微课时二十一.doc

微课时二十一一、选择题1(2018广东深圳校级月考)对于铜锌原电池实验后得出的结论和认识中，正确的是()A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极C电子由锌片流经稀硫酸到铜片，氢离子在铜片上得到电子放出氢气D铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有0.4 mol 电子通过解析：构成原电池正极和负极的材料不一定是两种金属，也可以是一种金属和一种非金属；由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池中失电子的是锌，所以锌是负极；电子由锌片流经导线而不是经稀硫酸到铜片，氢离子在铜片上得到电子放出氢气；铜锌原电池工作时，负极上发生反应Zn2e=Zn2，若有13 g锌即0.2 mol锌被溶解，电路中就有0.4 mol 电子通过。答案：D2(2018大同三模)液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅(CH3SO3)2Pb代替硫酸作为基质溶液，该电池充放电的总反应为2Pb22H2OPbPbO24H，下列说法正确的是()A该电池放电时，两极质量均增加B放电时，正极的电极反应式为PbO24H2e=Pb22H2OC充电时，溶液中Pb2向阳极移动D充电时，阳极周围溶液的pH增大解析：电池放电时，负极反应式为Pb2e=Pb2，正极反应式为PbO24H2e=Pb22H2O，该电池放电时，两极质量均减少；充电时，溶液中Pb2向阴极移动；充电时阳极反应式为Pb22H2O2e=PbO24H，pH减小。答案：B3(2018河北衡水点睛第三次联考)有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应式为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=H2OCO2。该电池放电时，下列说法中正确的是()A正极反应为2H2OO24e=4OHBCO向负极移动C电子由正极经外电路流向负极D电池中CO的物质的量将逐渐减少解析：该燃料电池燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=H2OCO2，用总反应减负极得正极反应式：O22CO24e=2CO，A项错误；原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以形成闭合回路，B项正确；外电路中电子由负极流向正极，C项错误；根据总反应式可知，电池中CO的物质的量不变，D项错误。答案：B4(2018兰州模拟)科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，下列说法不正确的是()A通入N2的电极发生的电极反应式为：N26e8H=2NHB反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸C该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极D通入H2的电极为负极，A为NH4Cl解析：正极反应式为N26e8H=2NH，负极反应式为：H22e=2H，总反应式为：N23H22H=2NH，因此A为NH4Cl，其反应过程中溶液的pH会增大，故A、B、D正确。答案：C5如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是()A放电时正极反应为：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为：MHOH=H2OMeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高解析：在金属氢化物镍电池(MHNi电池)中，MH(M为零价，H为零价)在负极发生反应：MHOHe=MH2O，NiOOH在正极发生反应：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，电解液可为KOH溶液，A、B正确；充电时，阴极反应式为MH2Oe=MHOH，C错误；MH中氢密度越大，单位体积电池所储存电量越多，即电池能量密度越高，D正确。答案：C6(2018遵义联考)科学家们在研制一种吸气式的锂空气电池，工作时吸收空气中的氧气在多孔金制成正极表面上反应。总反应可表示为2LiO2 Li2O2，下列有关说法正确的是()A充电时，多孔金制成的电极外接电源负极B放电时，吸收空气中22.4 L(标准状况)的O2，就有4 mol e从电池负极流出C放电时，Li从负极向正极移动D该电池可使用含Li的水溶液作电解质溶液解析：充电时，Li2O2中氧元素失电子生成氧气，所以多孔金制成的电极作阳极，与外接电源的正极相连；Li2O2中的氧元素为1价，故有2 mol e从负极流出；放电时，阳离子向正极移动，所以Li从负极向正极移动；该电池的负极材料为Li，能与水反应，所以该电池不能使用含Li的水溶液作电解质溶液。答案：C7(2018甘肃二诊)如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电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极BO2所在的铂电极处发生还原反应C该电池的负极反应式为：CH3CH2OH3H2O12e=2CO212HD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：O2所在的铂电极为正极，即电流从铂电极经外电路流向另一电极，故A正确；乙醇燃料电池中，O2所在的铂电极处得电子发生还原反应，故B正确；由题图知，CH3CH2OH被氧化生成CH3COOH，故负极反应式为CH3CH2OH4eH2O=4HCH3COOH，故C错误；根据微处理器通过检测电流大小可以得出电子转移的物质的量，根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量。答案：C8(2018赣州一模)如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是()A分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类B正极反应式为：MnO24H2e=Mn22H2OC放电过程中，H从正极区移向负极区D若Cm(H2O)n是葡萄糖，当电路中转移了6NA电子时，反应的葡萄糖质量是60 g解析：分子组成为Cm(H2O)n的物质不一定为糖类，如甲醛、乳酸、乙酸乙酯等物质，A项错误；MnO2被还原生成Mn2，为原电池的正极，电极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O，B项正确；原电池工作时，H从负极区移向正极区，C项错误；若Cm(H2O)n是葡萄糖，C元素化合价可认定为0价，当电路中转移了6NA个电子时，反应的葡萄糖的物质的量为0.25 mol，质量是0.25 mol180 g/mol45 g，D项错误。答案：B9(2018大连二模)以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A电池放电时Na从a极区移向b极区B电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有还原作用C该电池的负极反应为：BH8OH8e=BO6H2OD每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol解析：原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na从a极区移向b极区，A项正确；电极b采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH，MnO2既作电极材料又有催化作用，B项错误；负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，C项正确；正极电极反应式为H2O22e=2OH，每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol，D项正确。答案：B10(2018云南一模)糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是()A该电池不宜在高温下工作B若该电池为酸性介质，正极反应式为：O24e4H=2H2OC放电过程中，电池内阳离子向正极迁移D若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为：C6H12O624e6H2O=6CO224H解析：因为酶在高温下发生变性，所以该电池不宜在高温下工作；该电池为酸性介质，正极为氧气得电子结合氢离子生成水，反应为O24e4H=2H2O；根据放电过程中，电池内阳离子移向正极，阴离子移向负极；该电池为碱性介质，会生成CO和H2O。答案：D二、非选择题11如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。(1)当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。解析：(1)电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式为2H2e=H2。当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO2He=NO2H2O。答案：(1)正2H2e=H2负Al3e4OH=AlO2H2O(2)正NO2He=NO2H2O12(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图。该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_；若生成1 mol Y，则需要消耗标准状况下氧气的体积为_L。(2)以甲醇为原料，使用碱性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_；若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇，向外界提供相等电量，则每代替3.2 g甲醇，所需标准状况下的甲烷的体积为_L。解析：(1)氧气一定为正极，所以石墨电极为负极，NO2失电子只能生成N2O5，由负极反应式可知生成1 mol N2O5转移1 mol电子，消耗mol O2，则需标准状况下V(O2)mol22.4 Lmol15.6 L；(2)CH3OH中碳的化合价为2价，依据得失电子、电荷守恒、H元素守恒进行配平；1 mol CH3OH、1 mol CH4分别失去6 mol、8 mol电子，n(CH3OH)0.1 mol，失去0.6 mol电子，n(CH4) mol，则V(CH4) mol22.4 Lmol11.68 L答案：(1)NO2NOe=N2O55.6(2)CH3OH8OH6e=CO6H2O1.6813(1)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWh/kg)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E_(列式计算。能量密度电池输出电能/燃料质量，1 kWh3.6106J)。(2)在丁烷燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_、正极的反应式为_。(3)如图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320 左右，电池反应为2NaxS=Na2Sx，正极的电极反应式为_。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。解析：(1)电解质为酸性时，CH3OCH3失去电子生成CO2和H；CH3OCH3中的C为2价，因此1个CH3OCH3可产生12个电子的电量；1 000 g CH3OCH3输出的电能为：1.2 V1296 500 C/mol3.02107 J，则能量密度8.39 kJh/kg。(3)消耗Na和Pb均为23 g，则钠硫电池理论放电量(转移电子数)是铅蓄电池的倍数为14.5。答案：(1)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12(3.6106) J/(kWh)8.39 kWh/kg(2)C4H108H2O26e=4CO226HO226e26H=13H2O(3)xS2e=Sx(或2NaxS2e=Na2Sx)离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫4.514(1)工业上用CO合成甲醇的反应式为：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)。甲醇可用作燃料电池，其电池的工作原理如图所示。请写出X电极的电极反应式：_。当电路中有3 mol e转移时，电池负极区中n(H)的变化量为_。(2)熔融状态下，Z(Na)的单质和FeG2(G为Cl)能组成可充电电池(装置示意图如图)，反应原理为：2ZFeG2 Fe2ZG放电时，电池的正极反应式为_；充电时，_(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为_。(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，分别以N2、H2为电极反应物，以HClNH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应：_。解析：(1)从图中电子转移方向可知，X为负极、Y为正极，故a是甲醇，X电极的电极反应式为：CH3OH6eH2O=C