《2019-2020年高中化學 第4章 電化學基礎(chǔ) 第2節(jié) 化學電源習題 新人教版選修4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中化學 第4章 電化學基礎(chǔ) 第2節(jié) 化學電源習題 新人教版選修4.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中化學 第4章 電化學基礎(chǔ) 第2節(jié) 化學電源習題 新人教版選修4 一、選擇題 1．廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程。其首要原因是(　　) A．為了利用電池外殼的金屬材料 B．防止汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染 C．不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品 D．回收其中的石墨電極 解析：廢電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子能對土壤和水源造成污染，必須進行集中處理。 答案：B 2．下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A．鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細 B．氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化 C．太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 D．氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 解析： 選項 原因分析 結(jié)論 A 鋅錳干電池工作后碳棒不變 B 氫氧燃料電池工作時都是負極發(fā)生氧化反應(yīng)，H2－2e－===2H＋ √ C 太陽能電池的主要材料是高純度的硅 D 氫氧燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 3．燃料電池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧氣或空氣起反應(yīng)，將此反應(yīng)的化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液。下列關(guān)于甲烷燃燒電池的說法不正確的是(　　) A．負極反應(yīng)式為CH4＋10OH－＋8e－===CO＋7H2O B．正極反應(yīng)式為2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ C．隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變 D．甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率大 解析：A、B兩項是正確的；綜合A、B兩項知C項不正確；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，燃燒時產(chǎn)生的熱能是不可能全部轉(zhuǎn)化為功的，能量利用率不高，而電能轉(zhuǎn)化為功的效率要大得多，D項正確。 答案：C 4．(xx北京東城期末)如圖是一種應(yīng)用廣泛的鋰電池，LiPF6是電解質(zhì)，SO(CH3)2是溶劑，反應(yīng)原理是4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列說法不正確的是(　　) A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能 B．電子移動方向是由a極流向b極 C．可以用水代替SO(CH3)2作溶劑 D．b極反應(yīng)式是FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S 解析：Li作負極發(fā)生Li－e－===Li＋，正極FeS2中鐵的化合價由＋2價降低到0價、硫由－1價降低到－2價，電極反應(yīng)式為FeS2＋4e－＋4Li＋===Fe＋2Li2S；水與Li發(fā)生反應(yīng)，C選項錯誤。 答案：C 5．高效能電池的研發(fā)制約電動汽車的推廣。有一種新型的燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總反應(yīng)為：2C2H6＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O，有關(guān)此電池的推斷中正確的是(　　) A．負極反應(yīng)為：14H2O＋7O2＋28e－===28OH－ B．放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度不變 C．每消耗1 mol C2H6，則電路上轉(zhuǎn)移的電子為14 mol D．放電一段時間后，負極周圍的pH升高 解析：燃料作負極，氧氣作正極，A選項錯誤；由總反應(yīng)可知放電過程中消耗KOH，B選項錯誤；分析總反應(yīng)，7個O2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移28個電子，C選項正確；負極電極反應(yīng)式為C2H6＋18OH－－14e－===2CO＋12H2O，D選項錯誤。 答案：C 6．將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，即可構(gòu)成CH4燃料電池。已知通入CH4一極的電極反應(yīng)式是：CH4＋10OH－===CO＋7H2O＋8e－；通入O2一極的電極反應(yīng)式是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。下列有關(guān)敘述中，不正確的是(　　) A．通入CH4的電極為負極 B．正極發(fā)生氧化反應(yīng) C．溶液中的OH－向負極移動 D．工作一段時間后應(yīng)補充KOH 解析：該燃料電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，B不正確。根據(jù)題中電極反應(yīng)式知CH4發(fā)生氧化反應(yīng)，通入CH4的電極為負極，A正確；原電池工作時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向負極，C正確；該電池總反應(yīng)為CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，工作時消耗KOH，D正確。 答案：B 7．(xx課標Ⅰ)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是 (　　) A．正極反應(yīng)中有CO2生成 B．微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析：根據(jù)微生物電池工作原理示意圖可知：C6H12O6在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋；O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為6O2＋24e－＋24H＋===12H2O。負極有CO2生成，A項錯誤；B項，微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，正確；C項，質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)，正確；D項，電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，正確。 答案：A 8．(xx新課標沖刺卷)如圖裝置為某新型燃料電池的工作示意圖，以HCl－NH4Cl溶液為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．通入H2的電極為正極 B．該電池的負極反應(yīng)式為：N2＋6e－＋8H＋===2NH C．圖中分離出的A物質(zhì)為NH4Cl D．該電池工作一段時間后，溶液的pH減小 解析：分析題目中示意圖可得，正極反應(yīng)式為：N2＋6e－＋8H＋===2NH，負極反應(yīng)式為：3H2－6e－===6H＋，故A、B項錯誤；電池工作的總反應(yīng)式為：N2＋3H2＋2H＋===2NH，消耗H＋，故電池工作一段時間后，溶液的pH增大，故D項錯誤；從電池的總反應(yīng)式可知最終生成的物質(zhì)為NH4Cl，則圖中分離出的A物質(zhì)為NH4Cl，故C項正確。 答案：C 9．(xx南充高二檢測)市場上經(jīng)常見到的標記為Li－ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導Li＋的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2，下列說法不正確的是(　　) A．放電時，負極的電極反應(yīng)式：Li－e－===Li＋ B．充電時，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng) C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)溶液 D．放電過程中Li＋向負極移動 解析：A項，Li從零價升至正價，失去電子，作負極，正確；B項，反應(yīng)逆向進行時，反應(yīng)物只有一種，化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確；C項，由于Li可以與水反應(yīng)，故不能用水溶液作為電解質(zhì)溶液，正確；D項，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極得電子，故錯。 答案：D 10．科學家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質(zhì)是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導O2－。下列對該燃料電池的說法不正確的是(　　) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負極移向正極 B．該電池的總反應(yīng)是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O C．電路中每通過5 mol電子，約有5.6 L標準狀況下的丙烷被完全氧化 D．通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O 解析：該燃料電池的化學反應(yīng)原理是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O，B正確；放電過程中通入丙烷的電極為負極：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O，C正確；通入O2的電極為正極：O2＋4e－===2O2－，產(chǎn)生的O2－將向負極移動，A項錯。 答案：A 二、非選擇題 11．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)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－===2AlO＋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(鋁極)流出沿導線流向正極(Cl2極)。 答案：(1)正　3Cl2＋6e－===6Cl－ (2)負　2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O (3)Al　Cl2 12．Zn－MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負極材料是________。電池工作時，電子流向________(填“正極”或“負極”)。 (2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是________________________________________________________________________。 欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填字母)。 A．NaOH 　 B．Zn　 C．Fe 　 D． NH3H2O 解析：(1)負極是失電子的一極，Zn失去電子，電子由負極經(jīng)外電路流向正極。(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕；除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選Zn將Cu2＋置換為單質(zhì)而除去。 答案：(1)Zn(或鋅)　正極 (2)Zn與Cu2＋反應(yīng)生成Cu，Zn與Cu構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率　B 13．(xx經(jīng)典習題選萃)鉛蓄電池是化學電源，它工作時的電池總反應(yīng)為：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。試回答： (1)蓄電池負極的電極材料是_________________________________。 (2)工作時該蓄電池正極的電極反應(yīng)式是_____________________________。 (3)鉛蓄電池工作時，電解質(zhì)溶液的密度________，pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (4)如果用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取Cl2，當制得0.05 mol Cl2時，在理論上電池內(nèi)部消耗的H2SO4的物質(zhì)的量是________。 解析：(1)由電池總反應(yīng)可知，Pb發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Pb是負極。 (2)正極上的反應(yīng)是PbO2→PbSO4，則必然有H2SO4參加：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O(負極反應(yīng)為Pb－2e－＋SO===PbSO4，將正、負極反應(yīng)合并，與題給總反應(yīng)相符)。 (3)在蓄電池的工作過程中，Pb被氧化，H2SO4被消耗，所以溶液的密度減小，pH增大。 (4)用鉛蓄電池作電源，電解飽和食鹽水制0.05 mol Cl2，需提供0.10 mol e－(2Cl－－2e－===Cl2↑)，每消耗2 mol H2SO4時轉(zhuǎn)移2 mol e－，故至少消耗0.10 mol H2SO4。 答案：(1)Pb　(2)PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　(3)減小　增大　(4)0.10 mol 點評：將蓄電池與電解槽相連接時，前者將化學反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化為電能提供給后者，使其發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在電路中流過的電子的物質(zhì)的量相等。 14．鋅銀電池比能量大、電壓平穩(wěn)，廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。電解質(zhì)溶液是KOH溶液，電池總反應(yīng)為Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。請回答下列問題： (1)該電池的正極材料是________；電池工作時，陽離子向________(填“正極”或“負極”)移動；負極的反應(yīng)式為________。 (2)①電極材料鋅可由閃鋅礦在空氣中煅燒成氧化鋅，然后用碳還原來制取，化學反應(yīng)方程式為ZnO＋CZn＋CO，此法為________。 A．電解法 　 B．熱還原法 　 C．熱分解法 ②電極材料氧化銀可回收利用得到銀，其化學方程式為________________。 答案：(1)Ag2O　正極　Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O (2)①B?、?Ag2O4Ag＋O2↑ 15．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。 請回答： (1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是________________，在導線中電子流動方向為________________(用a、b表示)。 (2)負極反應(yīng)式為__________________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因為：____________________________________________。 (4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________。 ②已知LiH固體密度為0.82 gcm－3，用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________________________。 ③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導線中通過電子的物質(zhì)的量為____________mol。 解析：(1)氫氧燃料電池中，負極通H2，正極通O2，所以導線中電子由a到b。 (2)負極H2被氧化，寫電極反應(yīng)式時要注意電解質(zhì)溶液的組成。 (3)本題考查讀題能力，鉑粉作用在題設(shè)中有說明。 (4)②2Li＋H22LiH 22.4 L 16 g 吸收224 L H2時，生成的LiH的質(zhì)量為160 g，LiH體積與被吸收的H2體積比為： ∶224 L＝1∶1 148 ③LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ 8 g 1 mol 160 g LiH與H2O作用生成20 mol H2，H2完全被氧化失40 mol電子，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導線中通過的電子的物質(zhì)的量為40 mol80%＝32 mol。 答案：(1)由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮蒩到b (2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O (或H2＋2OH－－2e－===2H2O) (3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率 (4)①Li　H2O?、?或8.7110－4)?、?2