(暑期備課）2021高一化學(xué)全一冊課時作業(yè)21：化學(xué)電源（含答案）

1、（暑期備課）2021高一化學(xué)全一冊課時作業(yè)21：化學(xué)電源（含答案）1下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極C氫氧燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極解析：手機(jī)上用的鋰離子電池既能放電又能充電，故其屬于二次電池，A正確；鋅錳干電池中，碳棒是正極、鋅電極是負(fù)極，B正確；氫氧燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C正確； 銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從鋅電極流向銅電極，D不正確。答案：D2關(guān)于下列裝置的說法，正確的是()A裝置中，鹽橋中的K移向CuSO4溶液B裝置中，Zn為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) C裝置中的Fe發(fā)

2、生析氫腐蝕D裝置中電子由Fe流向石墨，然后再經(jīng)溶液流向Fe解析：裝置為原電池，鋅比銅活潑，鋅為負(fù)極，銅為正極，鹽橋中的K移向CuSO4溶液，即向正極移動，故A正確；裝置中，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；裝置電解質(zhì)為氯化鈉，溶液呈中性，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，故C錯誤；電子只能經(jīng)過外電路，不能經(jīng)過溶液，故D錯誤。答案：A3. 鉛蓄電池的示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A放電時，N為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為PbO2SO424H2e=PbSO42H2OB放電時，c(H2SO4)不變，兩極的質(zhì)量增加C充電時，陽極反應(yīng)式為PbSO42e=PbSO42D充電時，若N連電源正極，則該極生成PbO2解析：放電時

3、，是原電池，N作正極，A不正確；放電時，正、負(fù)極均消耗硫酸，c(H2SO4)減小，B不正確；充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbSO42e2H2O=PbO2SO424H，C不正確；充電時，若N連電源正極，則該極為陽極，電極反應(yīng)產(chǎn)物為PbO2，D正確。答案：D4目前科學(xué)家已開發(fā)出一種新型燃料電池固體氧化物電池，該電池用辛烷(C8H18)作燃料，電池中間部分的固體氧化物陶瓷可傳遞氧離子，下列說法正確的是()A電池工作時，氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)B電池負(fù)極的電極反應(yīng)：O22H2O4e=4OHC電池負(fù)極的電極反應(yīng)：C8H1825O250e=8CO29H2OD若消耗的O2為11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則電池中

4、有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移解析：該電池工作時，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；負(fù)極上燃料辛烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C8H1825O250e=8CO29H2O，B項錯誤，C項正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氧氣的物質(zhì)的量為0.5 mol，根據(jù)O24e=2O2，當(dāng)消耗0.5 mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為氧氣的4倍，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol，D項錯誤。答案：C5乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200 左右時供電，電池總反應(yīng)式為C2H5OH3O2=2CO23H2O，電池示意圖如圖所示，下列說法中正確的是()A電池工作時，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移B電池工作時，電流由b極沿導(dǎo)線流向

5、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，陽離子(質(zhì)子)向電池的正極遷移，A項不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極，B項正確；a極上乙醇應(yīng)該失電子被氧化，C項不正確；因為電池中使用的是磺酸類質(zhì)子溶劑，所以電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH，D項不正確。答案：B6熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池(600700)，具有效率高、噪音低、無污染、燃料多樣、余熱利用價值高等優(yōu)點(diǎn)。氫氧熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖

6、所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A電池工作時，熔融碳酸鹽只起到導(dǎo)電的作用B負(fù)極反應(yīng)式為H22eCO32=CO2H2OC該電池可利用工廠中排出的CO2，減少溫室氣體的排放D電池工作時，外電路中流過0.2 mol電子，消耗3.2 g O2解析：根據(jù)圖示，在氫氧熔融碳酸鹽燃料電池中，通入氫氣的電極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H22eCO32=CO2H2O，通入氧氣的電極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O22CO24e=2CO32，總反應(yīng)為：2H2O2=2H2O。A. 根據(jù)上述分析，電池工作時，熔融碳酸鹽參與了電極反應(yīng)，故A錯誤；B. 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H22eCO3

7、2=CO2H2O，故B正確；C.根據(jù)總反應(yīng)，該電池工作時沒有消耗二氧化碳，不能減少溫室氣體的排放，故C錯誤；D.電池工作時，外電路中流過0.2 mol電子，消耗0.05 mol氧氣，質(zhì)量為1.6 g O2，故D錯誤。答案：B7金屬(M)空氣電池的工作原理如圖所示，下列說法不正確的是()A金屬M(fèi)作電池負(fù)極BM2移向金屬(M)電極C正極的電極反應(yīng)為O24e2H2O=4OHD電池反應(yīng)為2MO22H2O=2M(OH)2解析：M失去電子作負(fù)極，A正確；原電池中陽離子向正極移動，則M2移向正極，金屬(M)電極是負(fù)極，B錯誤；正極上氧氣得到電子，則正極的電極反應(yīng)O24e2H2O=4OH，C正確；M失去電子、

8、氧氣得到電子，則電池反應(yīng)為2MO22H2O=2M(OH)2，D正確。答案：B8某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl2=2AgCl。下列說法正確的是()A正極反應(yīng)為AgCle=AgClB負(fù)極反應(yīng)為Age=AgC放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子解析：A.該原電池正極的電極反應(yīng)式是Cl22e=2Cl，故A錯誤；根據(jù)電池總反應(yīng)為2AgCl2=2AgCl 知負(fù)極電極反應(yīng)式為AgeCl=AgCl，故B 錯誤；Ag在左側(cè)，所以在左側(cè)生成白色沉淀，故C錯誤；參加電極反應(yīng)的是Cl2和Ag，左側(cè)溶液發(fā)生的電極反應(yīng)式是

9、：AgeCl=AgCl，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol電子時，Cl減少0.01 mol，同時有0.01 mol的H移向右側(cè)，故離子共減少0.02 mol，故D正確。答案：D9(1)美國“阿波羅”宇宙飛船中使用的氫氧燃料電池，其構(gòu)造如圖所示：KOH作電解質(zhì)，其反應(yīng)為：2H2O2=2H2O，則負(fù)極通入的是_，電極反應(yīng)式為：_；正極通入的是_，電極反應(yīng)式為：_。(2)如果KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為：負(fù)極_，正極_。(3)如把H2改為CH4，KOH作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為：負(fù)極_，正極_。解析：根據(jù)原電池的原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電子流出；正極發(fā)生還原反應(yīng)，電子流入；燃料電池的燃料為

10、負(fù)極，氧化劑為正極。(1)KOH作電解質(zhì)，則負(fù)極通入的是H2，因為電解質(zhì)溶液顯堿性，所以氫氣失去電子變成H后將與OH結(jié)合生成水，電極反應(yīng)為2H24OH4e=4H2O。正極通入的是O2，氧氣得到電子變成O2后將與H2O結(jié)合生成OH，電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH。(2)稀H2SO4作電解質(zhì)時，溶液顯酸性，所以氧氣得到電子變成O2后將與H結(jié)合生成水，正極反應(yīng)為O24H4e=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為2H24e=4H。(3)把H2改為CH4，KOH作電解質(zhì)，則負(fù)極通入的是CH4，因為電解質(zhì)溶液顯堿性，所以甲烷失去電子后將與OH反應(yīng)生成水和CO32，利用反應(yīng)前后電荷守恒，配平負(fù)極反應(yīng)為CH410OH8e

11、=CO327H2O。答案：(1)H22H24OH4e=4H2OO2O22H2O4e=4OH(2)2H24e=4HO24H4e=2H2O(3)CH410OH8e=CO327H2O2O24H2O8e=8OH提高訓(xùn)練10某電池以Na2FeO4和Zn為電極材料，NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，下列說法正確的是()A該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度減小B正極反應(yīng)式為2FeO4210H6e=Fe2O35H2OC電池工作時OH向負(fù)極遷移DZn為電池的正極解析：該電池總方程式為3Zn2Na2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34NaOH，生成NaOH，則該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度增大，故A錯誤；因電

12、解質(zhì)溶液為NaOH，呈堿性，則正極電極方程式為2FeO426e8H2O=2Fe(OH)310OH，故B錯誤；原電池在工作時陰離子OH向負(fù)極遷移，故C正確；根據(jù)化合價升降判斷，Zn化合價只能上升，則為負(fù)極材料，故D錯誤。答案：C11查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀”以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實(shí)際乙醇被氧化為X，其中一個電極的反應(yīng)式為CH3CH2OH2e=X2H。下列說法中正確的是()A電池內(nèi)部H由正極向負(fù)極移動B另一極的電極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OHC乙醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過外電路流向負(fù)極D電池總反應(yīng)式為2CH3CH2OHO2=2CH3

13、CHO2H2O解析：根據(jù)原電池工作原理、反應(yīng)規(guī)律及質(zhì)量守恒等，可以確定乙醇作原電池的負(fù)極，正極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O，物質(zhì)X的分子式為C2H4O，是乙醇被氧化的產(chǎn)物，為CH3CHO，則電池的總反應(yīng)式為2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O；工作過程中負(fù)極產(chǎn)生H，正極消耗H，所以，H應(yīng)由負(fù)極向正極移動；外電路中的電子應(yīng)由負(fù)極流出，正極流入。答案：D12圖1是在金屬鋅板上貼上一張用某溶液浸濕的濾紙，圖2是新型氫氧燃料電池，則下列說法中不正確的是()A圖2電池放電過程中，O2從B極區(qū)向A極區(qū)遷移B圖2電池負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)為H22eO2=H2OC若用氯化鈉和酚酞的混合溶液浸濕濾紙，用導(dǎo)

14、線將a、b直接相連，則鉛筆芯C點(diǎn)先變紅后褪色D圖1的鉛筆為正極解析：圖2是氫氧燃料電池，燃料電池放電過程中，通燃料氣體的A極是負(fù)極，通氧氣的B極是正極，O2從正極區(qū)(B)向負(fù)極區(qū)(A)遷移，故A正確；圖2是氫氧燃料電池，燃料電池放電規(guī)律是：通燃料氣體的A極為負(fù)極，燃料在該極失電子，通氧氣的B極是正極，氧氣在該極得電子，所以負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)為H22eO2=H2O，故B正確；若用氯化鈉和酚酞的混合溶液浸濕濾紙，用導(dǎo)線將a、b直接相連，則鋅電極為負(fù)極，鋅失電子，鉛筆芯為正極，水電離的氫離子得電子，在該極生成大量的氫氧化鈉，能使酚酞變紅色，故C錯誤；用導(dǎo)線將a、b直接相連，則鋅電極為負(fù)極，鋅失電子，鉛

15、筆芯為正極，氧氣得電子，故D正確。答案：C13. 一種堿性“二甲醚(CH3OCH3)燃料電池”具有啟動快、能量密度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其電池總反應(yīng)為：CH3OCH33O24OH=2CO325H2O，下列說法不正確的是()A電池正極可用多孔碳材料制成B電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：CH3OCH312e3H2O=2CO3212HC理論上，1 mol二甲醚放電量是1 mol甲醇放電量的2倍D電池工作時，OH向電池負(fù)極遷移解析：多孔碳是碳單質(zhì)，是一種具有不同孔結(jié)構(gòu)的碳素材料，可用作氫氧燃料電池的電極材料，選項A正確；根據(jù)電池總反應(yīng)式可知電解質(zhì)溶液呈堿性，負(fù)極電極反應(yīng)為CH3OCH312e12OH=2CO326H

16、2O，選項B不正確；每1 mol的二甲醚(CH3OCH3)燃燒會轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol；1mol的甲醇反應(yīng)會轉(zhuǎn)移電子6 mol，故做為燃料電池理論上，1 mol二甲醚放電量是1 mol甲醇放電量的2倍，選項C正確；電池工作時，陰離子向電池的負(fù)極遷移，即OH向電池負(fù)極遷移，選項D正確。答案：B14.LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2，電池的總反應(yīng)可表示為4Li2SOCl2=4LiClSSO2。(1)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果

17、把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗現(xiàn)象是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視。某燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。(3)該燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_。(4)該燃料電池正極電極反應(yīng)式為_。解析：(1)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4Li4e4Cl=4LiCl，則正極的電極反應(yīng)式用總反應(yīng)方程式減去負(fù)極反應(yīng)得2SOCl24e=4ClSSO2。(2)用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成，說明反應(yīng)過程中S元素的化合價仍是4價，未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以SOCl2與水反

18、應(yīng)的產(chǎn)物是二氧化硫與氯化氫，氯化氫與水結(jié)合形成白霧，則實(shí)驗現(xiàn)象是出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味氣體生成；化學(xué)方程式為SOCl2H2O=SO22HCl。(3)燃料電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以丁烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，因為熔融的K2CO3為電解質(zhì)，所以生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為C4H1013CO3226e=17CO25H2O。(4)正極是氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，并與二氧化碳結(jié)合生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O22CO24e=2CO32。答案：(1)2SOCl24e=4ClSSO2(2)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成SOCl2H2O=SO22HCl(3)C4H1013CO3226e=17CO25H2O(4)

19、O22CO24e=2CO3215航天飛機(jī)常采用新型燃料電池作為電能來源，燃料電池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物質(zhì)與O2一起構(gòu)成的電池裝置，它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，我國發(fā)射的“神舟”五號載人飛船是采用先進(jìn)的甲烷電池為電能來源的，該電池以KOH溶液為電解質(zhì)，其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH42O22OH=CO323H2O。(1)負(fù)極上的電極反應(yīng)為_。(2)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的5.6 L O2時，有_mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。(3)開始放電時，正極附近溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)根據(jù)總的化學(xué)方程式知CH4CO32，C元素的化合價由44，則有CH48eCO32，根據(jù)電荷守恒，左邊應(yīng)配10個OH，最后根據(jù)質(zhì)量守恒得：CH410OH