高中化学 第四章 电化学基础 4.2 化学电源同步测试 新人教版选修4.doc

第二节化学电源基础巩固1下列化学电源属于绿色电池的是()a.干电池b.镍镉电池c.锌锰电池d.氢氧燃料电池答案d2锌锰干电池在放电时,总反应方程式可以表示为zn+2mno2+2nzn2+mn2o3+2nh3+h2o,在此电池放电时正极(石墨棒)上发生反应的物质是()a.znb.碳c.mno2和nd.zn2+和nh3答案c3正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,它具有容量大等优点,其电池反应为2zn+o22zno,其原料为锌、电解液和空气,则下列叙述正确的是()a.锌为正极,空气进入负极反应b.负极反应为zn-2e-zn2+c.正极发生氧化反应d.电解液是强酸答案b4一种新型燃料电池,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-。下列对该燃料电池的说法正确的是()a.在熔融电解质中,o2-由负极移向正极b.电池的总反应是:2c4h10+13o28co2+10h2oc.通入空气的一极是正极,电极反应为:o2+4e-2o2-d.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:c4h10+26e-+13o2-4co2+5h2o答案c5微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()a.正极反应中有co2生成b.微生物促进了反应中电子的转移c.质子通过交换膜从负极区移向正极区d.电池总反应为c6h12o6+6o26co2+6h2o解析c6h12o6中c的平均化合价为0价,二氧化碳中c的化合价为+4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,故co2在负极生成,a选项错误;在微生物的作用下,该装置为原电池装置,反应速率加快,所以微生物促进了反应的发生,b项正确;质子交换膜只允许质子(即h+)通过,原电池中阳离子向正极移动,c项正确;电池的总反应实质是c6h12o6的氧化反应,d项正确。答案a6如图装置为某新型燃料电池的工作示意图,以hclnh4cl溶液为电解质溶液。下列有关说法中正确的是()a.通入h2的电极为正极b.该电池的负极反应式为:n2+6e-+8h+2nc.图中分离出的a物质为nh4cld.该电池工作一段时间后,溶液的ph减小答案c7锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为li+mno2limno2。下列说法中正确的是()a.li是正极,mno2是负极b.放电时负极的反应:li-e-li+c.放电时正极发生氧化反应d.电池放电时,产生高锰酸根离子解析li为负极,发生反应:li-e-li+,属氧化反应,mno2为正极,发生还原反应,整个过程无高锰酸根离子产生。答案b8在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为zn+2mno2+2h2o2mnooh+zn(oh)2。下列该电池的电极反应,正确的是()a.负极反应为zn-2e-zn2+b.负极反应为zn+2h2o-2e-zn(oh)2+2h+c.正极反应为2mno2+2h+2e-2mnoohd.正极反应为2mno2+2h2o+2e-2mnooh+2oh-解析在书写碱性电池的电极反应式时,不得出现h+。在碱性电池中,负极的zn失去电子形成的zn2+应该与oh-结合为zn(oh)2。答案d9下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是()a.电池中锌是正极b.电池是一次性电池c.电池工作时,氢气发生还原反应d.电池工作时,电子由锌通过导线流向石墨棒解析电池中锌是负极,铜是正极,a错误;电池为铅蓄电池,属于二次电池,b错误;电池为氢氧燃料电池,h2在负极失去电子发生氧化反应,c错误;电池为锌锰干电池,锌为负极,石墨棒为正极,电子由负极流向正极,d正确。答案d10一种由甲醇、氧气和强碱溶液(作电解质)组成的新型手机电池,可持续使用一个月,其电池反应为2ch3oh+3o2+4oh-2c+6h2o,则有关说法正确的是()a.放电时ch3oh参与反应的电极为正极b.放电时负极的电极反应式为ch3oh+8oh-6e-c+6h2oc.标准状况下,通入5.6 l o2并完全反应后,有0.5 mol电子转移d.放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的ph降低解析该原电池负极电极反应式为2ch3oh+16oh-12e-2c+12h2o,正极反应式为3o2+6h2o+12e-12oh-,a、d项错误,b项正确;c项应有1 mol电子转移,c项错误。答案b11镍氢电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是h2+nio(oh)ni(oh)2。根据此反应式判断,下列叙述正确的是()a.电池放电时,电池负极周围溶液的碱性增强b.电池放电时,镍元素被氧化c.电池放电时,氢元素被还原d.电池放电时,氢气是负极反应物解析充电电池在放电时是一个电源(原电池),发生原电池反应,在这个反应方程式中从左到右是放电,根据发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极,所以d正确,b、c错误;而h2作为电池的负极发生的反应是h2+2oh-2e-2h2o,溶液中应该是oh-浓度减小,所以a错误。答案d12铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是pb和pbo2,电解质溶液为稀硫酸,工作时该电池的总反应式为pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o。试根据上述情况判断:(1)蓄电池的负极材料是。(2)工作时,正极反应为。(3)工作时,电解质溶液的ph(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向极。(5)外电路中电流方向从极流向极。答案(1)pb(2)pbo2+s+4h+2e-pbso4+2h2o(3)增大(4)负(5)正负13若用锌棒和石墨作电极,氯化铵溶液为电解液,制成一化学电源如下图所示。试回答:(1)电极名称:zn,c。(2)电子移动方向,电流方向。离子移动方向:阳离子移向极。(3)电解质溶液的质量(填“变大”或“变小”)。(4)若负极质量减轻1.3 g,则通过电路的电子数目为。解析(1)符合构成原电池的条件,在组成的原电池中zn作负极,c为正极。(2)电子从负极(zn)沿导线流向正极(c),电流方向与电子流动方向相反,电解质溶液中的阳离子移向正极。(3)原电池反应为zn+2nzn2+2nh3+h2。电解质溶液由nh4cl变为zncl2,故溶液的质量变大。(4)m(zn)=1.3 g,n(zn)=0.02 mol,失电子数(即通过电路的电子数)为0.046.021023=2.4081022。答案(1)负极正极(2)从负极(zn)沿导线移向正极(c)电流从正极流向负极正(3)变大(4)2.4081022能力提升1在固态金属氧化物电解池中,高温共电解h2o-co2混合气体制备h2和co是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是()a.x是电源的负极b.阴极的电极反应式是h2o+2e-h2+o2-,co2+2e-co+o2-c.总反应可表示为h2o+co2h2+co+o2d.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11解析h2o、co2混合气体制备h2和co时,氢元素及碳元素的化合价降低,h2o和co2发生还原反应,则该极为阴极,连接电源的负极,a选项正确;因电解质是金属氧化物,故该过程中可以传递o2-,则阴极反应为h2o+2e-h2+o2-,co2+2e-co+o2-,b选项正确;图中阳极放出的是o2,2o2-4e-o2,则总反应方程式为h2o+co2h2+co+o2,c选项正确;从总反应方程式看,阴极和阳极生成的气体的物质的量之比是21,d选项错误。答案d2(2016浙江理综)金属(m)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4m+no2+2nh2o4m(oh)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()a.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面b.比较mg、al、zn三种金属-空气电池,al-空气电池的理论比能量最高c.m-空气电池放电过程的正极反应式:4mn+no2+2nh2o+4ne-4m(oh)nd.在mg-空气电池中,为防止负极区沉积mg(oh)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析多孔电极的表面积大,电极与电解质溶液的接触面积大并利于氧气扩散,a项正确;根据信息提示,质量均为m g的mg、al、zn完全反应,转移的电子的物质的量分别为 mol、 mol、 mol,由此知al转移电子数最多,b项正确;正极为o2放电,电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,c项错误;采用中性电解质可防止负极产生的mg2+与oh-反应生成mg(oh)2沉淀,采用阳离子交换膜可阻止oh-向负极移动,与mg2+反应生成氢氧化镁沉淀,d项正确。答案c3以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()a.该电池能够在高温下工作b.电池的负极反应为c6h12o6+6h2o-24e-6co2+24h+c.放电过程中,h+从正极区向负极区迁移 d.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下co2气体 l解析微生物主要成分是蛋白质,高温条件下蛋白质变性,失去活性,a错误;通入燃料c6h12o6的极为负极,负极反应为c6h12o6+6h2o-24e-6co2+24h+(能放出co2,应该是酸性溶液,所以右边写h+。不能在左边加oh-、右边写h2o),b正确;正极反应为6o2+24h+24e-12h2o,从两极反应可知:负极生成h+,正极消耗h+,即通过质子交换膜从负极到正极传导h+,c错误;从总反应c6h12o6+6o26co2+6h2o可知,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下co2气体22.4 l,d错误。答案b4镍氢电池(nimh)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。nimh中的m表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是ni(oh)2+mniooh+mh。已知:6niooh+nh3+h2o+oh-6ni(oh)2+n下列说法正确的是()a.nimh电池放电过程中,正极的电极反应式为niooh+h2o+e-ni(oh)2+oh-b.充电过程中oh-从阳极向阴极迁移c.充电过程中阴极的电极反应式:h2o+m+e-mh+oh-,h2o中的h被m还原d.nimh电池中可以用koh溶液、氨水等作为电解质溶液解析nimh放电时正极发生还原反应,分析化合价可知正极为niooh得电子生成ni(oh)2,可知a项正确;oh-由阴极向阳极移动,b项错;m是金属,无负价,只能失电子,c项错;d项由已知信息可知niooh与氨水反应,错误。答案a5有一种以甲醇为原料,以koh为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式为:2ch3oh+3o2+4koh2k2co3+6h2o请填空:(1)放电时,负极的电极反应为。(2)充电时,原电池的负极与外电源的极相连。(3)若在常温、常压下,1 g ch3oh燃烧生成co2和液态水时放出22.6