高中化學人教版化學反應(yīng)原理第四章電化學基礎(chǔ)單元測試 第四章第二節(jié)課后達標檢測

課后達標檢測[基礎(chǔ)鞏固]1．對化學電源的敘述正確的是()A．化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高B．化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位C．化學電源均是安全、無污染的D．化學電源即為充電電池解析：選A。化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高，故A正確；火力發(fā)電居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位，故B錯誤；部分廢舊化學電源會引起重金屬污染，故C錯誤；化學電源包括一次電池、充電電池、燃料電池等，故D錯誤。2．生產(chǎn)鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛銻合金上均勻涂上膏狀的PbSO4，干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是2PbSO4＋2H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))PbO2＋Pb＋2H2SO4。下列有關(guān)鉛蓄電池的說法中錯誤的是()A．需要定期補充硫酸B．工作時Pb是負極，PbO2是正極C．工作時負極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4D．工作時電解質(zhì)溶液的密度減小解析：選A。鉛蓄電池在工作時相當于原電池，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，所以Pb是負極，PbO2是正極；在工作時，負極上Pb失去電子生成Pb2＋，而Pb2＋又與溶液中的SOeq\o\al(2－,4)結(jié)合生成PbSO4沉淀；放電時消耗硫酸的量與充電時生成硫酸的量相等，不用定期補充H2SO4；放電時，H2SO4被消耗，溶液中H2SO4的物質(zhì)的量濃度減小，溶液的密度也隨之減小。3．據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染，其電極反應(yīng)式為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、空氣和電解質(zhì)溶液。則下列敘述中正確的是()A．鋅為正極，空氣進入負極反應(yīng)B．電池中有1mol電子轉(zhuǎn)移時消耗的Zn為65gC．正極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解質(zhì)溶液肯定不是強酸溶液解析：選D。因電池反應(yīng)中有ZnO生成，故電解質(zhì)溶液不可能為強酸溶液，否則ZnO會溶解。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)燃料電池的說法錯誤的是()A．燃料電池的負極反應(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，該電池的負極反應(yīng)為C2H5OH－12e－＋12OH－=2CO2↑＋9H2OD．堿性甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－解析：選C。C項，電解質(zhì)為KOH，因此不可能生成二氧化碳，應(yīng)該生成COeq\o\al(2－,3)，即負極反應(yīng)為C2H5OH－12e－＋16OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋11H2O，故C項錯誤。5．Harbermann等設(shè)計出利用Desulfovibriodesulfurcan菌種生成的硫化物作為微生物燃料電池的電解質(zhì)，電池內(nèi)部有質(zhì)子通過，該系統(tǒng)不經(jīng)任何維護可持續(xù)運行5年，該電池的負極反應(yīng)式為S2－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋。有關(guān)該電池的下列說法中正確的是()A．若有L氧氣參與反應(yīng)，則一定有mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B．質(zhì)子由正極移向負極C．該電池的總反應(yīng)式為S2－＋2O2=SOeq\o\al(2－,4)D．正極的電極反應(yīng)式為2O2＋8e－＋4H2O=8OH－解析：選C。未標明L氧氣所處的壓強和溫度，不能確定氧氣的物質(zhì)的量，A項錯誤；質(zhì)子由負極移向正極，B項錯誤；正極的電極反應(yīng)式為2O2＋8H＋＋8e－=4H2O，D項錯誤。6．目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池——鈉－硫電池，它是以熔融的鈉和硫為兩極，以Na＋導(dǎo)電的β″－Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì)，反應(yīng)式為2Na＋xSeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Na2Sx。以下說法正確的是()A．放電時，鈉作正極，硫作負極B．放電時，鈉極發(fā)生還原反應(yīng)C．充電時，鈉極與外接電源正極相連，硫極與外接電源負極相連D．充電時硫電極發(fā)生的反應(yīng)為Seq\o\al(2－,x)－2e－=xS解析：選D。放電時Na為活潑金屬作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)；充電時，Seq\o\al(2－,x)失電子重新變?yōu)镾。7．(2023·湖北百所重點中學聯(lián)考)流動電池是一種新型電池，其主要特點是可以通過電解質(zhì)溶液的循環(huán)流動，在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。北京化工大學新開發(fā)的一種流動電池如圖所示，電池總反應(yīng)為Cu＋PbO2＋2H2SO4=CuSO4＋PbSO4＋2H2O。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)為負極，b為正極B．該電池工作時，PbO2電極附近溶液的pH增大C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋D．調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液的方法是補充CuSO4解析：選D。A項，根據(jù)電池總反應(yīng)可得銅為負極，PbO2為正極，正確；B項，該電池工作時，PbO2電極上發(fā)生的反應(yīng)為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，消耗了溶液中的H＋，故溶液的pH增大，正確；C項，銅電極的電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，正確；D項，反應(yīng)生成了CuSO4，消耗了H2SO4，故應(yīng)補充H2SO4，錯誤。8．科學工作者為心臟病患者設(shè)計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＋進行工作的。該電池工作時，正極的電極反應(yīng)式為()A．Zn－2e－=Zn2＋B．2H＋＋2e－=H2↑C．4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．O2＋4H＋＋4e－=2H2O解析：選D。正極得電子，體液中溶解的氧易得電子而發(fā)生反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，D項正確。9．科學家預(yù)言，燃料電池是21世紀獲得電子的重要途徑。甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作電極催化劑，在硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。試回答以下問題：(1)配平電池放電時發(fā)生的化學反應(yīng)方程式：CH3OH＋____O2→____CO2＋____H2O。(2)在硫酸電解液中，CH3OH失去電子，此電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是________________________________________________________________________，負極發(fā)生的反應(yīng)是________________________________________________________________________。(3)電解液中的H＋向______極移動，向外電路釋放電子的電極是______極。(4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率高，其次是__________________。(5)甲醇燃料電池與氫氧燃料電池相比，其主要缺點是甲醇燃料電池的輸出功率較低，但其主要優(yōu)點是______________。解析：(1)根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式，注意CH3OH中的H顯＋1價，O顯－2價。(2)電極反應(yīng)的書寫應(yīng)注意電解質(zhì)溶液，本題給出的是酸性溶液。(3)由電極反應(yīng)可知，H＋在正極被消耗，在負極生成，所以H＋向正極移動。答案：(1)2324(2)O2＋4H＋＋4e－=2H2OCH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋(3)正負(4)對空氣無污染(5)甲醇比H2廉價10．某學校設(shè)計了一節(jié)實驗活動課，讓學生從廢舊干電池中回收碳棒、鋅皮、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì)，整個實驗過程如下：(1)了解有關(guān)干電池的基本構(gòu)造和工作原理。如圖所示為干電池的基本構(gòu)造圖。干電池工作時負極上的電極反應(yīng)式是______________________________，MnO2的作用是除去正極上產(chǎn)生的H2，本身生成Mn2O3，該反應(yīng)的化學方程式是________________________________________________________________________。(2)鋅皮和碳棒的回收：用鉗子和剪子剪開回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，并刷洗干凈，將電池內(nèi)的黑色粉末移入小燒杯中。(3)氯化銨、氯化鋅的提取、檢驗和分離。如何從黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2晶體的混合物？寫出簡要的實驗步驟：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋H2＋2MnO2=H2O＋Mn2O3(3)將黑色粉末溶于水，然后過濾，對濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、烘干[能力提升]11．法國格勒諾布爾約瑟夫·傅立葉大學的研究小組發(fā)明了第一塊可植入人體為人造器官提供電能的葡萄糖生物燃料電池，其基本原理是葡萄糖和氧氣在人體中酶的作用下發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6＋6O2eq\o(=,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O(酸性環(huán)境)。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A．該生物燃料電池不可以在高溫下工作B．電池的負極反應(yīng)為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋C．消耗1mol氧氣時轉(zhuǎn)移4mole－，H＋向負極移動D．今后的研究方向是設(shè)法提高葡萄糖生物燃料電池的效率，從而使其在將來可以為任何可植入醫(yī)療設(shè)備提供電能解析：選C。酶在高溫下會變性，失去催化活性，所以該生物燃料電池不可以在高溫下工作，A項說法正確；電池中C6H12O6在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，B項說法正確；電解質(zhì)溶液中的陽離子移向原電池的正極，所以H＋向正極移動，C項說法錯誤；D項說法正確。12．(2023·衡水高二調(diào)研)近年來AIST正在研制一種“高容量、低成本”鋰－銅空氣燃料電池。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法不正確的是()A．放電時，Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動B．放電時，負極的電極反應(yīng)式為Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD．整個反應(yīng)過程中，銅相當于催化劑解析：選B。根據(jù)放電時的反應(yīng)判斷鋰電極是負極，銅電極是正極。在電池內(nèi)部陽離子移向正極，即Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動，故A正確。負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故B錯誤。據(jù)圖示和題干信息可知，通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，放電時，負極生成銅，整個反應(yīng)過程中，銅相當于催化劑，故C、D正確。13．(2023·溫州十校聯(lián)考)TiO2在光照射下可使水分解：2H2Oeq\o(=,\s\up7(TiO2),\s\do5(光))2H2↑＋O2↑，該過程類似植物的光合作用。下圖是光照射下TiO2分解水的裝置示意圖。下列敘述正確的是()A．該裝置中TiO2電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．鉑電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑C．該裝置工作時，電流由TiO2電極經(jīng)R流向鉑電極D．該裝置工作時，TiO2電極附近溶液的pH變大解析：選B。TiO2電極上發(fā)生反應(yīng)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，Pt電極上發(fā)生反應(yīng)4H＋＋4e－=2H2↑，A項錯，B項正確；TiO2電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，為負極，故電流由Pt電極經(jīng)R流向TiO2電極，C項錯；TiO2電極上OH－放電后，水電離出的c(H＋)增大，pH變小，D項錯。14．氯鋁電池是一種新型的燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，試回答下列問題：(1)通入氯氣的電極是________極(填“正”或“負”)，電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(2)加入鋁的電極是________極(填“正”或“負”)，電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(3)在外電路電子從________極流向________極(填“Al”或“Cl2”)。解析：根據(jù)Cl2和Al的反應(yīng)方程式：3Cl2＋2Al=2AlCl3可知，鋁易失電子被氧化，為負極，但電解液為KOH溶液，故負極反應(yīng)為2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，Cl2易得電子被還原，為正極，電極反應(yīng)為3Cl2＋6e－=6Cl－。在外電路中電子從負極(Al極)流出沿導(dǎo)線流向正極(Cl2極)。答案：(1)正3Cl2＋6e－=6Cl－(2)負2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O(3)AlCl215．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