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限时精练19 原电池 化学电源
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一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.我国铝-空气电池已实现商业化推广,代替柴油发电机和铅酸电池作为基站备用电源。某学生用多孔木炭等材料在家自制了铝-空气电池装置(如图)。该电池放电时说法错误的是
A.化学能转化为电能 B.铝箔作电源负极
C.多孔木炭中C元素被氧化 D.移向木炭电极
【答案】C
【详解】
A.原电池是化学能转化为电能的装置,A正确;
B.铝和碳、空气形成电池,铝作负极,B正确;
C.木炭作正极,但氧化剂为,得电子被还原,C错误;
D.正极带负电,移向木炭电极(正极),D正确;
故选C。
2.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,下列与此原理有关说法正确的是
A.输送暖气的管道更容易发生此类腐蚀
B.正极反应:+9H++8e-=HS-+4H2O
C.这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3∙xH2O
D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】D
【分析】
由图中信息可知,深埋在潮湿土壤中的铁管道的腐蚀为原电池反应,铁作负极,发生还原反应,电极反应为:Fe-2e- =Fe2+,正极发生还原反应,电极反应为:+5H2O+8e-=HS-+9OH-,由此分析。
【详解】
A.硫酸盐还原菌是蛋白质,在高温下易变性,失去催化效率,则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀,故A不符合题意;
B.原电池的正极发生还原反应,由图示可知发生的电极反应为:-+5H2O+8e-=HS-+9OH-,故B不符合题意;
C.由图示可知,Fe腐蚀的最终产物为FeO,故C不符合题意;
D.管道上刷富锌油漆,形成Zn-Fe原电池,Fe变为正极,可以延缓管道的腐蚀,故D符合题意;
答案选D。
3.A、B、C、D都是金属,把C浸入A的硫酸盐溶液中,C的表面有A析出;A与D组成原电池时,A质量减少;B与D构成原电池时,电子是从D经导线流向B。A、B、C、D四种金属的活动性顺序为
A.A>B>C>D B.A>C>D>B C.C>A>D>B D.C>D>B>A
【答案】C
【详解】
C能置换出A,故活泼性C>A;A质量减少,A为负极,活泼性A>D;电子D经导线流向B,电子是从负极流向正极,活泼性D>B,金属活泼型综合为C>A>D>B。
故选C。
4.用下图所示装置探究某浓度浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生红棕色气泡,过一会儿停止;装置②插入铜连接导线一段时间后,Fe表面产生红棕色气泡,而后停止;随即又产生红棕色气泡,而后停止,……,如此往复多次;Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是
A.①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性,能将Fe钝化为Fe2O3
B.②中连接导线后,体系形成了原电池,Cu始终为负极
C.②中Fe表面产生红棕色气泡时,Fe为负极
D.Cu表面发生的反应只有:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O、NO+2H++e-=NO2↑+H2O
【答案】C
【分析】
由题给信息可知,图②中的铁刚开始就覆盖着钝化生成的氧化膜,插入铜连接导线后,由于铁表面已钝化,此时铜为负极,铁为正极,随着铁表面的氧化物被还原溶解后,铁重新为负极,铜为正极,然后铁表面再次发生钝化,如此往复多次,据此分析解答。
【详解】
A.①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性,能将Fe钝化,形成的致密氧化膜成分复杂,不能仅用Fe2O3表示,故A错误;
B.②中连接导线后,体系形成了原电池,当铁表面无红棕色气体时,铁为负极,Cu为正极,故B错误;
C.②中Fe表面产生红棕色气泡时,说明氧化层逐渐被还原而溶解后,使Fe与浓硝酸接触,Fe失电子作负极,故C正确;
D.Cu作正极时,Cu表面电极反应式为:NO+2H++e-=NO2↑+H2O,Cu作负极时,Cu表面电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,电池总反应为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O,
故D错误;
故选C。
5.一种太阳能储能电池的工作原理如图所示,已知锂离子电池的总反应:Li1-xNiO2+xLiC6LiNiO2+xC6,下列说法错误的是
A.该锂离子电池为二次电池
B.该锂离子电池充电时,n型半导体作电源正极
C.该锂离子电池放电时,Li+从a极移向b极
D.该锂离子电池放电时,b极上发生还原反应,电极反应式为Li1-xNiO2+xe-+xLi+=LiNiO2
【答案】B
【详解】
根据图示可知该储能电池左边为太阳能电池,右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知:放电时a极为负极,b极为正极;则充电时a极为阴极,b极为阳极。
A.题图所示锂离子电池能实现充电和放电,为二次电池,A项正确;
B.充电时a极为阴极,则n型半导体为电源负极,B项错误;