人教版选修4 第4章第2节 化学电源 作业 (8).doc

第2节 化学电源一、选择题1.下列说法错误的是()a.依据原电池的原理设计出了化学电源b.原电池是化学电源的雏形c.判断电池的正、负极只需看其正、负极材料的活泼性d.氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源解析判断电池的正、负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。答案c2双选题一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(y2o3)的氧化锆(zro2)晶体，在熔融状态下能传导o2。下列对该项燃料电池说法正确的是()a在熔融电解质中，o2移向正极b电池总反应式是：2c4h1013o2=8co210h2oc通入空气的一极是正极，电极反应为：o24e=2o2d通入丁烷的一极是正极，电极反应为：c4h1026e13o2=4co25h2o答案 选bc该电池是以丁烷的燃烧设计成的燃料电池，反应总方程式就是丁烷的燃烧方程式。在燃料电池中可燃物一般是还原剂，在电池中的负极上发生反应。首先写出丁烷的燃烧方程式，然后写出o2得电子的电极方程式，总式与正极式相减即得负极方程式。 在原电池中阴离子向负极移动，a错误；在该氧化还原反应中丁烷是燃料，应该在负极上发生氧化反应，d错误；燃料电池电池总反应实质是一个燃烧反应；而正极空气中氧气发生还原反应变为电解质的阴离子，b、c正确。3纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为zn和ag2o，以koh溶液为电解质溶液，电池的总反应为znag2o=2agzno。关于该电流的叙述不正确的是()a使用时电子由zn极经外电流流向ag2o极，zn是负极b使用时电子由ag2o极经外电路流向zn极，ag2o是负极c正极的电极反应为ag2o2eh2o=2ag2ohdzn极发生氧化反应，ag2o极发生还原反应答案 选b由总方程式可以看出，负极为zn，正极为ag2o，使用时电子由负极流向正极，a项正确，b项错误，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，c项正确，d项也正确。4.甲醇燃料电池(dmfc)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(h)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是o24h4e=2h2o。下列叙述中不正确的是()a.负极的反应式为ch3ohh2o6e=co26hb.电池的总反应式是2ch3oh3o2=2co24h2oc.电池工作时，h由正极移向负极d.电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路流入通氧气的一极解析首先判断出通入甲醇的一极失去电子作负极，通入氧气的一极得到电子作正极。电池总反应式减去氧气在正极的电极反应式，就得到了负极反应式，a项正确；电池工作时，h移向正极而不是移向负极，c项错误。答案c5目前人们正在研究开发一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠和硫为两极，以na导电的al2o3陶瓷作固体电解质，反应式为2naxsna2sx。以下说法正确的是()a放电时，钠作正极，硫作负极b放电时，钠极发生还原反应c充电时，钠极与外接电源正极相连，硫极与外接电源负极相连d充电时硫电极发生的反应为s2e=xs解析：选d。放电时na为活泼金属作负极，发生氧化反应；充电时，s失电子重新变为s。6.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3zn2k2feo48h2o3zn(oh)22fe(oh)34koh，下列叙述不正确的是()a.放电时负极反应为zn2e2oh=zn(oh)2b.充电时阳极反应为fe(oh)33e5oh=feo4h2oc.放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol k2feo4被氧化d.放电时正极附近溶液的碱性增强解析根据题给总反应式，高铁电池放电时必定是锌为负极失去电子，被氧化；高铁酸钾在正极得到电子，被还原。充电时，阳极上氢氧化铁被氧化成高铁酸钾。放电时正极附近生成oh，碱性增强。答案c7.科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导o2。下列对该燃料电池的说法不正确的是()a.在熔融电解质中，o2由负极移向正极b.该电池的总反应是c3h85o2=3co24h2oc.电路中每通过5 mol电子，约有5.6 l标准状况下的丙烷被完全氧化d.通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为c3h820e10o2=3co24h2o解析该燃料电池的化学原理是c3h85o2=3co24h2o，b正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：c3h820e10o2=3co24h2o，d正确；通入o2的电极为正极：o24e=2o2，产生的o2将向负极移动，a项错。答案a8法国格勒诺布尔约瑟夫傅立叶大学的研究小组发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应：c6h12o66o26co26h2o(酸性环境)。下列有关该电池的说法不正确的是()a该生物燃料电池不可以在高温下工作b电池的负极反应为c6h12o66h2o24e=6co224hc消耗1 mol氧气时转移4 mol e，h向负极移动d今后的研究方向是设法提高葡萄糖生物燃料电池的效率，从而使其在将来可以为任何可植入医疗设备提供电能解析：选c。酶在高温下会变性，失去催化活性，所以该生物燃料电池不可以在高温下工作，a项说法正确；电池中c6h12o6在负极发生氧化反应，电极反应为c6h12o66h2o24e=6co224h，b项说法正确；电解质溶液中的阳离子移向原电池的正极，所以h向正极移动，c项说法错误；d项说法正确。9近年来aist正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2licu2oh2o=2cu2li2oh，下列说法不正确的是()a放电时，li透过固体电解质向cu极移动b放电时，负极的电极反应式为cu2oh2o2e=2cu2ohc通空气时，铜被腐蚀，表面产生cu2od整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选b。根据放电时的反应判断锂电极是负极，铜电极是正极。在电池内部阳离子移向正极，即li透过固体电解质向cu极移动，故a正确。负极发生失电子的氧化反应，故b错误。据图示和题干信息可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生cu2o，放电时，负极生成铜，整个反应过程中，铜相当于催化剂，故c、d正确。10tio2在光照射下可使水分解：2h2o2h2o2，该过程类似植物的光合作用。下图是光照射下tio2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是()a该装置中tio2电极上发生还原反应b铂电极上发生的反应为2h2e=h2c该装置工作时，电流由tio2电极经r流向铂电极d该装置工作时，tio2电极附近溶液的ph变大解析：选b。tio2电极上发生反应4oh4e=2h2oo2，pt电极上发生反应4h4e=2h2，a项错，b项正确；tio2电极上发生氧化反应，为负极，故电流由pt电极经r流向tio2电极，c项错；tio2电极上oh放电后，水电离出的c(h)增大，ph变小，d项错。二、填空题11氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是koh溶液，试回答下列问题： (1)通入氯气的电极是_极(填“正”或“负”)，电极反应式为_。(2)加入铝的电极是_极(填“正”或“负”)，电极反应式为_。(3)在外电路电子从_极流向_极(填“al”或“cl2”)。解析：根据cl2和al的反应方程式：3cl22al=2alcl3可知，铝易失电子被氧化，为负极，但电解液为koh溶液，故负极反应为2al6e8oh=2alo4h2o，cl2易得电子被还原，为正极，电极反应为3cl26e=6cl。在外电路中电子从负极(al极)流出沿导线流向正极(cl2极)。答案：(1)正3cl26e=6cl(2)负2al6e8oh=2alo4h2o(3)alcl212设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了y2o3的zro2晶体，它在高温下能传导o2。回答如下问题：(1)以丁烷代表汽油，写出这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式：_。(2)写出这个电池的正极发生的反应：_。负极发生的反应：_。固体电解质里的o2的移动方向是_。向外电路释放电子的电极是_。解析由原电池原理知：负极失去的电子经导线转移到正极，根据电中性关系，内电路中，o2向负极移动。答案(1)2c4h1013o2=8co210h2o(2)o24e=2o2c4h1013o226e=4co25h2o向负极移动负极13某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将cucl2溶液换为nh4cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于nh4cl溶液显_(填“酸性”、“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为feo，试写出该反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反