人教版必修2 第2章第2节 化学能与电能（第2课时） 作业 (2).doc

第2课时发展中的化学电源(时间:40分钟)基础过关1.电子计算器所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为koh溶液,其电极反应是zn+2oh-2e- zn(oh)2、ag2o+h2o+2e-2ag+2oh-,下列判断正确的是(b)a.锌为正极,ag2o为负极b.锌为负极,ag2o为正极c.原电池工作时,溶液中oh-移向正极d.原电池工作时,溶液中电子由负极流向正极解析:根据化合价变化可知zn被氧化,应为原电池的负极,则正极为ag2o,a错误,b正确;原电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,c错误;原电池工作时,电子从负极流出经导线流向正极,不能进入溶液,d错误。2.如图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是(b)a.a极是负极b.正极的电极反应是o2+2h2o+4e-4oh- c.电流由b通过灯泡流向ad.氢氧燃料电池是环保电池解析:氢氧燃料电池中,h2在负极a上被氧化,o2在正极b上被还原,电流由正极通过灯泡流向a,故a、c正确;由于电解质溶液为酸性,故正极的电极反应为o2+4h+4e-2h2o,b不正确;该电池的总反应为2h2+ o22h2o,属于环保电池,d正确。3.2016年10月17日“神舟十一号”飞船发射成功,宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池,另外内部还配有高效的燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,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2h2+o22h2o,负极反应为h2+c-2e-co2+h2o,则下列推断中,正确的是(a)a.电池工作时,c向负极移动b.电池放电时,外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极c.正极的电极反应:4oh-4e-o2+2h2od.通氧气的电极为阳极,发生氧化反应解析:电池放电时,电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以c向负极移动,a正确;原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极,b错误;正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为o2+2co2+4e-2c,c错误;通入氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,d错误。4.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能,当以30%koh溶液为电解质溶液,电极反应如下:2h2+4oh-4e-4h2o,o2+2h2o+4e-4oh-。据此作出判断,下列说法中不正确的是(a)a.反应时负极附近ph增大b.电池总反应为2h2+o22h2oc.o2在正极发生还原反应d.工作时oh-向负极移动解析:根据负极反应:2h2+4oh-4e-4h2o,消耗氢氧根离子,所以反应时负极附近ph减小,a不正确;电池总反应为2h2+o22h2o,b正确;由电极反应式可知,通入氧气的一极为电池的正极,发生还原反应,c正确;原电池中阴离子向负极移动,所以工作时oh-向负极移动,d正确。5.mgh2o2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器,该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是(c)a.mg电极是该电池的正极b.h2o2在石墨电极上发生氧化反应c.石墨电极附近溶液的ph增大d.溶液中cl-向正极移动解析:原电池的负极被氧化,mg为负极,a错误;h2o2作为氧化剂,在石墨上被还原为oh-,发生还原反应,石墨电极附近溶液碱性增强,ph增大,b错误,c正确;溶液中cl-应向负极移动,d错误。6.为体现节能减排的理念,中国研制出了新型固态氧化物燃料电池,该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(a)a.电子从b极经导线流向a极b.正极的电极反应式为o2+4e-+2h2o4oh-c.还可以选用naoh固体作固态电解质d.若反应中转移1 mol电子,则生成22.4 l(标准状况)co2解析:根据电池的工作原理可知b极为负极,a极为正极,故电子应从b极经导线流向a极,故a正确;该电池中没有h2o、oh-,故b、c错误;由co+o2-2e-co2知,转移1 mol电子,生成0.5 mol co2,其体积为11.2 l(标准状况),d错误。7.下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是(d)a.电池中锌是正极b.电池是一次电池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碳棒解析:a项,电池中锌的活泼性大于铜,所以锌作负极;b项,铅蓄电池是可充、放电电池,所以为二次电池;c项,在氢氧燃料电池中,h2失去电子发生氧化反应。8.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的甲烷燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是(b)a.a极是负极,该电极上发生氧化反应b.b极反应是o2+4oh-4e-2h2oc.总反应方程式为ch4+2o2+2kohk2co3+3h2od.甲烷燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析:a极通ch4为负极,电极反应为ch4+10oh-8e-c+7h2o,发生氧化反应,a正确;b项,b极通o2为正极,电极反应为2o2+4h2o+8e- 8oh-,b不正确;正、负极电极反应式相加得总反应为ch4+2o2+2kohk2co3+3h2o,c正确;d项,甲烷燃料电池的能量高,且产物为水和盐,对环境无污染,故是具有应用前景的绿色电源。9.mgagcl电池是一种用海水激活的一次电池,在军事上用作电动鱼雷的电源。电池的总反应可表示为mg+2agcl mgcl2+2ag。下列关于该电池的说法错误的是(c)a.该电池工作时,正极反应为2agcl+2e-2cl-+2agb.镁电极作该电池负极,负极反应为mg-2e-mg2+c.有24 g mg被氧化时,可还原得到108 g agd.装备该电池的鱼雷在水中行进时,海水作为电解质溶液解析:由电池反应方程式看出,mg是还原剂、agcl是氧化剂,故金属mg作负极,正极反应为2agcl+2e-2cl-+2ag,故a正确;金属mg作负极,其电极反应式为mg-2e-mg2+,故b正确;电极反应式mg-2e- mg2+,24 g mg即1 mol被氧化时,转移电子是2 mol,正极反应为2agcl+2e-2cl-+2ag,可还原得到216 g ag,故c错误;因为该电池能被海水激活,海水可以作为电解质溶液,故d正确。10.英国一家公司正在研发全球首款“充一次电,用七天”的碱性氢氧燃料手机电池。如图为碱性氢氧燃料电池结构示意图。请回答下列问题。(1)电池是将化学能直接转化为 能的装置。(2)氢氧燃料电池中发生反应的化学方程式是。作为碱性氢氧燃料电池,该电池的电解质溶液可以是。(3)b电极上的反应为 ,则该电极为电池的 极,从氧化还原角度分析,该反应属于 反应。(4)氢氧燃料电池与普通电池相比,其优点是 (答出一点即可)。但作为手机电池,长时间使用时,会感觉手机发烫,这是因为有一部分能量转化为 能,所以它还需要解决一些问题,如:手机壳必须多开一个排气孔,可能的原因是 。解析:(1)燃料电池是将化学能转化成电能的装置。(2)碱性氢氧燃料电池中的电解质溶液一般是koh溶液,电池总反应是氢气与氧气反应生成水,反应方程式为2h2+o22h2o。(3)正极充入氧气,则b电极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式:2h2o+o2+4e-4oh-。(4)氢氧燃料电池的产物是水,与普通电池相比,无污染,还能循环再利用;手机电池长时间使用时会感觉手机发烫,是因为有一部分能量转化为热能,因此手机壳必须多开一个排气孔,可能的原因是有利于水蒸气的散发。答案:(1)电(2)2h2+o22h2okoh溶液(3)2h2o+o2+4e-4oh-正还原(4)无污染热有利于水蒸气的散发能力提升11.微生物燃料电池因具有原料广泛、操作条件温和、清洁高效和资源利用率高、无污染等特点而被人们所重视。以用葡萄糖作底物的燃料电池为例,其正、负极反应式如下:正极反应:6o2+24h+24e-12h2o负极反应:c6h12o6+6h2o-24e-6co2+24h+则有关该电池的下列说法正确的是(d)a.该电池的工作环境是高温条件b.作为负极的葡萄糖(c6h12o6)在变化中失去电子,被还原c.该电池的电解质溶液是强酸性溶液,如浓硫酸或硝酸等d.该电池的总反应为c6h12o6+6o26co2+6h2o解析:该电池是微生物燃料电池,反应条件温和,所以不需高温条件,a错误;c元素的化合价升高,则葡萄糖在反应中失去电子被氧化,b错误;浓硫酸能和有机物发生脱水反应,电池的电解质溶液不能是浓硫酸,c错误;将正、负极反应式相加即可得总反应方程式:c6h12o6+ 6o26co2+6h2o,d正确。12.由no2、o2,熔融盐组成的燃料电池如图所示,在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物y,下列有关说法正确的是(c)a.石墨极为正极,石墨极为负极b.y的化学式为noc.石墨极的电极反应式为no2+n-e-n2o5d.石墨极上发生氧化反应解析:燃料电池中通氧气的为正极,通燃料的为负极,则石墨极为负极,石墨极为正极,a错误;no2中氮元素的化合价为+4价,反应后化合价升高,所以y的化学式为n2o5,b错误;负极上no2失电子生成n2o5,则石墨极的电极反应式为no2+n-e-n2o5,c正确;石墨极为氧气得电子发生还原反应,d错误。13.有x、y、z、w四种短周期元素,它们的核电荷数依次增大。只有z是金属元素,x最外层只有一个电子,y和w元素原子的最外层电子数相同,且y元素原子l层电子数是k层电子数的3倍,z元素原子的最外层电子数是w元素原子最外层电子数的一半。请回答:(1)z是(填元素符号),w的原子结构示意图为。(2)写出两种仅由x、y两种元素的原子形成的10电子微粒的符号: 。(3)将x的单质气体与y的单质气体间的反应设计成原电池反应,简易装置如图所示。a处通入的气体为 ,b处气体发生反应的电极反应式为 。解析:(1)有x、y、z、w四种短周期元素,它们的核电荷数依次增大,x最外层只有一个电子,x不是金属元素,x为h,y元素原子l层电子数是k层电子数的3倍,则y为o元素;w和y元素原子的最外层电子数相同,则w为s;z元素原子的最外层电子数是w元素原子最外层电子数的一半,则z为b或al,又z是金属元素且核电荷数大于o,则z只能为al,w为s,核外电子分三层排布,分别为2、8、6,原子结构示意图为。(2)x、y分别为h、o,形成的氢化物h2o含有10个电子,形成的oh-含有10个电子。(3)根据电子的流向,a处电子流出,为负极,发生氧化反应,所以a处通入的气体为h2,氧气具有氧化性,通入氧气的一极为原电池的正极,正极发生还原反应,电极方程式为o2+4e-+4h+2h2o。答案:(1)al(2)h2o、oh-(3)h2o2+4e-+4h+2h2o14.化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。.(1)锌锰干电池的基本构造如图。锌锰干电池工作时,电路中每通过0.2 mol e-,负极质量减少 g;工作时n在正极放电产生两种气体,其中一种气体分子是含10e-的微粒,正极的电极反应式是 。(2)关于该电池的使用和性能,说法正确的是 。a.该电池可充电后反复使用b.该电池可用于闹钟、收音机、照相机等c.该电池使用后能投入火中,也可投入池塘中d.该电池长时间连续工作后,糊状物可能流出,腐蚀用电器.(3)目前常用的镍(ni)镉(cd)电池,其电池总反应可表示为cd+2nio(oh)+2h2o2ni(oh)2+cd(oh)2,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 。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.是一种二次电池.(4)锂电池锂的摩尔质量小而比容量特别大,但是锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制,为什么这种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: 。解析:(1)锌锰干电池的负极是锌,正极为石墨棒,电解质为氯化铵,负极发生氧化反应,电极反应式为zn-2e-zn2+,根据电极反应式可知,电路中每通过0.2 mol e-,消耗0.1 mol zn,质量为0.1 mol65 g/ mol=6.5 g。正极发生还原反应,工作时n在正极放电,产生两种气体,其中一种气体分子是含10e-的微粒,应为nh3,电极反应式为2n+ 2e-2nh3+h2。(2)该电池是一次性电池,不能反复使用,故a错误;该电池可将化学能转化为电能,能用于闹钟、收音机、照相机等,故b正确;该电池使用后不能投入火中、池塘中,因为电池中的重金属会污染环境,故c错误;该电池长时间连续工作后,糊状物可