化學電源又稱電池，是一種能將化學能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。以下是電池化學電源專題練習，希望考生認真練習。
1.(北京高考)下列設備工作時，將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是()
A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃氣灶 解析：選D 硅太陽能電池工作時將光能轉(zhuǎn)化為電能，A項錯誤;鋰離子電池是化學電池，工作時將化學能轉(zhuǎn)化為電能，B項錯誤;太陽能集熱器工作時將光能轉(zhuǎn)化為熱能，C項錯誤;燃氣灶工作時將化學能轉(zhuǎn)化為熱能，D項正確。
2.某一同學根據(jù)離子反應方程式2Fe3++Fe===3Fe2+來設計原電池。下列設計方案中可行的是()
A.電極材料為鐵和鋅，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液
B.電極材料為鐵和銅，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液
C.電極材料為鐵和石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl2溶液
D.電極材料為石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液
解析：選B 氧化還原反應中的還原劑作原電池的負極，氧化劑(Fe3+)存在于電解質(zhì)溶液中，故符合題意的選項為B。
3.(蘭州模擬)有關(guān)下列四個常用電化學裝置的敘述中，正確的是() 圖Ⅰ 堿性鋅錳電池 圖Ⅱ 鉛-硫酸蓄電池 圖Ⅲ 電解精煉銅 圖Ⅳ 銀鋅紐扣電池
A.圖Ⅰ所示電池中，MnO2的作用是催化劑
B.圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大
C.圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變
D.圖Ⅳ所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中還原為Ag
解析：選D A、MnO2的作用是氧化劑，錯誤;B、Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2 H2O，H2SO4被消耗，濃度減小，錯誤;C、粗銅含雜質(zhì)，溶解的銅小于析出的銅，Cu2+濃度減小;D、負極ZnZn2+ 氧化反應，做還原劑;正極Ag2O-Ag 還原反應，Ag2O是氧化劑，正確。
4.電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應式是：Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-�？偡磻綖椋篈g2O+Zn===2Ag+ZnO，下列說法正確的是()
A.Zn為正極，Ag2O為負極
B.Zn為負極，Ag2O為正極
C.原電池工作時，正極區(qū)溶液pH值減小
D.原電池工作時，負極區(qū)溶液pH值增大
解析：選B 從電極反應式可以看出：Zn失電子為負極，且該區(qū)消耗OH-溶液pH值減小;Ag2O得電子為正極，且該區(qū)產(chǎn)生OH-溶液pH值增大。
5.控制適合的條件，將反應Fe3++Ag??Fe2++Ag+設計成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂-硝酸鉀溶液;靈敏電流計的0刻度居中，左右均有刻度)。已知，接通后，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是()
A.在外電路中，電子從石墨電極流向銀電極
B.鹽橋中的K+移向乙燒杯
C.一段時間后，電流計指針反向偏轉(zhuǎn)，越過0刻度，向左邊偏轉(zhuǎn)
D.電流計指針居中后，往甲燒杯中加入一定量的鐵粉，電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)
解析：選D 由題給電池反應可知，銀作負極，石墨作正極，在外電路中，電子從銀電極流向石墨電極，A錯誤;鹽橋中的K+移向甲燒杯，B錯誤;一段時間后，電流計指針將居中，C錯誤。
6.把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩連接組成多個原電池，若a、b相連， a為負極;c、d相連，d上有氣泡逸出;a、c相連，a極減輕;b、d相連，b為正極。則四種金屬的活潑性順序為( )
A.acd B.abd
C.adb D.bca
解析：選C 依據(jù)金屬的活潑性相對強弱的判斷及原電池的正、負極的判斷可知：a、b相連， a為負極，則ac、d相連，d上有氣泡逸出，則c為負極，即ca、c相連，a極減輕，a為負極，即ab、d相連，b為正極，則db。
7.將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達80%(一般柴油發(fā)電機只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是()
A.上述燃料電池的負極反應材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)
B.氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用
C.乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負極反應為：C2H5OH-12e-===2CO2+3H2O
D.甲烷燃料電池的正極反應為O2+2H2O+4e-===4OH-
解析：選C 燃料電池總反應實質(zhì)是一個燃燒反應，形成的燃料電池中氫氣等燃料為負極反應物，空氣等氧化劑作正極反應物，一般發(fā)生反應O2+2H2O+4e-===4OH-，電解質(zhì)常用KOH, 乙醇作負極，反應生成的CO2與堿反應會生成CO，故反應為：C2H5OH+16OH--12e-===2CO+11H2O
8.(沁陽一中)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為：FePO4+LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含U導電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是()
A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性
B.放電時電池內(nèi)部Li向負極移動
C.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增多
D.放電時電池正極反應為：FePO4+Li++e-===LiFePO4
解析：選D 放電時，負極：Li - e ===Li+，正極：FePO4+Li++e=== LiFePO4;充電時，陽極：LiFePO4-e=== FePO4+Li+ 陰極：Li++e=== Li，所以易知D正確。若加入硫酸，與Li單質(zhì)(固體)發(fā)生反應，所以A錯;放電時，Li+應(正電荷)在電池內(nèi)部(電解質(zhì)中)向正極移動，故B錯;充電過程中，正極材料參加了反應質(zhì)量減少，故C錯。9.(蘭州期末)空氣常參與設計原電池以方便人們的生活。
(1)我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型的海水標志燈，以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負極材料是________，負極反應為________________________________;正極材料是__________，正極反應為______________________________________。
(2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視， 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)電池反應式。陽極反應式：2CO+2CO-4e-===4CO2，陰極反應式：______________，電池總反應式：_____________________________ 。
解析：(1)由鋁空氣海水電池靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流可知，鋁為負極，電極反應式為4Al-12e-===4Al3+，正極為石墨等惰性電極，反應為3O2+6H2O+12e-===12OH-。
(2)本題中的電池是一種新型高能電池，電解質(zhì)是熔融物，而不是電解質(zhì)溶液，但有自由移動的離子CO存在。原電池的反應原理實質(zhì)是氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移，燃料電池總反應實質(zhì)是一個燃燒反應。故陽極(即負極)CO失去電子，而陰極(即正極)應為O2得到電子，再與陰極助燃氣CO2結(jié)合生成電解質(zhì)陰離子CO。
答案：(1)鋁 4Al-12e-===4Al3+ 石墨等惰性電極
3O2+6H2O+12e-===12OH-
(2)O2+2CO2+4e-===2CO 2CO+O2=2CO2
10.常見鉛蓄電池是二次電池，其電極材料分別為Pb和PbO2，電解液為稀H2SO4溶液，工作時的總反應式為Pb +PbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O。請依據(jù)上述情況判斷：(1)鉛蓄電池的負極材料是________________。
(2)請依據(jù)兩極材料和總反應，寫出放電時正極反應是___________________________。
(3)請依據(jù)總反應式和正極反應式，寫出放電時負極反應是________________________。
(4)放電時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向______極;電流方向從______極流向______極。
(5)放電時，電解質(zhì)溶液的酸性_________(填增強、減弱或不變)。
(6)充電時PbO2極發(fā)生_________反應，電極反應式____________________________;Pb極發(fā)生___________反應，電極反應式_________________________________。
解析：此題考查幾種常見電池的工作原理，結(jié)合各電極反應式及其總反應式解答。依據(jù)原電池的反應原理、鉛蓄電池的工作原理及其總反應式可得答案。
答案：(1)鉛(Pb) (2)PbO2+4H++SO +2e-===PbSO4+2H2O (3)Pb +SO-2e-===PbSO4 (4)負 氧化鉛(PbO2) 鉛(Pb) (5)減弱 (6)氧化 PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO 還原 PbSO4 + 2e-===Pb +SO
11.某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。
(1)如圖為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應：(用離子方程式表示)_____________________
設計的原電池裝置，反應前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導線中通過________ mol電子。
(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為________________________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填酸性、堿性或中性)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因________________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應的離子方程式________________________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色退去，同學們對此做了多種假設，某同學的假設是：溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài)。如果+3價鐵被氧化為FeO，試寫出該反應的離子方程式________________________________________________________________________。
(3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，如圖所示。
一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是________________，電極反應為__________________;乙裝置中石墨(1)為____________極(填正、負、陰或陽)，乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應式為______________________________________________________，
產(chǎn)物常用__________________檢驗，反應的離子方程式為___________。
解析：(1)設導線中通過的電子的物質(zhì)的量為x，則負極減少28 gmol-1x，正極增重32 gmol-1x，
28x+32x=12，x=0.2 mol。
(2)NH4Cl水解溶液顯酸性，正極上H+得電子，負極上Fe失電子生成Fe2+。Cl2將Fe2+氧化為 Fe3+，Cl2過量時，發(fā)生的反應為：2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+。
(3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池，乙裝置成為電解池。甲中Fe為負極，Cu為正極，正極電極反應式為O2+2H2O+4e-===4OH-，滴加酚酞后變紅色。乙中石墨(1)為陰極，與銅絲相連的電極為陽極，電極反應式為2Cl--2e-===Cl2，Cl2可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗。
答案：(1)Fe+Cu2+===Fe2++Cu 0.2
(2)2H++2e-===H2 酸性
NH+H2O??NH3H2O+H+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+
(3)溶液變紅 O2+2H2O+4e-===4OH- 陰
2Cl--2e-===Cl2 濕潤淀粉碘化鉀試紙
Cl2+2I-===2Cl-+I2
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