2019高中化学 化学电源（提高）巩固练习 新人教版选修4.doc

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1、1化学电源化学电源【巩固练习巩固练习】 1下列说法错误的是（ ）A依据原电池的原理可设计出化学电源B原电池是化学电源的雏形C原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的负极材料的活动性D氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源2研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池 总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 （ ）A正极反应式：AgCl-e-=AgClB每生成 1mol Na2Mn5O10转移 2mol 电子CNa+不断向“水”电池的负极移动DAgCl 是

2、还原产物3电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为 KOH 溶液，其电极反应是： Zn+2OH2eZn(OH)2；Ag2O+H2O+2e2Ag+2OH。总反应式为：Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。下列判断正确 的是（ ）AZn 为正极，Ag2O 为负极BZn 为负极，Ag2O 为正极C电池工作时，负极附近溶液的 pH 减小D电池工作时，负极附近溶液的 pH 增大4最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另 一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnOOH。下列说法不正确的是（

3、 ）A该电池中 Zn 为负极，MnO2为正极B该电池的正极反应为：2MnO2+2e+2H2O2MnOOH+2OHC导电时外电路电子由 Zn 流向 MnO2，内电路电子由 MnO2流向 ZnD电池工作时水分子和 OH都能通过薄层纸片5蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：Fe+NiO2+2H2OA A AA AA A AA A放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是（ ）A放电时，Fe 是负极，NiO2是正极B蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中C放电时，负极上的电极反应为：Fe+2OH2eFe(

4、OH)2D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动6电动自行车由于灵活、快捷、方便，已成为上班族的主要代步工具，其电源为铅蓄电池，其反应原理为PbO2+Pb+2H2SO4A A AA AA A AA A放电充电PbSO4+2H2O，下列叙述正确的是（ ）A电池放电时，PbO2是电池的正极，被氧化B电池放电时，SO42只在负极发生反应2c电池放电时，溶液的 pH 不断减小D电池放电时，正极反应式为：PbO2+4H+SO42+2ePbSO4+2H2O7一种新型乙醇电池用磺酸类质子作溶质，比甲醇电池效率高出 32 倍。电池总反应为：C2H5OH+3O22CO2+ 3H2O，电池示意图如图。下列对这

5、种电池的说法正确的是（ ）Ab 极为电池的负极B电池工作时电子由 b 极沿导线经灯泡再到 a 极C电池正极的电极反应为：4H+O2+4e2H2OD设每个电子所带电量为 q，则 l mol 乙醇被氧化产生 6NA q 的电量8我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电 池总反应为：4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3，下列说法不正确的是（ ）A正极反应为：O2+2H2O+4e4OHB电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需更换铝板就可继续使用9零排放车载燃料电池曾被美国时代杂志列为

6、21 世纪改变人类生活的十大新科技之首。质子交换膜燃料 电池便是其中一种，其工作原理如图所示，则下列叙述不正确的是（ ）A正极反应为：O2+4H+4e2H2OB负极反应为：2H24e4H+C导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移动至负极D总反应式为：2H2+O22H2O10碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电池总反应式为：Zn (s)+2MnO2 (s)+2H2O (1)Zn(OH)2 (s)+2MnOOH (s) 下列说法错误的是（ ）A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO2 (s)+2H2O (1)+2e2

7、MnOOH (s)+2OH (aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极3D外电路中每通过 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少 6.5 g11锂电池是新一代高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂 电池的总反应式为：Li+MnO2LiMnO2，下列说法正确的是（ ）ALi 是正极，电极反应为：LieLi+BLi 是负极，电极反应为：LieLi+CMnO2是负极，电极反应为：MnO2+eMnO2DLi 是负极，电极反应为：Li2eLi2+12不久前，美国一个海军航空站安装了一台 250 kW 的 MCFC 型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，

8、其 工作温度为 600700，所用燃料为 H2，电解质为熔融的 K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2+O22H2O，负 极反应为：H2+CO322eH2O+CO2，则下列推断中正确的是（ ）A正极反应为：4OHO2+2H2O+4eB该电池的电极没有参加反应C电池供应 1 mol 水蒸气，转移的电子数为 4 molDO2从正极通入，发生氧化反应 13某固体酸燃料电池以 CaHSO4固体为电解质传递 H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为： 2H2O22H2O，下列有关说法正确的是A电子通过外电路从 b 极流向 a 极Bb 极上的电极反应式为：O22H2O4e4OHC每转移 0.1 mol

9、电子，消耗 1.12 L 的 H2DH由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极二、填空题 1一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向另 一个电极通入空气。回答下列问题：（1）此电池放电时发生的化学反应是_。（2）此电池的正极发生的电极反应是_；负极发生的电极反应是_。（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：首先是燃料电池能量转化 效率高，其次是_。2化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）一种常用的镍镉（NiCd）电池，其电池总反应可以

10、表示为：2Ni(OH)2+Cd(OH)2A A AA AA A AA A充电放电Cd+2NiO(OH)+2H2O已知 Ni(OH)2和 Ca(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法正确的是（ ）以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为 电能A B C D（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失 去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为_。（3）下图是废弃镍镉电池中的重金属渗入水体后，进入人体的一条途径：A B C D 人 生物体 D 中重金属浓度_（“大于” “等于” “小于” ）生物体

11、 A 中重金属浓度，这是由食物链_作 用引起的。除上述途径外，被污染水体中的重金属还可以直接通过_（途径）进入人体。4（4）另一种常用的电池是锂电池，由于它的比能量（单位质量电极材料所能转换的电能）特别大而广泛应 用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年，它的负极用金属锂制成。电池总反应可表示为：Li+MnO2LiMnO2 试回答：锂电池比能量特别大的原因是_。锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制，为什么这种电池 不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因_。【答案与解析答案与解析】 1C 【解析】A 项，化学电源是依据原电池原理设计的，A 项正确；B 项也正确；C 项，原电池输出电能的能

12、力，取 决于组成原电池的反应物的氧化还原能力，故 C 项错误，D 项正确。 2B 【解析】由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物 AgCl 是氧化产物，A、D 都不正 确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C 错误；化合物 Na2Mn5O10 中 Mn 元素的化合价是+18/5 价，所以每生成 1mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(418/5)52mol，因此 选项 B 正确。 3BC 【解析】ZnZn(OH)2失去 2e，而 Ag2O2Ag 得到 2e。原电池中失去电子的一极是负极，所以 Zn 为负极， Ag2O 为正极。

13、B 正确。因为 Zn+2OH2eZn(OH)2，负极区域溶液中 c (OH)不断减小，则 c (H+)不断增大， 故 pH 减小，所以 C 也正确。 4C 【解析】原电池反应中 Zn 失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为 Zn，正极为 MnO2。由电池总反应式减去负 极反应式 Zn2e+2OHZn(OH)2即得正极反应式 2MnO2+2e+2H2O2MnOOH+2OH。电子只能由 Zn 经外电路流 向 MnO2，而不能通过内电路。 5BD 【解析】蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是较活泼的金属 Fe，A 正确。放电时，Fe 是原电池的负极， Fe 失电子被氧化成 Fe2+。由于负极（

14、Fe）的附近聚集较多的 Fe2+，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D 不正 确。该蓄电池的放电和充电时的电极反应分别是：放电：负极，Fe2e+2OHFe(OH)2；正极，NiO2+2e+2H2ONi(OH)2+2OH。充电：阴极，Fe(OH)2+2eFe+2OH；阳极，Ni(OH)22e+2OHNiO2+2H2O。 可见以上反应都是在碱性溶液中进行的，B 不正确，C 正确。 6D7C 【解析】由图示知，负极反应为 C2H5OH12e+3H2O2CO2+12H+，正极反应为 3O2+12e+12H+6H2O，b 为正 极；电子经外电路由 a 到 b；l mol 乙醇被氧化转移 12 mol e，

15、故产生 12NA q 的电量。 8B 【解析】此电池在工作时，电子由铝电极沿导线流向铂电极，电流方向是电子流动方向的反方向，即由铂电极 沿导线流向铝电极。 9C 【解析】该燃料电池为氢氧燃料电池，其总反应式为 2H2+O22H2O，该燃料电池是通过质子（H+）来传递电荷的， H+分别参与了正、负电极的反应，但 H+在电池的内部应由负极（产生 H+）定向移动至正极（消耗 H+） ，其在整个Pb+SO422ePbSO4PbO2+4H+SO42+2ePbSO4+2H2 O负极正极根据电池 总反应铅蓄电池放电时是原电池5过程中，消耗量与生成量相等。 10C 【解析】该电池工作时，Zn 应为负极，失去电

16、子，故 A 正确。原电池正极发生得电子反应，即还原反应，故 B 正确。电子应由原电池的负极流出，通过外电路流向正极，故 C 错误。由于 Zn 失去 2 mol 电子时，自身消耗的 质量为 65 g，则失去 0.2 mol 电子，理论上消耗 6.5 g，故 D 正确。 11B 【解析】分析电池的总反应式 Li+MnO2LiMnO2，可以知道 Li 失去电子，发生氧化反应，所以 Li 是负极，电极 反应为 LieLi+；MnO2是正极，发生还原反应，电极反应为 MnO2+eMnO2。 12B 【解析】该电池实质是氢氧燃料电池，负极上氢气发生氧化反应，正极上氧气发生还原反应，电极本身不参与 反应；由

17、总反应式知，电池供应 1 mol 水蒸气，转移的电子数为 2 mol；正极反应为：O2+2CO2+4e2CO32。 13D【解析】首先明确 a 为负极，这样电子应该是通过外电路由 a 极流向 b，A 错；B 选项反应应为 O2+4e-+4H+=2H2O ; C 没有告知标准状况。二、填空题 1 （1）2CH3OH+3O22CO2+4H2O（2）3O2+12H+12e6H2O 2CH3OH+2H2O12e2CO2+12H+（3）正 负极 （4）产物对环境无污染 【解析】甲醇燃料电池实质就是利用甲醇燃料与氧气反应来提供电能。CH3OH 作负极，发生氧化反应，电极反应 式为 2CH3OH+2H2O1

18、2e2CO2+12H+；氧气作正极，电极反应式为 3O2+12H+12e6H2O，两反应式相加得总 反应式。在电池中负极释放电子并传导到正极上，故 H+向正极移动。该电池的反应产物为 CO2和 H2O，对环境无 污染。 2 （1）B （2）Cd(OH)2和 Ni(OH)2能溶于酸性溶液生成有毒的重金属离子（3）大于 富集 饮水 （4）锂的摩尔质量小 2Li+2H2O2LiOH+H2 【解析】电池充电和放电过程是可逆过程，但是在不同的条件下进行的，不是可逆反应。电池放电过程生成的 Ni(OH)2和 Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，在酸性土壤中更易生成重金属离子，所以污染更加严重。食物链对 重金属离子有富集作用，使之浓度越来越大，危害越来越大。锂的相对原子质量为 7，每转移 l mol e，消耗 的锂的质量仅为 7 g，所以其比能量大。