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课时达标(十九)原电池与化学电源金属的腐蚀及其防护一、选择题1(2016河南中原名校)铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是()A放电时,N为负极,其电极反应式为:PbO2SO4H2e=PbSO42H2OB放电时,c(H2SO4)不变,两极的质量增加C充电时,阳极反应式为:PbSO42e=PbSOD充电时,若N连电源正极,则该极生成PbO22(2016湖北七市联考)如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol电子,负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源3(2016武汉新起点)原电池装置如图所示,下列有关叙述正确的是()A锌电极上发生还原反应B电池工作一段时间后,甲池的c(SO)不变C电池工作一段时间后,甲池溶液的总质量增加D该装置将化学能转化为电能,一段时间后,装置内的电子总量减少4下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解液。下列有关说法中不正确的是()A该能量转化系统中的水可以循环使用B燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C水电解系统中的阳极反应为:4OH4e=2H2OO2D燃料电池放电时的负极反应为:H22e2OH=2H2O5(2015襄阳调考)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池,负极反应式为Al3e=Al3B由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池,负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,负极反应式为Cu2e=Cu2D由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池,负极反应式为Cu2e=Cu26(2014广东卷) 某同学组装了如图所示的电化学装置,电极为Al,其他电极均为Cu,则()A电流方向:电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应:Cu22e=Cu7(2015临川质检)控制适合的条件,将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时,甲中石墨电极上Fe3被还原C电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极8右图装置中,在U形管底部盛有CCl4,分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸,并使a、b两处液面相平,然后分别塞上插有生铁丝的塞子,密封好,放置一段时间后,下列有关叙述错误的是()A铁丝在两处的腐蚀速率:abBa、b两处相同的电极反应为Fe2e=Fe2C一段时间后,a处液面高于b处液面D生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极9(2015北京卷)在通风橱中进行:步骤现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面产生红棕色气泡下列说法中不正确的是()A 种气体由无色变红棕色的化学方程式为:2NOO2=2NO2B中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C对比、中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D针对中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化10(2015浙江卷)在固态金属氧化物电解池中,高温电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是 ()AX是电源的负极B阴极的反应式是:H2O2e=H2O2CO22e=COO2C总反应可表示为:H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11二、非选择题图111(2014安徽卷,节选)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。图2图3(3)该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;假设二: _;12(2016江西金太阳大联考)钢铁工业是国家工业的支柱,每年钢铁生锈让国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。 (1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示:写出石墨电极的电极反应式_。将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在右图虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。写出修改后石墨电极的电极反应式 _。(2)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下:A电极对应的金属是_(写元素名称),B电极的电极反应式是 _。若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为_mol。13(1)(2015安徽卷)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。0t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是_,溶液中的H向_极移动,t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是_。(2)(2015四川卷)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,已知电解质为熔融的K2S,电池放电时的总反应为4LiFeS2= Fe2Li2S,正极反应式是_。14. (2015全国新课标卷)(1)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,该电池的正极反应式为 _,电池反应的离子方程式为:_,维持电流强度为0.5 A,电池工作五分钟,理论上消耗Zn_g。(已知F96 500 C/mol) (2)(2016洛阳调考)SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示: 若A为CO,B为H2,C为CH3OH,则通入CO的一极为_极。若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为_。若A为NO2,B为O2,C为HNO3,则正极的电极反应式为_。1解析:充电时,若N连电源正极,则该极为阳极,电极反应产物为PbO2,D正确。答案:D2解析:铅蓄电池负极反应为Pb2eSO=PbSO4,通过2 mol电子时,质量增加96 g。答案:C3解析:该装置中锌为负极,被氧化,所以A选项错误;甲池中锌溶解成为锌离子进入溶液,但是中间为阳离子交换膜,所以同时有等量的锌离子进入乙池,所以甲池溶液质量不变,c(SO)也不变,B选项正确,C选项错误;化学反应过程中,即便有电子得失,但电子总数不会改变,所以D选项错误。答案:B4解析:A选项,由转化系统可知,水分解后还可再生成,则水是循环使用的,故A正确;B选项,燃料电池系统产生的能量来源于化学反应产生的化学能,属于化学能转变为电能,不是来源于水,故B错误;C选项,水电解时,阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气,电极反应式为4OH4e=2H2OO2,故C正确;D选项,该燃料电池放电时的负极发生氧化反应,在碱性环境下,2OHH22e=2H2O,故D正确。答案:B5解析:由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,负极材料是Fe,反应式为Fe2e=Fe2,C错。答案:C6解析:根据原电池的构成原理,可知电极为负极,电极为正极,电极为阳极,电极为阴极。电子流向为电极电极,故电流方向为电极电极,A项正确;电极为负极,发生氧化反应,B项错误;电极为正极,Cu2在此被还原,C项错误;电极为阳极,活性阳极Cu在此被氧化,D项错误。答案:A7解析:可逆反应设计成的原电池,可以控制条件改变电子流动方向,达到平衡时,就没有电流产生。D选项:平衡后加入Fe2,平衡左移,故乙中石墨为正极。答案:D8解析:左端发生吸氧腐蚀,右端发生析氢腐蚀,故C项正确;两端铁均作负极,失电子发生氧化反应而受到腐蚀,其电极反应均为Fe2e=Fe2,而铁中的碳均作原电池的正极,故B项正确,而D项错误。答案:D9解析:I是铁与稀硝酸反应生成无色气体NO,NO被空气中的氧气氧化生成红棕色的NO2气体,故A正确;的现象是因为铁发生了钝化,Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,故B正确;实验停止是因为发生了钝化,不能用来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱,物质氧化
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