人教版選修4 第4章第2節(jié) 化學(xué)電源 作業(yè) (8).doc

第二節(jié)化學(xué)電源過關(guān)訓(xùn)練試題（時(shí)間：45分鐘 滿分：100分）一、單項(xiàng)選擇題(每小題5分，共50分)1下列有關(guān)化學(xué)電池的說(shuō)法中正確的是(c)a化學(xué)電池只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能b燃料電池能將全部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能c銀鋅電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)d一次電池包括干電池和蓄電池解析：蓄電池不但可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(放電)，也可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(充電)，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率超過80%，但不可能100%轉(zhuǎn)化。蓄電池可重復(fù)使用，屬于二次電池。故正確答案為c。2科學(xué)工作者為心臟病患者設(shè)計(jì)的心臟起搏器的電池是以pt和zn為電極材料，依靠人體體液中含有的一定濃度的溶解氧、h和zn2進(jìn)行工作的。該電池工作時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為(d)azn2e=zn2 b2h2e=h2c4oh4e=o22h2o do24h4e=2h2o解析：正極得電子，體液中溶解的氧易得電子而發(fā)生反應(yīng)：o24h4e=2h2o，d項(xiàng)正確。3乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200 左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)式為c2h5oh3o2=2co23h2o，電池示意圖如下，下列說(shuō)法中正確的是(b)a電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移b電池工作時(shí)，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極ca極上發(fā)生的電極反應(yīng)是c2h5oh3h2o12e=2co212hdb極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2h2oo24e=4oh解析：通入乙醇的一極(a極)為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；通入氧氣的一極(b極)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。電池工作時(shí)，陽(yáng)離子(質(zhì)子)向電池的正極遷移，選項(xiàng)a不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極，選項(xiàng)b正確；a極上乙醇應(yīng)該失電子被氧化，所以選項(xiàng)c不正確；因?yàn)殡姵刂惺褂玫氖腔撬犷愘|(zhì)子溶劑，所以電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)oh，選項(xiàng)d不正確。4燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)溶液、燃料和氧化劑。此種電池的能量轉(zhuǎn)化率超過80%，產(chǎn)物污染小。下列有關(guān)燃料電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(c)a燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)b氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用c乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用koh，該電池的負(fù)極反應(yīng)為c2h5oh12e12oh=2co29h2od堿性甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為o22h2o4e=4oh解析：c項(xiàng)，電解質(zhì)為koh，因此不可能生成二氧化碳，應(yīng)該生成co，即負(fù)極反應(yīng)為c2h5oh12e16oh=2co11h2o，故c項(xiàng)錯(cuò)誤。5下圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖。下列說(shuō)法正確的是(c)a該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化b裝置y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：o22h2o4e=4ohc裝置x能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃燒和氧化劑的再生d裝置x、y形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化解析：a項(xiàng)，系統(tǒng)中存在光能電能、電能化學(xué)能、化學(xué)能電能、電能機(jī)械能等多種能量轉(zhuǎn)化方式；b項(xiàng)，y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為h22e=2h；c項(xiàng)，裝置x可電解水生成h2和o2；d項(xiàng)，無(wú)論是原電池還是電解池都不可能實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的完全轉(zhuǎn)化，故只有c正確。6一種甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)的新型手機(jī)電池，可連續(xù)使用一個(gè)月，其電池反應(yīng)為：2ch3oh3o24oh2co6h2o，則有關(guān)說(shuō)法正確的是(b)a放電時(shí)，ch3oh參與反應(yīng)的電極為正極b放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為ch3oh8oh6e=co6h2oc標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通入5.6 l o2并完全反應(yīng)后，有0.5 mol電子轉(zhuǎn)移d放電一段時(shí)間后，通入氧氣的電極附近溶液的ph降低解析：從電池反應(yīng)可知，ch3oh為原電池的負(fù)極，a選項(xiàng)錯(cuò)誤；正極反應(yīng)為：o22h2o4e=4oh，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.6 l o2為0.25 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 mol，c選項(xiàng)錯(cuò)誤；從正極反應(yīng)可以看出，正極附近溶液oh的濃度增大，ph升高，d選項(xiàng)錯(cuò)誤。7實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取cl2(提示：2nacl2h2o2naohh2cl2)，已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：負(fù)極：pbso2e=pbso4正極：pbo24hso2e=pbso42h2o今若制得0.050 mol h2，這時(shí)電池內(nèi)消耗的h2so4的物質(zhì)的量至少是(c)a0.025 mol b0.050 molc0.10 mol d0.20 mol解析：欲求h2so4的量，需找出鉛蓄電池的總反應(yīng)式，將電極反應(yīng)式合并得pbpbo22h2so4=2pbso42h2o，而制取cl2時(shí)，每生成1 mol h2，電子轉(zhuǎn)移2 mol，現(xiàn)需電子0.050 mol20.10 mol，由鉛蓄電池總反應(yīng)可知每轉(zhuǎn)移0.10 mol電子，將消耗h2so4 0.10 mol。8固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(o2)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是(d)a有o2放電的a極為電池的負(fù)極b有h2放電的b極為電池的正極ca極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為o22h2o4e=4ohd該電池的總反應(yīng)方程式為2h2o22h2o解析：據(jù)該電池的工作原理圖可知，被氧化的是h2：h22eo2=h2o，b極為原電池的負(fù)極；被還原的是o2：o24e=2o2，a極為原電池的正極?？偡磻?yīng)的方程式為：2h2o2=2h2o，反應(yīng)條件應(yīng)是高溫。9氫氧燃料電池，電極為多孔鎳，電解質(zhì)溶液為30%的koh溶液，電池總反應(yīng)為2h2o2=2h2o，該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(c)負(fù)極質(zhì)量減輕負(fù)極反應(yīng)為o22h2o4e=4oh負(fù)極反應(yīng)為2h24oh4e=4h2o正極區(qū)ph升高，而負(fù)極區(qū)ph降低溶液中陰離子移向負(fù)極a b c d解析：氫氧燃料電池中h2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，由于是堿性條件，所以電極反應(yīng)為：2h24e4oh=4h2o，負(fù)極區(qū)oh濃度降低。正極上o2發(fā)生還原反應(yīng)，得電子轉(zhuǎn)化為oh，電極反應(yīng)為：o24e2h2o=4oh，正極區(qū)oh濃度增大，而且溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故說(shuō)法正確。10利用生活中常見的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)，制作出一些具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的裝置，下圖是用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動(dòng)玩具的電池的示意圖。該電池工作時(shí)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(a)a鋁制汽水罐將逐漸被溶解b炭粒和木炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為o24e=2o2c木炭棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連d該電池工作一段時(shí)間后木炭棒和炭粒的質(zhì)量均會(huì)減少解析：該電池的反應(yīng)原理是4al3o2=2al2o3，所以al作電源負(fù)極，與玩具的負(fù)極相連，即鋁制汽水罐將逐漸溶解，a正確；木炭棒作電源正極，與玩具電機(jī)的正極相連，c項(xiàng)錯(cuò)誤；正極上發(fā)生的反應(yīng)為o22h2o4e=4oh，b項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11（每空2分，共14分）(1)今有2h2o22h2o反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是_，正極通的應(yīng)是_，電極反應(yīng)式為_，_。(2)如把koh改為稀h2so4作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為_，_。(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的ph各有何變化？(3)如把h2改為甲烷，koh做導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為_。解析：解決此題的關(guān)鍵是弄清原電池的有關(guān)概念，根據(jù)總反應(yīng)式可知h2在反應(yīng)中被氧化，o2被還原，h2應(yīng)在負(fù)極上反應(yīng)，o2應(yīng)在正極上反應(yīng)，又因?yàn)槭菈A性溶液不可能有h參加或生成，故負(fù)極反應(yīng)為2h24oh4e=4h2o，正極反應(yīng)為o22h2o4e=4oh。若將導(dǎo)電物質(zhì)換成酸性溶液，此時(shí)應(yīng)考慮不可能有oh參加反應(yīng)也不可能有oh生成，負(fù)極：2h24e=4h，正極：o24h4e=2h2o。由于前者在堿性條件下反應(yīng)，koh量不變，但工作時(shí)h2o增多，故溶液變稀，ph將變小；而后者為酸溶液，h2so4不變，水增多，溶液酸性變小，故ph將變大。如把h2改為甲烷，用koh做導(dǎo)電物質(zhì)，則負(fù)極：ch410oh8e=co7h2o，正極：2o24h2o8e=8oh，此時(shí)不會(huì)有co2放出。答案：(1)h2 o2 （各1分，下各2分）負(fù)極：2h24oh4e=4h2o 正極：o22h2o4e=4oh(2)負(fù)極：2h24e=4h 正極：o24h4e=2h2o(1)中ph變小，(2)中ph變大。(3)負(fù)極：ch410oh8e=co7h2o 正極：2o24h2o8e=8oh12（每空3分，共12分）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3zn2k2feo48h2o3zn(oh)22fe(oh)34koh。請(qǐng)回答下列問題：(1)高鐵電池的負(fù)極材料是_。(2)放電時(shí)，正極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)；已知負(fù)極反應(yīng)為zn2e2oh=zn(oh)2，則正極反應(yīng)為_。(3)放電時(shí)，_(填“正”或“負(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。解析 電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。由高鐵電池放電時(shí)總反應(yīng)方程式可知，負(fù)極材料應(yīng)為作還原劑的zn。由電池的總反應(yīng)方程式負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式可知，正極反應(yīng)式為feo3e4h2o=fe(oh)35oh，正極生成了oh，堿性增強(qiáng)。答案 (1)zn(2)還原feo3e4h2o=fe(oh)35oh(3)正13(每空2分，共12分)科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下圖：請(qǐng)回答下列問題：(1)pt(a)電極是電池的_極，電極反應(yīng)式為_；pt(b)電極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_。(2)該電池的總反應(yīng)方程式為_。(3)如果該電池工作時(shí)電路中通過2 mol電子，則消耗的ch3oh有_mol。解析：pt(a)端的原料為ch3oh和h2o，產(chǎn)物為co2、h，根據(jù)c化合價(jià)由2價(jià)升到4價(jià)，失去6個(gè)電子，pt(a)為負(fù)極；pt(b)端的原料為o2和h，產(chǎn)物為h2o，o化合價(jià)由0價(jià)降為2價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。答案：(1)負(fù)2ch3oh2h2o12e=2co212h還原3o212h12e=6h2o(2)2ch3oh3o2=2co24h2o(3)14（每空2分，共12分）科研、生產(chǎn)中常涉及鈉、硫及其化合物。(1)圖a為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320 左右，電池反應(yīng)為2naxs=na2sx，正極的電極反應(yīng)式為_。m(由na2o和al2