浓度减小,碱性减弱;
充电时阳极发生氧化反应,Ni(OH)2做阳极,反应式为Ni(OH)2 e +OH =NiOOH+H2O;32.5gZn的物质的量为0.5mol,根据反应可知1molZn转移电子数为2NA,则0.5molZn转移电子数为NA;
故答案为:太阳或光;NiOOH;减弱;Ni(OH)2 e +OH =NiOOH+H2O;NA。
16.(1) 的浓度不会发生变化,只要有两种细菌存在,就会循环地把有机物氧化成放出电子
(2) 发生反应:,有水生成,使溶液逐渐变稀,为了保持碱溶液的浓度不变,所以要补充
【详解】(1)①酸性环境反应物为,产物为,利用质量守恒和电荷守恒进行配平,电极反应式为;
②和的浓度不会发生变化,两种细菌的存在会把有机物氧化成二氧化碳,放出电子,因此电池可以持续供电;
(2)①a电极是通入氨气的电极,失去电子,发生氧化反应,所以该电极作负极,电极反应式是;②氨气和氧气会发生反应,反应有水生成,溶液变稀,补充KOH可以保持碱溶液的浓度不变;
17.(1)甲、丙
(2) 有气泡产生 NO+2H++2e-=NO2↑+H2O 铜 12.7
(3)B
【详解】(1)由图可知,甲池中金属性强的铁为负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,铜为正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑;乙池中铁在浓硝酸中钝化,阻碍反应的继续进行,则能与浓硝酸反应的铜为原电池的负极,铜失去电子发生氧化反应生成铜离子,铁为正极,酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水,原电池的总反应为Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O;丙池中金属性强的铁为负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,铜为正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑,则能实现题给反应的是甲、丙,故答案为:甲、丙;
(2)①原电池装置甲中,铜电极为正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,则实验现象为有气泡产生,故答案为:有气泡产生;
②原电池装置乙中,铁为正极,酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水,电极反应式为NO+2H++2e-=NO2↑+H2O,故答案为:NO+2H++2e-=NO2↑+H2O;
③原电池装置丙中,铜为正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,铁为负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,则盐桥中阳离子钾离子移向正极、阴离子氯离子移向负极,若标准状况下反应产生2.24L氢气,则右侧溶液中增加亚铁离子和氯离子的质量之和为××56g/mol+×2×35.5g/mol=12.7g,故答案为:铜;12.7;
(3)A.能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池,故A错误;
B.有盐桥的原电池,盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性,故B正确;
C.在经典原电池中,活动性强的金属不一定做原电池的负极,如装置乙中铜做负极,说明金属是否做原电池的负极,与电解质溶液的种类有关,故C错误;
D.金属在中活性强的为负极,若装置丙中右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替,铁与氯化铁溶液反应,不可能构成铁铜原电池,故D错误;
故选B。
18.(1) 负极 溶液变蓝
(2) 负极
(3) 0刻度 化学反应达到化学平衡后,电路中的电子不再定向移动
【详解】(1)向B烧杯中加入适量较浓的硫酸,发现G的指针向右偏移,根据“G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源正极”,则电极C为负极,电极D为正极,电子从C经过G流向D,即碘离子发生氧化反应,失去电子,生成碘单质,电极C上的电极反应式为2I--2e-=I2,I2遇到淀粉变蓝。
(2)再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液,发现G的指针向左偏移,说明此时C是正极,D是负极,结合总反应为:+H2O知,A中发生碘单质得电子的还原反应,B中发生亚砷酸失电子的氧化反应,电极反应方程式为。
(3)再过一段时间后,G的指针逐渐指向0刻度,此时实验装置中的化学反应已经达到化学平衡状态,化学反应达到化学平衡后,电路中的电子不再定向移动。
19.(1) 正 Cu2+ + 2e=Cu
(2) 负 Zn - 2e=Zn2+
(3)Zn + Cu2+=Zn2++Cu
(4)由a到b
(5) 2H2+4OH--4e-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
(6)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率
【分析】铜锌原电池,活泼的金属作负极,故锌作负极,发生氧化反应,电极反应式为:Zn - 2e=Zn2+;铜作正极,电极反应式为:Cu2+ + 2e=Cu;电池的总反应为:Zn + Cu2+=Zn2++Cu,据此分析。
氢氧燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,电子从负极沿导线流向正极,所以通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电子流动方向为a到b,据此分析。
【详解】(1)铜作正极,电极反应式为:Cu2+ + 2e=Cu,故答案为:正;Cu2+ + 2e=Cu;
(2)锌作负极,发生氧化反应,答案为:负;Zn-2e=Zn2+;
(3)根据电极反应可知电池反应式为:Zn + Cu2+=Zn2++Cu;答案为:Zn + Cu2+=Zn2++Cu;
(4)由上述分析可知,通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电子流动方向为a到b,故答案为:a到b;
(5)碱性氢氧燃料电池中,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O;通入氧气的电极是正极,氧气得到电子结合水,生成氢氧根,电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为: 2H2+4OH--4e-=4H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-;
(6)反应物与电极接触越充分,反应速率越快,电极表面镀铂粉能增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,所以能增大反应速率,故答案为:增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率。
20.(1)易失电子被氧化,具有还原性
(2)钾离子会移向硫酸铜溶液,氯离子移向硫酸锌溶液
(3) O2+4e-+2H2O=4OH- CH4-8e-+10OH-= +7H2O
(4)
(5) 正 Fe2++Ag+Fe3++Ag
【详解】(1)负极反应物中有元素化合价升高,发生氧化反应,相应物质本身具有还原性,即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化,具有还原性;
(2)原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液,氯离子移向硫酸锌溶液;
(3)乙中装置为碱性氢氧燃料电池,正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;若将H2换成CH4,则负极反应式为CH4-8e-+10OH-= +7H2O;
(4)丙中正极上PbO2得电子产生硫酸铅,电极反应式为;
(5)①亚铁离子失电子发生氧化反应,所以石墨电极作负极,银作正极;
②综合实验ⅰ、ⅱ的现象,可知Ag+和Fe2+的反应可逆,故得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式:Fe2++Ag+Fe3++Ag。

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