高中化学 第4章 第2节 化学电源课时作业 新人教版选修4(1).doc

化学电源1下列有关化学电池的说法中正确的是()a化学电池只能将化学能转化为电能b燃料电池能将全部化学能转化为电能c锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长d一次电池包括干电池和蓄电池【解析】蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电)，也可以将电能转化为化学能(充电)，燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换。蓄电池可重复使用，属于二次电池。【答案】c2已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“”的接线柱，下列说法中正确的是()a充电时作阳极，放电时作正极b充电时作阳极，放电时作负极c充电时作阴极，放电时作负极d充电时作阴极，放电时作正极【解析】“”接线柱放电时为原电池正极，充电时与外接电源正极相连，作阳极a正确。【答案】a3研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5mno22ag2nacl=na2mn5o102agcl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()a正极反应式：agcle=agclb每生成1 mol na2mn5o10转移2 mol电子cna不断向“水”电池的负极移动dagcl是还原产物【解析】根据总反应中化合价的升降和正极、负极的反应原理，正极反应为5mno22e=mn5o，负极反应为2ag2cl2e=2agcl，a项错误，b项正确；c项，阳离子向正极移动，错误；d项，agcl是氧化产物，错误。【答案】b4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】因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，故a错；原电池是将化学能直接转变为电能，所以b错；氢氧燃料电池负极反应为h22e=2h，所以c正确；太阳能电池的主要材料是硅，d错。【答案】c5不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kw的mcfc型燃料电池。该电池可同时供应电和蒸气，其燃料为h2，电解质为熔融的k2co3，工作温度为600800 。已知该电池的总反应为2h2o2=2h2o，负极反应为h2co2e=h2oco2。下列推断正确的是()a正极反应为4oh4e=o22h2ob放电时，co向负极移动c电池供应1 mol水蒸气，转移的电子的物质的量4 mold放电时，co向正极移动【解析】正极反应是氧化剂得电子的反应，a项错；原电池中，阴离子向负极移动，b项正确，d项错；电池提供1 mol水蒸气，转移的电子的物质的量为2 mol，c项错。【答案】b6生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的pbso4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：2pbso42h2opbo2pb2h2so4下列对铅蓄电池的说法中错误的是()a需要定期补充硫酸b工作时铅是负极，pbo2是正极c工作时负极上发生的反应是pb2eso=pbso4d工作时电解质溶液的密度减小【解析】铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发生还原反应的物质是正极，所以pb是负极，pbo2是正极；在工作时，负极发生的反应是铅失去电子生成pb2，pb2与溶液中的so生成pbso4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等。在电池制备时，pbso4的量是一定的，制成膏状的pbso4干燥后安装，说明h2so4不用补充；放电时，h2so4被消耗，溶液中的h2so4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。【答案】a7常见镍氢电池的某极是储氢合金lani5h6(lani5h6中各元素化合价均为0)，电池反应通常表示为lani5h66nio(oh)lani56ni(oh)2。下列说法不正确的是()a放电时储氢合金作负极b充电时储氢合金作阴极c充电时阴极周围c(oh)减小d放电时负极反应：lani5h66oh6e=lani56h2o【解析】a选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反应：lani5h66nio(oh)=lani56ni(oh)2，储氢合金是还原剂，作原电池的负极。b选项，充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极。c选项，充电时阴极：lani56h2o6e=lani5h66oh，所以充电时阴极周围c(oh)应该增大，c选项错误。d选项正确。【答案】c8一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为：2ch3oh3o24oh2co6h2o，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为ch3oh8oh6e=co6h2oc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】从电池反应可知，ch3oh为原电池的负极，a选项错误；正极反应为：o22h2o4e=4oh，标准状况下，5.6 l o2为0.25 mol，转移电子为1 mol，c选项错误；从正极反应可以看出，正极附近溶液oh浓度增大，ph升高，d选项错误。【答案】b9目前人们正在研究开发一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以na导电的al2o3陶瓷为固体电解质，反应式如下：2naxsna2sx。以下说法中正确的是()a放电时，钠作负极，发生还原反应b放电时，钠作正极，硫极发生还原反应c若用此电池电解水，当产生标准状况下的o2 1.12 l时，消耗金属钠为4.6 gd放电时，正极发生的反应为s2e=xs【解析】放电时为原电池装置，钠作负极，发生氧化反应，硫极作正极，发生还原反应，a、b、d均不正确。若用此电池电解水，当阳极产生标准状况下的气体为1.12 l o2时，则转移的电子的物质的量为n(e)4n(o2)40.05 mol0.2 mol，则消耗金属钠的质量为m(na)0.2 mol23 gmol14.6 g，故c项正确。【答案】c10有人设计出利用ch4和o2的反应，用铂电极在koh溶液中构成原电池。电池的总反应类似于ch4在o2中燃烧，则下列说法正确的是()每消耗1 mol ch4可以向外电路提供8 mol e负极上ch4失去电子，电极反应式为ch410oh8e=co7h2o负极上是o2获得电子，电极反应式为o22h2o4e=4oh电池放电后，溶液ph不断升高abc d【解析】ch4在铂电极上发生类似于ch4在o2中燃烧的反应，即ch4co2，严格讲生成的co2还会与koh反应生成k2co3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为ch410oh8e=co7h2o,1 mol ch4参加反应有8 mol e发生转移，o2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为o22h2o4e=4oh。虽然正极产生oh。负极消耗oh，但从总反应ch42o22koh=k2co33h2o可看出是消耗koh，所以电池放电时溶液的ph不断下降，故正确，错误。【答案】a11铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是pb和pbo2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。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)电流方向从_极流向_极。【解析】蓄电池工作时，起原电池作用，题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面。根据原电池原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以pb为负极；正极发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知，pbo2是氧化剂，即正极反应：pbo2so4h2e=pbso42h2o；从正极反应或电池的总反应可知h2so4参加了反应，h转变成h2o，所以溶液ph增大；原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。【答案】(1)pb(2)pbo2so4h2e=pbso42h2o(3)增大(4)负(5)正负12lisocl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是lialcl4socl2。电池的总反应可表示为：4li2socl2=4liclsso2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。 (2)电池正极发生的电极反应为_；(3)socl2易挥发，实验室中常用naoh溶液吸收socl2，有na2so3和nacl生成。如果把少量水滴到socl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。【解析】(1)分析反应的化合价变化，可得li为还原剂(作负极)，失电子：lie=li。(2)socl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物：cl、s、so2。(或用总反应减去负极反应)。(3)题中已给出信息：碱液吸收时的产物是na2so3和nacl，则没有碱液吸收时的产物应为so2和hcl，进而推出现象。【答案】(1)lilie=li(2)2socl24e=4clsso2(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成socl2h2o=so22hcl(4)因为构成电池的主要成分li能与氧气、水反应，socl2也与水反应13微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是ag2o和zn，电解质溶液为koh溶液，电极反应为：zn2oh2e=zn(oh)2，ag2oh2o2e=2ag2oh。根据上述反应式，完成下列题目。(1)判断下列叙述中正确的是_。a在使用过程中，电解质koh被不断消耗b使用过程中，电子由ag2o极经外电路流向zn极czn是负极，ag2o是正极dzn电极发生还原反应，ag2o电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式：_。(3)使用时，负极区的ph_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的ph_，电解质溶液的ph_。【解析】(1)由正、负电极反应式可知：zn电极为负极，发生氧化反应，负极区ph减小，ag2o为正极，发生还原反应，正极区ph增大；使用时电子由zn极流向ag2o极，正、负极反应式相加可得总反应式为znag2oh2o=zn(oh)22ag，故电解质koh未被消耗，电解质溶液的ph不变。【答案】(1)c(2)znag2oh2o=zn(oh)22ag(3)减小增大不变14.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。 (4)该电池工作时，h2和o2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2lih22lih.lihh2o=liohh2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知lih固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 l(标准状况)h2，生成的lih体积与被吸收的h2体积比为_。由生成的lih与h2o作用放出的h2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。【解析】本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2h2o2=2h2o，其中h2从零价升至1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即h2失电子生成h，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上oh。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)中li从零价升至1价，作还原剂。中h2o的h从1价降至h2中的零价，作氧化剂。由反应，当吸收10 mol h2时，则生成20 mol lih，vm/(207.9)/0.82103 l192.