2019高中化学 课时分层作业4 化学电源 苏教版选修4.doc

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1、1课时分层作业课时分层作业( (四四) ) 化学电源化学电源(建议用时：40 分钟)基础达标练1下列说法中不正确的是( )A化学电池是将化学能转变成电能的装置B化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护D废旧电池可以随意丢弃D D 本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收处理。2下列化学电池对环境污染较小的是( )A氢氧燃料电池 B锌锰电池C镍镉电池D铅蓄电池A A B、C、D 三种电池都含有能污染环境的重金属

2、，造成环境污染。氢氧燃料电池，它消耗的是氢气，产物为水，对环境造成的污染很小。3锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为 Zn(s)2MnO22NH=Zn2Mn2O3(s)2NH3H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应 4的物质是( )【导学号：73702046】AZnB碳CMnO2和 NHDZn2和 NH 4 4【答案】 C C 4氢氧燃料电池工作时的电解质可以是强酸溶液，也可以是强碱溶液，有关这两种条件下的氢氧燃料电池叙述正确的是( )A它们的负极反应式相同B它们的正极反应式相同C它们的总反应方程式相同D它们的电流总是从负极流向正极C C 氢氧燃料电池的电解质为强酸溶液时，负极反应为

3、 H22e=2H，正极反应为O24H4e=2H2O，电池反应为 2H2O2=2H2O；若为强碱溶液，负极反应为H22OH2e=2H2O，正极反应为 O22H2O4e=4OH，电池反应为 2H2O2=2H2O。5银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：22AgZn(OH)2Ag2OZnH2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )放电充电【导学号：73702047】AAgBZn(OH)2CAg2ODZnD D 电池放电时发生原电池反应，其负极发生氧化反应，元素的化合价升高，即负极材料为 Zn。6镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，使镁

4、电池越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。其中一种镁电池的反应为：xMgMo3S4MgxMo3S4。在镁电池放电时，下列说法错误的是( )放电充电AMg2向正极迁移B正极反应式为：Mo3S42xe=Mo3S2x4CMo3S4发生氧化反应D负极反应式为：xMg2xe=xMg2C C 镁在反应中失电子，则 Mo3S4在反应中得电子，故放电时 Mo3S4发生还原反应，不正确。7下图为 MgNaClO 燃料电池结构示意图。下列说法正确的是( ) 【导学号：73702048】A镁作 Y 电极B电池工作时 Na向负极移动C废液的 pH 大于 NaClO 溶液的 pHDX 电极上发生的反应为 ClO2H2O

5、4e=ClO4H 3A A Mg 容易失去电子，OH在燃料电池中移向流出电子的负极，故 Mg 作 Y 电极，故 A正确；Na移向正极或 X 电极，故 B 错误；镁失去 2 个电子变为镁离子，镁离子与氢氧根离子结合为氢氧化镁沉淀，OH被消耗，反应后废液的主要成分为 NaCl，故废液的 pH 小于NaClO 溶液的 pH，故 C 错误；H与 OH不能大量共存，则正极反应式为ClO2eH2O=Cl2OH，故 D 错误。8锌锰干电池的两极分别为碳棒和锌皮，在放电时电池总反应方程式可以表示为：Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O。根据上述信息，下列结论正确的是( ) 4A放电时正极发生反

6、应的物质为 NH 43BZn 为负极，碳为正极C工作时，电子由碳极经外电路流向 Zn 极D长时间连续使用该电池时，内装糊状物不会流出B B 在电池的正极上发生的是得电子的还原反应，是总反应中氧化剂发生反应的电极。由锌锰干电池的总反应式可知，MnO2与 NH发生的反应为正极反应。根据原电池的工作原 4理可知，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极，B 项正确；在外电路，电子从负极流向正极，C 项错误；长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，糊状物很可能流出而腐蚀用电器，D 项错误。9高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池

7、的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下放电充电列叙述不正确的是( )A放电时负极反应为 Zn2e2OH=Zn(OH)2B充电时阳极反应为 Fe(OH)33e5OH=FeO4H2O24C放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强C C 根据题给总反应式，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，被氧化；高铁酸钠在正极得到电子，被还原。充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钠。放电时正极附近生成 OH，碱性要增强。10铅蓄电池是典型的充电电池，它的正、负极隔板是惰性材料，电池总反应式为PbPbO24H2

8、SO2PbSO42H2O。回答下列问题： 24放电充电【导学号：73702049】(1)放电时：正极的电极反应式是_，电解质溶液中 H2SO4的浓度将变_；当外电路通过 1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。(2)在完全放电耗尽 PbO2和 Pb 时，若按上图连接，电解一段时间后，则在 A 电极上生成_，B 电极上生成_，此时铅蓄电池的正、负极的极性将_。4【解析】 根据铅蓄电池充、放电原理分析解答。【答案】 (1)PbO22e4HSO=PbSO42H2O 小 4824(2)Pb PbO2 对换11科学家预言，燃料电池将是 21 世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事

9、目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨化为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题： 【导学号：73702050】(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_。(2)此电池的正极发生的电极反应式是_，负极发生的电极反应式是_。(3)电解液中的 H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)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：首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是_。【解析】 甲醇燃料电池实质就是利用 CH3OH 燃料在氧气中反应来提供电能。CH3OH 在负极发生氧化反应，电极反应式为 2CH3OH2H2O12e=2C

10、O212H；氧气在正极反应：3O212H12e=6H2O，两反应式相加即得总反应式。在电池中，负极释放出电子移动到正极上，故向外电路释放电子的电极为负极。在原电池的内电路中，阳离子向正极移动，故 H向正极移动。甲醇反应产物为 CO2和 H2O，对环境无污染。【答案】 (1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O 2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正 负极 (4)对环境无污染12LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问

11、题： 【导学号：73702051】(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。【解析】 (1)分析反应的化合价变化，可得 Li 为还原剂(作负极)，失电子：Lie=Li。(2)SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物：Cl、S、SO2。(或用总反应减去负极反应)。5【答案】 (1)Li Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2能力提升练13下图是某种酶生物燃料电池的工作原理示意图。下列说法中不正确的是( )A葡萄糖是还原剂B外电路中电子由 A 极移向 B 极C溶液中 H由 B 极区移向 A 极区DB 极电极反应式为：H2O22H2e=2

12、H2OC C 葡萄糖失去电子转化为葡萄糖酸，则葡萄糖为还原剂，故 A 正确；A 为负极，B 为正极，电子由 A 极流向 B 极，故 B 正确；B 为正极，溶液中 H由 A 极区移向 B 极区，故 C错误；B 极发生还原反应，电极反应式为：H2O22H2e=2H2O，故 D 正确。14科学家们在研制一种吸气式的锂空气电池，工作时吸收空气中的氧气在多孔金制成的正极表面上反应。总反应可表示为 2LiO2Li2O2。下列有关说法中正确的是( )放电充电A充电时，多孔金制成的电极外接电源负极B放电时，Li从负极向正极移动C放电时，吸收空气中 22.4 L 的 O2，就有 2 mol e从电池负极流出D该

13、电池可使用含 Li的水溶液作电解质溶液B B A 项，充电时，Li2O2中 O失电子生成氧气，所以多孔金制成的电极作阳极，22与外接电源的正极相连，错误；B 项，放电时，阳离子向正极移动，所以 Li从负极向正极移动，正确；C 项，没说明是标准状况，氧气的物质的量无法计算，所以不能计算负极失去的电子数，错误；D 项，该电池的负极材料为 Li，能与水反应，所以不能使用含 Li的水溶液作电解质溶液，错误。15一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al3ClO2OH=3Cl2AlOH2O。下列说法不

14、正确的是( ) 2A该电池的优点是电极材料和电解质用完后方便更换B该电池发生氧化反应的是金属铝C电极的正极反应为 3ClO3H2O6e=3Cl6OH6D当有 0.1 mol Al 完全溶解时，流经电解质溶液的电子个数为 1.8061023D D 该电池所用材料都是生活中常见的物质，电极材料和电解质用完后方便更换，A正确；金属铝是原电池的负极，发生氧化反应，B 正确；在正极上发生还原反应，电极反应为 3ClO3H2O6e=3Cl6OH，C 正确；电子只能流经导线，不能流经电解质溶液，D 不正确。16以甲醇为原料，以 KOH 为电解质的手机充电电池，充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式

15、为 2CH3OH3O24KOH2K2CO36H2O。放电充电请填空： 【导学号：73702052】(1)放电时：负极的电极反应式为_。(2)通入甲醇一端的电极是_极，电池在放电过程中溶液的 pH 将_(填“上升” “下降”或“不变”)。(3)若在常温、常压下，1 g CH3OH 燃烧生成 CO2和液态水时放出 22.68 kJ 的热量，表示该反应的热化学方程式为_。【解析】 (1)CH3OH 中碳元素从2 价变成4 价，所以 CH3OH 是负极反应物，发生氧化反应，反应式为 CH3OH8OH6e=CO6H2O，因电解质为 KOH，所以 CH3OH 的氧23化产物不是 CO2而是 CO。23(2)在上述电池反应中，甲醇被氧化，则通入甲醇的电极为负极，在放电过程中生成的CO2与强碱反应消耗强碱，使溶液的 pH 下降。【答案】 (1)CH3OH6e8OH=CO6H2O23(2)负 下降(3)CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2O(l)3 2H725.76 kJmol1