【创新设计】高中化学 2.2.2 发展中的化学电源同步训练 新人教版必修2.doc

第2课时发展中的化学电源一、选择题(本题共6个小题，每小题5分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意)1下列化学电池不易造成环境污染的是()。a氢氧燃料电池 b锌锰电池c镍镉电池 d铅蓄电池答案a2已知空气锌电池的电极反应为锌片：zn2oh2e=znoh2o；碳棒：o2h2o2e=2oh，据此判断，锌片是()。a正极并被还原 b正极并被氧化c负极并被还原 d负极并被氧化解析zn失电子作负极，被氧化。答案d3下列说法正确的是()。a镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池b燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池c化学电池的反应基础是氧化还原反应d铅蓄电池放电的时候正极材料是pb，负极材料是pbo2解析碱性锌锰干电池是一次电池，燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池，铅蓄电池放电的时候正极材料是pbo2，负极材料是pb。答案c4据报道，锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2zno2=2zno，原料为锌粒、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zn2e=zn2c正极发生氧化反应d电解液为强酸解析zn与o2反应的电子转移情况为=2zno，所以zn作负极，负极发生氧化反应，zn2e=zn2。o2是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，电池的化学反应不是2zno2=2zno，而是zn2h=zn2h2。答案b5右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()。a该电池的负极反应式为：ch3ch2oh3h2o12e=2co212hb该电池的正极反应式为：o24e4h=2h2oc电流由o2所在的铂电极经外电路流向另一电极d微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量解析本题的关键是读图。由图示可知，呼气时进去的是ch3ch2oh出来的是ch3cooh，负极的电极反应为：ch3ch2oh4eh2o=ch3cooh4h，a错误；氧气为正极，酸性条件下生成h2o，b正确；电流由正极流向负极，c正确；酒精含量高，转移的电子数多，电流大，d正确。答案a6如图为氢氧燃料电池示意图，按此图的提示，下列叙述不正确的是()。aa电极是负极bb电极的电极反应为：4oh4e=2h2oo2c氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源d氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析a电极上发生反应：h22e=2h，是负极；b电极上发生反应：o22h2o4e=4oh，是正极。氢氧燃料电池的能量效率较高，而且产物h2o是一种无污染物质，是一种具有应用前景的绿色电源，其在航天领域已得到应用。氢氧燃料电池通入h2、o2就能工作，无需将燃料储藏在电池内部，故正确答案为b。答案b二、填空题(本题共2个小题，共计20分)7(10分)znmno2干电池应用广泛，其电解质溶液是zncl2nh4cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若zncl2nh4cl混合溶液中含有杂质cu2，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。anaoh bzn cfe dnh3h2o解析(1)负极是失电子的一极，zn失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选zn将cu2置换为单质而除去。答案(1)zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b8(10分)燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是x极：o2(气)2h2o(液)4e=4ohy极：h2(气)2oh2e=2h2o(液)回答下列问题：(1)x是_极，发生_反应。(填“氧化”或“还原”，下同)(2)y是_极，发生_反应。总反应方程式为_。(3)若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为_。解析(1)x极：o2得电子发生还原反应，所以为正极。(2)y极：h2失电子发生氧化反应，所以为负极。x极，y极得失电子应相同，故x极电极方程式与y极电极方程式乘以2相加得总反应方程式为2h2o2=2h2o。(3)4 mol e2h2o 4 mol 218 g n(e) 5.4 gn(e)0.6 mol。答案(1)正还原(2)负氧化2h2o2=2h2o(3)0.6 na一、选择题(本题共4个小题，每小题5分，共计20分，每小题只有一个选项符合题意)1镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁空气燃料电池，镁海水燃料电池，镁过氧化氢燃料电池，镁次氯酸盐燃料电池。如图为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是()。a放电过程中oh移向正极b电池的总反应式为mgcloh2o=mg(oh)2clc镁电池中镁均为负极，发生氧化反应d镁过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为：h2o22h2e=2h2o解析根据图像判断反应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液生成mg2，碱性溶液生成mg(oh)2。clo在正极反应，由图可知有cl和oh生成，oh向负极移动，生成mg(oh)2。答案a2碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为zn(s)2mno2(s)h2o(l)=zn(oh)2(s)mn2o3(s)，下列说法中错误的是()。a电池工作时，锌失去电子b电池正极的电极反应式为2mno2(s)h2o(l)2e=mn2o3(s)2oh(aq)c电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极d外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g答案c3实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：pbso2e=pbso4正极：pbo24hso2e=pbso42h2o今欲制得cl2 0.050 mol, 这时电池内消耗的h2so4的物质的量至少是()。a0.025 mol b0.050 molc0.10 mol d0.20 mol解析要求得硫酸的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应合并可得：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。而在制取cl2时，每生成1 mol cl2，电子转移2 mol，现需要转移电子0.050 mol20.100 mol。由铅蓄电池总反应可知，每转移0.100 mol电子，将消耗0.100 mol硫酸。答案c42012年6月16日18时37分24秒，神舟九号成功发射。飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的mcfc型燃料电池。该燃料电池可同时供应电和水蒸气，其所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该燃料电池的总反应为2h2o2=2h2o，负极反应为h2co2e=co2h2o，则下列推断正确的是()。a电池工作时，co向负极移动b电池放电时，电子经外电路由通氧气的正极流向通氢气的负极c正极的电极反应为4oh2e=o22h2od通氧气的电极为正极，发生氧化反应解析原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极，b错误；正极反应为o24e2h2o=4oh，c错误；通氧气一极为正极，发生还原反应，d错误。答案a二、填空题(本题共3个小题，共计30分)5(10分)如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式当电解质溶液为naoh(aq)或koh(aq)时两种。试回答下列问题：(1)酸式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液ph的变化_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)碱式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液ph的变化_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析(1)正极上，o2得电子变为o2，溶液中o2不能单独存在；酸性条件下与h结合生成h2o。负极上，h2失电子变为h，h进入电解质溶液。电池总反应为h2和o2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故ph增大。(2)正极上，o2得电子变为o2，溶液中o2不能单独存在，碱性条件下与h2o分子结合生成oh；负极上，h2失去电子变为h，碱性条件下h不能大量存在，与oh结合生成水。电池总反应也是h2和o2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(oh)变小，ph变小。答案(1)2h24e=4ho24e4h=2h2o2h2o2=2h2o变大(2)2h24e4oh=4h2oo24e2h2o=4oh2h2o2=2h2o变小6(8分)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：pbpbo24h2so2pbso42h2o请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：放电时：正极的电极反应式是_；电解液中h2so4的浓度将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。解析原电池正极上得电子，负极上失电子，根据原电池总反应式，正极反应为pbo22e4hso=pbso42h2o负极：pb2eso=pbso4质量增加 2 mol 96 g 1 mol mm48 g。答案pbo22e4hso=pbso42h2o小487(12分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)下列相关说法正确的是_(填序号)。a通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣b二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用c除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料d近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收(2)目前常用的镍(ni)镉(cd)电池，其电池总反应式可表示为2ni(oh)2cd(oh)2cd2nio(oh)2h2o已知ni(oh)2和cd(oh)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是_(填序号)。a以上反应是可逆反应b反应环境为碱性c电池放电时cd作负极d该电池是一种二次电池(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。a电极是电源的_极；若