【优化指导】高考化学总复习 课时作业18 原电池　化学电源 人教版.doc

课时作业(十八)原电池化学电源(对应学生用书p249)一、选择题(本题包括10个小题，每小题5分，共50分)1如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是()解析：a项两个电极均选择cu，不能形成原电池；c项没有形成闭合回路；d项酒精为非电解质，不能导电。答案：b2下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是()a铜离子在铜片表面被还原b盐桥中的k移向znso4溶液c电流从锌片经导线流向铜片d铜是阳极，铜片上有气泡产生3下列实验方案中不能说明铝的金属活动性比铜强的是()a将铝片和铜片分别投入某稀盐酸中b将铝片和石墨棒用导线连接插入硫酸铜溶液中c将铝片和铜片分别连接电源的正、负极，再与硫酸钠溶液构成电解池d将铝片和石墨电极不用导线连接，平行插入硫酸铜溶液中解析：将铝片和铜片分别投入某稀盐酸中，铝片反应而铜片不反应，说明铝的金属活动性比铜强。将铝片和石墨电极用导线连接插入硫酸铜溶液中，构成原电池，铝片溶解，铜在石墨电极析出，表明铝较活泼。铝片和铜片分别连接电源的正、负极，再与硫酸钠溶液构成电解池，由于铝片是阳极，必然溶解，不能说明铝的金属活动性比铜强。铝片插在硫酸铜溶液中，铜在铝片表面析出，说明铝将铜置换出来了，即铝比铜活泼。答案：c4某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2h2o2=2h2o，正极反应为o22co24e=2co，则下列推断正确的是()a负极反应为：h22oh2e=2h2ob该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强适应性c该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子d放电时负极有co2生成解析：由总反应式减去正极反应式得到负极反应式为2h22co4e=2h2o2co2，则可判断负极有co2生成，a项错误、d项正确。该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾，在常温下无法工作，b项错误。该电池供应2 mol水蒸气时，转移的电子为4 mol，c项错误。答案：d5下图为一种新型的生物燃料电池，它有两个涂覆着酶的电极，处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中，由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜。下列对其工作原理叙述正确的是()a该电池工作过程中，h浓度不断增大b该电池在高温环境下能提供更好的动力c该电池负极反应为：h22e=2hd该电池正极反应为o24e=2o26下图甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是()a甲图电池反应的离子方程式为：cd(s)co2(aq)=co(s)cd2(aq)b2ag(s)cd2(aq)=cd(s)2ag(aq)反应能够发生c盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性d乙图当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g ag析出解析：原电池甲发生的反应的离子方程式为cdco2=cd2co，cd作负极，金属活动性cdco；原电池乙发生的反应方程式为co2ag=2agco2，co作负极，金属活动性coag，则反应b不能发生，b项错误；根据电子守恒，1 mol e恰好使1 mol ag析出，d项正确。答案：b7为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验，并记录了实验现象：向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验中快；在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转。下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是()a实验、说明锌能与稀硫酸反应而铜不能b实验说明发生原电池反应时会加快化学反应速率c实验说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气d实验、说明该原电池中铜为正极、锌为负极8把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时a为负极；c、d相连时，电流由dc；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极发生氧化反应。这四种金属的活动顺序是()aabcdbacdbccabd dbdca解析：a、b相连时a为负极，说明a比b活泼；c、d相连时，电流由dc，则电子由cd，所以c为失去电子的一极，c比d活泼；a、c相连时，c上产生气泡，即c上发生的反应是2h2e=h2，是还原反应，a比c活泼；b、d相连时d极发生氧化反应，则d为负极，四种金属的活动顺序为acdb。答案：b9将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的cuso4溶液，如各图中产生h2的体积v(l)与时间t(min)的关系，正确的是()解析：若向a中加入少量的cuso4溶液，则发生反应：zncuso4=cuznso4，消耗一部分zn，生成的cu附着于zn上，构成无数微小的cuzn原电池，加快了zn的反应速率，所以zn与稀硫酸反应时，加入cuso4溶液则反应速率加快，生成h2的量a小于b。答案：a10芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”获2009年中国科技创业大赛最高奖，被称之为“软电池”的纸质电池总反应为zn2mno2h2o=zno2mnooh。下列说法正确的是()a该电池中zn作负极，发生还原反应b该电池反应中mno2起催化作用c该电池工作时电流由zn经导线流向mno2d该电池正极反应式为2mno22e2h2o=2mnooh2oh解析：a项，负极发生氧化反应，不正确；b项，该电池中mno2发生还原反应，不是催化剂，不正确；c项，电池工作时电流由正极(mno2)经导线流向负极(zn)，故不正确；d项，正极发生还原反应，正确。答案：d二、非选择题(本题包括5个小题，共50分)11(10分)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2h2o2=2h2o。试回答下列问题：(1)若电解质溶液为koh溶液，构成燃料电池，则电极反应式分别为：正极_；负极_。(2)若把koh溶液改为稀h2so4溶液作电解质溶液，则电极反应式分别为：正极_；负极_。(3)若把h2改为甲烷(ch4)，koh溶液作电解质溶液，则电极反应式分别为：正极_；负极_。解析：(1)电解质为koh溶液时，溶液呈碱性，负极反应中h2生成h，而h不能与oh共存；另外正极反应中o2在碱性溶液中只能生成oh。负极反应：2h24oh4e=4h2o，正极反应：o22h2o4e=4oh。(2)电解质为稀h2so4时，溶液呈酸性，负极反应中h2生成h，h能与硫酸根离子共存；另外正极反应中o2在酸性溶液里只能生成水。负极反应：2h24e=4h，正极反应：o24h4e=2h2o。(3)电解质为koh溶液，负极通入ch4时，因ch4生成的co2不能与oh共存，则oh需写入负极反应式中，且co2转变为co；正极上反应的物质是o2，且是碱性溶液，所以h2o必须写入反应式中，与o2生成oh。负极反应：ch410oh8e=co7h2o，正极反应：2o24h2o8e=8oh。答案：(1)o22h2o4e=4oh2h24oh4e=4h2o(2)o24h4e=2h2o2h24e=4h(3)2o24h2o8e=8ohch410oh8e=co7h2o12(10分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol/l h2so4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/l的naoh溶液中，如图所示。请回答：(1)写出甲池中正极的电极反应式：_。(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极_，总反应的离子方程式为_。(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_活动性更强，而乙会判断出_活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？_(填写字母序号)。a利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质b镁的金属性不一定比铝的金属性强c该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值d该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法_(填“可靠”或“不可靠”)。13(8分)锂电池技术是新能源汽车的核心技术。该类电池的电解质通常是liclo4、lialcl4、liasf4等锂盐，溶剂通常用环脂、直链脂及酰胺等有机溶剂和一些非水无机溶剂。请回答下列问题：(1)锂电池比容量特别大，其原因是：_。(2)为什么锂电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：_。(3)某锂电池的电池反应方程式是limno2=limno2。当有3.011023个电子转移时，正极消耗mno2的质量为_。(4)下面是某锂电池某极的工作原理示意图：则该极为电源的_极；放电时，另一极的电极反应式为：_。解析：(3)在反应过程中，mn由4价降到3价，显然消耗mno2的物质的量与转移电子的物质的量是相同的，即0.5 mol，其质量为43.5 g。(4)根据示意图，放电时，fepo4变为lifepo4，fe的价态降低，得电子，显然该极为正极。另外一极为负极，肯定为li失去电子。答案：(1)锂的摩尔质量小，单位质量的金属中锂提供的电子较多(2)2li2h2o=2liohh2(3)43.5 g(4)正lie=li14(10分)将洁净的金属片a、b、c、d分别放置在浸有盐酸的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下表所示：金属电子流动方向电压/vaafe0.76bfeb0.18ccfe1.31ddfe0.28已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大。请判断：(1)a、b、c、d四种金属中活动性最强的是_(用字母表示)。(2)若滤纸改用naoh溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，然后迅速变为灰绿色，最后变成褐色。则滤纸上方的金属片为_(用字母表示)，此时对应的电极反应式为：负极_，正极_。解析：由电子流动方向可判断金属的相对活动性，可知a、c、d的活动性比fe强，由电压大小判断出c最强。由题可知有fe(oh)2生成说明fe作负极生成fe2，则可知金属片为b。负极反应为：2fe4e=2fe2，正极发生类似于吸氧腐蚀的反应：o24e2h2o=4oh。答案：(1)c(2)b2fe4e=2fe2o24e2h2o=4oh15(12分)甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(co和h2)还原氧化铁，有关反应为：ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)h260 kjmol1已知：2co(g)o2(g)=2co2(g)h566 kjmol1则ch4与o2反应生成co和h2的热化学方程式为_；(2)如下图所示，装置为甲烷燃料电池(电解质溶液为koh溶液)，通过装置实现铁棒上镀铜。a处应通入_(填“ch4”或“o2”)，b处电极上发生的电极反应式是_；电镀结束后，装置中溶液的ph_(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置中cu2的物质的量浓度_；电镀结束后，装置溶液中的阴离子除了oh以外还含有_(忽略水解)；在此过程中若完全反应，装置中阴极质量变化12.8 g，则装置中理论上消耗甲烷_l(标准状况下)。解析：(1)根据盖斯定律，将第一个热化学方程式乘以2，与第二个相加得2ch4(g)o2(g)=2co(g)4h2(g)h46 kjmol1。(2)由于fe棒上镀cu，则cu棒发生氧化反应，作阳极，b电极作正极，a电极作负极，ch4在a处通入，o2在b处通入，由于koh作电解质