高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.2 化學(xué)電源課時(shí)練 新人教版選修4.doc

化學(xué)電源1下列說法正確的是()a堿性鋅錳電池是二次電池b鉛蓄電池是一次電池c二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生d燃料電池的活性物質(zhì)大量儲(chǔ)存在電池內(nèi)部【答案】c【解析】堿性鋅錳電池是一次電池，鉛蓄電池是二次電池。2隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是()a利用電池外殼的金屬材料b防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染c不使電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品d回收其中石墨電極【答案】b【解析】汞、鎘、鉛等重金屬離子會(huì)對(duì)土壤和水源造成污染。3鋅錳干電池在放電時(shí)總反應(yīng)方程式可以表示為：zn(s)2mno22nh4=zn2mn2o3(s)2nh3h2o，在此電池放電時(shí)正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()azn b碳cmno2和nh4 dzn2和nh3【答案】c【解析】根據(jù)方程式可知：zn為負(fù)極，碳棒為正極，負(fù)極：zn2e=zn2，正極：2mno22nh42e=mn2o32nh3h2o，所以正極上參與反應(yīng)的物質(zhì)是mno2和nh4。4人造衛(wèi)星用到的一種高能電池銀鋅電池，其電極反應(yīng)為：zn2oh2e=zn(oh)2，ag2oh2o2e=2ag2oh。根據(jù)反應(yīng)式判斷氧化銀是()a負(fù)極被氧化 b正極被還原c負(fù)極被還原 d正極被氧化【答案】b【解析】ag2o2ag得電子，化合價(jià)降低，被還原。5目前人們正研究開發(fā)一種高能電池鈉硫電池，它以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O，以na導(dǎo)電的al2o3陶瓷作固體電解質(zhì)，反應(yīng)為2nax sna2sx，以下說法正確的是()a放電時(shí)，鈉作正極，硫作負(fù)極b放電時(shí)，na向負(fù)極移動(dòng)c充電時(shí)，鈉極與外電源正極相連，硫極與外電源的負(fù)極相連d放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：2na2e=2na【答案】d【解析】放電時(shí)，負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故鈉作負(fù)極，硫作正極，a錯(cuò)誤；放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，b錯(cuò)誤；充電時(shí)，鈉極(負(fù)極)與外電源的負(fù)極相連，硫極(正極)與外電源的正極相連，c錯(cuò)誤；放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，d正確。6鎳(ni)鎘(cd)可充電的電池，放電時(shí)，電極材料是cd和nio(oh)，電解質(zhì)是koh，電極反應(yīng)分別是：cd2oh2e=cd(oh)2；2nio(oh)2h2o2e=2ni(oh)22oh。下列說法不正確的是()a電池放電時(shí)，負(fù)極周圍溶液的ph不斷減小b電池放電時(shí)總反應(yīng)是cd2nio(oh)2h2o=cd(oh)22ni(oh)2c電池充電時(shí)，鎘(cd)元素被氧化d電池充電時(shí)，電池的正極和電源的正極相連接【答案】c【解析】c項(xiàng)，充電時(shí)，cd(oh)22e=cd2oh，所以鎘元素應(yīng)被還原。7鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(licoo2)，導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6cxlixe=lixc6，充放電過程中，正極發(fā)生licoo2與li1xcoo2之間的轉(zhuǎn)化。下列有關(guān)說法不正確的是()a放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為：lixc6xe=6cxlib鈷酸鋰(licoo2)中鈷元素的化合價(jià)為3c放電時(shí)正極發(fā)生licoo2轉(zhuǎn)化為li1xcoo2的反應(yīng)d放電時(shí)鋰離子向正極移動(dòng)【答案】c【解析】放電時(shí)，電極反應(yīng)式為負(fù)極：lixc6xe=6cxli正極：li1xcoo2xexli=licoo2所以放電時(shí)，li1xcoo2轉(zhuǎn)化為licoo2。8美國時(shí)代周刊將氫燃料電池評(píng)為21世紀(jì)對(duì)人類生活具有重大影響的技術(shù)之一。培根電池是一種堿性的氫氧燃料電池，已經(jīng)應(yīng)用在“阿波羅六號(hào)”太空船上。將多個(gè)培根電池組合為電池組，向外供電，電池組工作穩(wěn)定后，它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻基本保持不變。電池所產(chǎn)生的水可以作為飲用水，今欲得常溫下水1 l，則電池內(nèi)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量約為()a8.9103 mol b4.5102 molc1.1102 mol d5.610 mol【答案】c【解析】負(fù)極：2h24e4oh=4h2o正極：o24e2h2o=4oh所以產(chǎn)生2 mol水，轉(zhuǎn)移4 mol電子。制得1 l水轉(zhuǎn)移電子數(shù)為21.1102 mol。9. 右圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(h)和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2ch3oh3o2=2co24h2o。下列說法不正確的是()a左電極為電池的負(fù)極，a處通入的物質(zhì)是甲醇b正極反應(yīng)式為：o22h2o4e=4ohc負(fù)極反應(yīng)式為：ch3ohh2o6e=co26hd該電池提供1 mol e，消耗氧氣0.25 mol【答案】b【解析】電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2ch3oh12e2h2o=2co212h正極：3o212e12h=6h2o。b錯(cuò)誤；根據(jù)電子流向，可以判斷a處通甲醇，b處通o2。當(dāng)電池提供1 mol電子時(shí)，消耗o2為0.25 mol。10. 美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻省理工大學(xué)共同研制成功了用于潛航器的鎂過氧化氫燃料電池系統(tǒng)。其工作原理如圖所示。以下說法中錯(cuò)誤的是()a電池的負(fù)極反應(yīng)為mg2e=mg2b電池工作時(shí)，h向負(fù)極移動(dòng)c電池工作一段時(shí)間后，溶液的ph增大d電池總反應(yīng)式是mgh2o22h=mg22h2o【答案】b【解析】mgh2o2燃料電池中mg作負(fù)極：mg2e=mg2，pt作正極：h2o22h2e=2h2o，總反應(yīng)式為mgh2o22h=mg22h2o，消耗h，使c(h)減小，ph增大，且h移向正極。11“神舟九號(hào)”飛船的電源系統(tǒng)共有3種，分別是太陽能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應(yīng)急電池。(1)飛船在光照區(qū)運(yùn)行時(shí)，太陽能電池帆板將_能轉(zhuǎn)化為_能，除供給飛船使用外，多余部分用鎘鎳蓄電池儲(chǔ)存起來。其工作原理為cd2niooh2h2ocd(oh)22ni(oh)2充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為_；當(dāng)飛船運(yùn)行到地影區(qū)時(shí)，鎘鎳蓄電池開始為飛船供電，此時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)緊急狀況下，應(yīng)急電池會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，工作原理為znag2oh2o2agzn(oh)2，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為_?！敬鸢浮?1)太陽電ni(oh)2eoh=nioohh2o減小(2)zn2e2oh=zn(oh)2【解析】(1)陽極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的一極，ni(oh)2為陽極；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為cd2e2oh=cd(oh)2，故溶液堿性減小。12原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。(1)某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。a和b不連接時(shí)，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。a和b用導(dǎo)線連接，cu極為原電池_極(填“正”或“負(fù)”)，電極反應(yīng)式是_，zn極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，溶液中的h移向_(填“cu”或“zn”)極。無論a和b是否連接，zn片均被腐蝕，若轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子，則理論上zn片質(zhì)量減輕_g。(2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：電池的負(fù)極是_(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)式為：_。電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的ph_(填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】(1)zn2h=zn2h2正2h2e=h2氧化cu6.5(2)ach410oh8e=co327h2o減小【解析】分析本題裝置，若a和b不連接，不能構(gòu)成原電池；若a和b連接，則符合構(gòu)成原電池的條件。(1)若a、b不連接則發(fā)生的是zn與h2so4的置換反應(yīng)；a、b連接后，構(gòu)成原電池，cu的活潑性弱于zn，cu為正極，zn為負(fù)極，zn極發(fā)生氧化反應(yīng)；若轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，則消耗0.1 mol zn，其質(zhì)量為6.5 g。(2)ch4在反應(yīng)時(shí)失去電子，故a電極是電池的負(fù)極。電極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式ch42oh2o2=co323h2o減去正極反應(yīng)式o22h2o4e=4oh，求得。由于電池工作過程中會(huì)消耗oh，故一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的ph會(huì)減小。13某新型可充電電池，能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓，該電池的總反應(yīng)3zn2k2feo48h2o3zn(oh)22fe(oh)34koh。(1)放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為_；(2)充電時(shí)fe(oh)3發(fā)生_反應(yīng)；(3)放電時(shí)電子由_極流向_極；(4)放電時(shí)1 mol k2feo4發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)是_。【答案】(1)zn2e2oh=zn(oh)2(2)氧化(3)負(fù)正(4)1.8061024【解析】放電時(shí)鋅在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)是堿，故負(fù)極反應(yīng)是zn2e2oh=zn(oh)2，電子由負(fù)極流出，通過外電路流向正極，每1 mol k2feo4發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子是3 mol，數(shù)目是1.8061024，充電時(shí)fe(oh)3失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。14化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)下列相關(guān)說法正確的是_(填序號(hào))。a通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少，可以判斷該電池的優(yōu)劣b二次電池又稱充電電池或蓄電池，這類電池可無限次重復(fù)使用c除氫氣外，甲醇、汽油、氧氣等都可用作燃料電池的燃料d近年來，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提上日程，其首要原因是電池外殼的金屬材料需要回收(2)目前常用的鎳(ni)鎘(cd)電池，其電池總反應(yīng)式可表示為2ni(oh)2cd(oh)2cd2nio(oh)2h2o已知ni(oh)2和cd(oh)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法正確的是_(填序號(hào))。a以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)b反應(yīng)環(huán)境為堿性c電池放電時(shí)cd作負(fù)極d該電池是一種二次電池(3)在宇宙飛船和其他航天器上經(jīng)常使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構(gòu)造如圖所示：a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電。a電極是電源的_極；若該電池為飛行員提供了360 kg的水，則電路中通過了_mol電子。(4)請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證cu2、fe3氧化性的強(qiáng)弱，請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖并寫出電極反應(yīng)式?！敬鸢浮?1)a(2)bcd(3)負(fù)40 000(4)裝置如右圖。正極的電極反應(yīng)式：2fe32e=2fe2負(fù)極的電極反應(yīng)式：cu