2018年高中化学 化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理、化学电源作业2鲁科版.docx

第1课时 原电池的工作原理、化学电源知能演练轻松闯关学生用书单独成册基础温故1下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极解析：选B。锂离子电池可以充电后再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质是把化学能转化成电能，C项正确；锌锰干电池中，Zn失去电子生成Zn2，故做为负极，D项正确。2铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为Zn2e=Zn2B一段时间后铜片增重，盐桥中K移向CuSO4溶液C电子从铜片经导线流向锌片D电池工作时Zn2和Cu2的浓度保持不变解析：选B。在铜锌原电池中，正极反应为Cu22e=Cu，负极反应为Zn2e=Zn2，所以铜片增重，盐桥中K移向CuSO4溶液，电子由锌片经导线流向铜片，故A、C错误，B正确；由电极反应知，电池工作时，c(Zn2)增大，c(Cu2)减小，故D错误。3电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：选C。选项A中ZnMn干电池做负极的是Zn，石墨做电池的正极，只起导电的作用，被腐蚀的是Zn；选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不是把热能直接转化为电能；选项D中太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅，它的能量转化率高。4根据图示，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生还原反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2解析：选A。分析题图知，该电池的总反应为2ZnO22H2O=2Zn(OH)2。烧杯a中发生的反应为O22H2O4e=4OH，溶液pH升高；烧杯b中发生的反应为Zn2e=Zn2，发生氧化反应。5用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABC D解析：选C。该原电池中Cu做负极、Ag做正极，负极反应式为Cu2e=Cu2，正极反应式为Age=Ag，所以正确；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以错误；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以错误；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以正确。6某原电池的总反应方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2，能实现该反应的为()ABCD正极材料Cu石墨FeAg负极材料FeCuCuCu电解质溶液CuSO4Fe2(SO4)3FeCl3AgNO3解析：选B。从所给电池反应看，Cu是还原剂做负极，正极应是惰性电极或活泼性不如Cu的金属，电解质溶液中应存在Fe3，则符合这些要求的只有B。7食品保鲜所用的“双吸剂”是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。下列分析不正确的是()A“双吸剂”中的生石灰有吸水作用B“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C吸收氧气的过程中，铁做原电池的负极D炭粉上发生的反应为O24e4H=2H2O解析：选D。由CaOH2O=Ca(OH)2知，A正确；还原铁粉、氯化钠、炭粉等构成原电池时，铁做负极，炭粉上的反应为O24e2H2O=4OH，因此B、C正确，D错误。8如图所示是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A该系统中只存在3种形式的能量转化B装置Y中负极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化解析：选C。A项，该系统中存在太阳能与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能等4种形式的能量转化关系，不正确；B项，装置Y是将化学能转化为电能的燃料电池装置，负极应该是H2发生氧化反应，不正确；C项，装置X为电解水，产生氢气和氧气，正确；D项，装置X、Y形成的子系统可以实现物质的零排放，但不可能实现化学能与电能间的完全转化，能量总是有损失的，不正确。9甲醇燃料电池的工作原理如图所示。(1)该电池工作时，b口通入的物质为_，c口通入的物质为_。(2)该电池正极的电极反应式为_。(3)工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，有_NA个电子转移。(4)以上述电池做电源，用如图所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)_，_。解析：(1)由H的移动方向知左电极为负极，b口通入甲醇，右电极为正极，c口通入O2。(2)电池的正极反应为O24e4H=2H2O。(3)电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O,2 mol CH3OH即64 g完全反应转移12 mol电子，则6.4 g甲醇完全反应生成CO2转移1.2NA个电子。(4)Al接电源正极做阳极，电极反应式为Al3e=Al3，后Al3与HCO反应生成Al(OH)3 沉淀和CO2气体。答案：(1)CH3OHO2(2)O24H4e=2H2O(3)1.2(4)Al3e=Al3Al33HCO=Al(OH)33CO2能力提升10下列说法中正确的是()AMg、Al用导线连接放入氢氧化钠溶液中，形成原电池，负极可能发生的反应为Mg2OH2e=Mg(OH)2BAl放入盛有氢氧化钠溶液的铁制容器中，形成原电池，负极可能发生的反应为Al3OH3e=Al(OH)3C钢铁放入氯化钠溶液中，正极反应式为2H2OO24e=4OHD碱性甲醇燃料电池的负极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H解析：选C。A、B选项，Al与氢氧化钠溶液反应，所以Al为负极，发生的反应为Al4OH3e=Al(OH)4，错误；C选项，氯化钠溶液是中性溶液，正极生成OH，正确；D选项，应该生成CO，错误。11一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B通入丁烷的一极是正极，电极反应为C4H1026e13O2=4CO25H2OC通入空气的一极是负极，电极反应为O24e=2O2D电池的总反应是2C4H1013O2=8CO210H2O解析：选D。丁烷与氧气反应的化学方程式(未标明条件)：2C4H1013O2=8CO210H2O，原电池的负极失电子发生氧化反应，对应物质的化合价升高：C4H1026e13O2=4CO25H2O；原电池正极得电子发生还原反应，化合价降低：O24e=2O2，显然在熔融电解质中O2从正极移向负极。12铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研读下图，下列判断不正确的是( )A. K 闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4 为0.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独做为原电池，d电极为正极解析：选C。K闭合时为原电池，为电解池，中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO42H2O2e=PbO24HSO ，选项A正确；在上述总反应中，得失电子总数为2e，当电路中转移0.2 mol电子时，可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2 mol，选项B正确；K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，选项C错误；K闭合一段时间，也就是充电一段时间后可以单独做为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电源的负极，d表面生成PbO2，做电源的正极，选项D正确。13有一种原电池，它的一个电极材料是NiO2(在碱性环境中NiO2氧化性比O2还强，还原产物是2价的镍的化合物)，另一电极是铁，电解质溶液是21%的氢氧化钾溶液。下列对该电池的叙述和有关反应式的书写正确的是()A此电池不须密封B放电时铁是负极，负极反应式为Fe2e=Fe2C放电时，正极反应式为2H2e=H2D放电时的总反应为FeNiO22H2O=Fe(OH)2Ni(OH)2解析：选D。因电池的电解质溶液是KOH溶液，电池应密封防止与空气接触，否则KOH会与空气中的CO2发生反应生成K2CO3。在碱性溶液中，负极Fe失电子后生成的Fe2会与OH结合成Fe(OH)2，故负极反应式为Fe2OH2e=Fe(OH)2。在碱性溶液中，NiO2氧化性强于O2，正极发生还原反应的不是H，而是NiO2，正极反应式为NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH。对于总反应式是否正确，一般从是否是强氧化剂与强还原剂生成弱氧化剂与弱还原剂，与题给条件是否相符，与溶液的酸碱性要求是否一致等方面来判断。14依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_。(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_；X电极上发生的电极反应为_。(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。解析：原电池正极发生还原反应，负极发生氧化反应，Ag做氧化剂，正极反应式为Age=Ag，则Cu做负极，负极反应式为Cu2e=Cu2，则Y溶液为AgNO3溶液，外电路中的电子由负极流向正极。答案：(1)铜AgNO3溶液(2)正Age=AgCu2e=Cu2(3)铜(或X)银15如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH3O24NaOH=2Na2CO36H2O。请回答下列问题：(1)图中甲、乙两池的名称：甲池是_装置，乙池是_装置。(2)下列电极的名称：通入CH3OH电极的名称是_，B(石墨)电极的名称是_。(3)写出电极反应式：通入O2电极的电极反应式是_；A(石墨)电极的电极反应式为_。(4)乙池中反应的化学方程式为_。(5)若反应结束后乙池中A(石墨)电极上共收集到气体0.050 mol，则甲池中理论上