人教版选修4第4章电化学基础第2节化学电源第2课时作业.doc

第2节化学电源第2课时作业1、锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为koh溶液，反应为2zno24oh2h2o=2zn(oh)。下列说法正确的是()a充电时，电解质溶液中k向阳极移动b充电时，电解质溶液中c(oh)逐渐减小c放电时，负极反应为zn4oh2e=zn(oh)d放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 l(标准状况)2、世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()aa极发生氧化反应b正极的电极反应式为feox2xe=fexo2c若有22.4 l(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移d铁表面发生的反应为xh2o(g)fe=feoxxh23、镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料，具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。镍钴锰三元材料中ni为主要活泼元素，通常可以表示为：liniacobmnco2，其中a+b+c=1，可简写为liao2。放电时总反应为liao2 + nc = li1-xao2 + lixcn（0x1），工作原理如下图所示，则以下说法错误的是（ ） a. 放电时ni元素最先失去电子b. 放电时电子从a电极由导线移向b电极c. 充电时的阳极反应式为liao2 - xe-= li1-xao2 + xli+d. 充电时转移1mol电子，理论上阴极材料质量增加7g4、室温下，可充电的钠二氧化碳电池是当今新能源领域的热点，具有优异的性能。下列说法正确的是( )a. 钠金属片为正极b. 该电池中的电解质为naclo4，工作时clo4-向碳纳米管电极移动c. 总反应为：d. 放电时，每消耗3molco2，转移12mol电子5、圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池，用能传递质子(h)的介质作溶剂，反应为c2h5oh3o22co23h2o，如图是该电池的示意图，下列说法正确的是()aa极为电池的正极b电池正极的电极反应：4ho24e=2h2oc电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极d电池工作时，1mol乙醇被氧化时有6mol电子转移6、mg -agcl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述不正确的是（ ）a负极反应式为mg-2e-=mg2+b负极会发生副反应mg+2h2o=mg(oh)2+h2c正极反应式为agcl+e-=ag+cl-d电池放电时cl-由负极向正极迁移7、h2s废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为：2h2s(g) + o2(g) = s2(s) + 2h2o(l) h-632kjmol-1。右图为质子膜h2s燃料电池的示意图。下列说法不正确的是（）a. 电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kj热能b. 每34gh2s参与反应，有2mol h+经质子膜进入正极区c. 电极a为电池的负极d. 电极b上发生的电极反应为：o2+4e-+4 h+2h2o8、2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()aa为电池的正极b电池充电反应为limn2o4=li1xmn2o4xlic放电时，a极锂的化合价发生变化d放电时，溶液中li从b向a迁移9、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用.锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为：zn(s)+2mno2(s)+h2o(l)=zn(oh)2(s)+mn2o3(s),下列说法错误的是（ ）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(1)+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0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g10、li-cu-空气燃料电池的原理示意如图，电池通入空气腐蚀铜电极而产生正极反应物cu2o。下列有关说法正确的是（）a. 电池工作时，正极上有金属锂析出b. 电池工作时,负极区溶液中c(oh-)增大c. 电池放电过程中的总反应为:2cu+2li+2oh-=2li+cu2o+h2od. 停止通入空气一段时间，电池将停止放电11、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-。下列对该燃料电池说法正确的是()a. 在熔融电解质中，o2-由负极移向正极b. 电池的总反应式：2c4h1013o2=8co210h2oc. 通入空气的一极是负极，电极反应为o24e-=2o2-d. 通入丁烷的一极是负极，电极反应为c4h1026e-13o2-=4co25h2o12、联氨（n2h4）是一种无色的可燃液体。请回答下列问题：（1）联氨是火箭的重要燃料。已知：(a) n2h4(l)的燃烧热h1 = -624.0 kjmol1(b) h2 =-66.4 kjmol1(c) h3 =-28.6 kjmol1写出n2h4(l)在n2o4(g)中燃烧生成氮气和液态水的热化学方程式_。（2）n2h4能使锅炉内壁的铁锈（主要成分为fe2o3xh2o）变成磁性氧化铁，从而可减缓锅炉锈蚀。反应过程中每生成0.1 mol磁性氧化铁，转移的电子数为_。（3）联氨-空气燃料电池的电解质为koh溶液。写出该电池放电时负极的反应式_。（4）联氨的制备方法有多种，尿素法是其中之一。在kmno4的催化作用下，尿素co(nh2)2和naclo、naoh溶液反应生成联氨、水和两种钠盐,写出该反应的化学方程式_。13、常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为pb和pbo2，电解液为稀h2so4溶液，工作时的总反应式为pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o。请依据上述情况判断：（1）铅蓄电池的负极材料是_。（2）请依据两极材料和总反应，写出放电时正极反应是_。（3）请依据总反应式和正极反应式，写出放电时负极反应是_。（4）放电时，电解质溶液中阴离子移向_极；电流方向从_极流向_极。（5）放电时，电解质溶液的酸性_（填“增强”、“减弱”或“不变”）。14、（1）氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料氢气燃烧热值高实验测得，在常温常压下，1 mol h2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kj热量则表示h2燃烧热的热化学方程式是 ah2（g）+o2（g）h2o（g） h=+285.8kj/molbh2（g）+o2（g）h2o（l） h=285.8kj/molch2（g）+o2（g）h2o（l） h=+285.8kj/moldh2+o2h2o h=285.8 kj/mol氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：n2（g）+3h2（g）2nh3（g）h=92.4 kj/mol反应达到平衡后，升高温度则反应速率 （填“增大”或“减小”）；平衡将向 （填“正反应方向”或“逆反应方向”）移动（2）锌银电池能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器电解质溶液是koh溶液，电池总反应为zn+ag2ozno+2ag该电池的负极材料是 ；电池工作时，阳离子向 （填“正极”或“负极”）移动；（3）常温下，0.1mol/l nh4cl溶液呈 性（填“酸”、“碱”或“中”），升高温度可以 （填“促进”或“抑制”）nh4cl的水解15、酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，mno2，zncl2和nh4cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生mnooh，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/(g/100g水) 温度/化合物020406080100nh4cl29.337.245.855.365.677.3zncl2343395452488541614化合物zn(oh)2fe(oh)2fe(oh)3ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：（1）该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为 。（2）维持电流强度为0.5a，电池工作五分钟，理论上消耗zn g。（已经f96500c/mol）（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有zncl2和nh4cl，二者可通过 分离回收；滤渣的主要成分是mno2、_和 ，欲从中得到较纯的mno2，最简便的方法是 ，其原理是 。（4）用废电池的锌皮制备znso47h2o的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和h2o2溶解，铁变为_，加碱调节至ph为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于110-5mol/l时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至ph为_时，锌开始沉淀（假定zn2浓度为0.1mol/l）。若上述过程不加h2o2后果是 ，原因是 。参考答案1、【答案】c【解析】a项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。b项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2zn(oh)=2zno24oh2h2o，c(oh)逐渐增大。c项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为zn4oh2e=zn(oh)。d项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol o2，其体积为11.2 l(标准状况)。2、【答案】d【解析】a极通入空气，o2在该电极发生得电子的还原反应，a错误；o2在正极发生反应，电极反应式为o24e=2o2，b错误；由b项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol o2，在标准状况下的体积为22.4 l，则通入空气的体积约为22.4 l5112 l，c错误；由图可知，铁表面h2o(g)参与反应生成h2，则发生的反应为xh2o(g)fe=feoxxh2，d正确。3、【答案】c【解析】根据li+的移动方向可知，a为负极，b为正极。a镍钴锰三元材料中ni为主要活泼元素，放电时ni元素最先失去电子，故a正确；b放电时电子从负极，即a电极由导线移向正极，即b电极，故b正确；c. 充电时的阳极反应式是放电时的正极反应式的逆反应， lixcn - xe-= nc+xli+，故c错误；d. 充电时，阴极反应式为li1-xao2 + xli+ +xe-= liao2，转移1mol电子，理论上阴极材料质量增加1mol锂离子，质量为7g，故d正确；故选c。4、【答案】c【解析】a.该电池放电时钠金属片发生失去电子的氧化反应，钠金属片是电池的负极，故a错误。b.原电池放电时阴离子移向电池的负极（即该电池的钠金属片），故b错误。c.该电池也被称为“可呼吸钠二氧化碳电池”，放电时吸收co2，充电时放出co2，总反应为4na+3co22na2co3+c 故c正确。d.放电时每3 mol co2参加反应，其中只有1 mol co2被还原为c，转移4 mol电子，.故d错误。故选c。5、【答案】b【解析】原电池工作时，阳离子向正极移动，则a极为负极，a错误；正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4ho24e=2h2o，b正确；电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，c错误；乙醇中c元素的化合价为2价，被氧化后升高到4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时有12mol电子转移，d错误。6、【答案】d7、【答案】a【解析】解:a.根据方程式，电路中每流过2mol电子，有1molh2s发生反应，电池内部释放316kj的总能量，部分以电能的形式发出，部分以其他形式的能量发出，a错误；b. 34gh2s的物质的量为1mol，根据方程式，有2mol h+经质子膜进入正极区，与氧气结合生成水，b正确；c. 该电池属于燃料电池，通入燃料的为负极，通入空气或氧气的为正极，故电极a为电池的负极，c正确；d.根据图示，酸性条件下，o2 在此极上得电子变为-2价的化合物水，电极b上发生的电极反应为：o2+4h+4e-=2h2o，d正确；答案选a。8、【答案】c【解析】图示所给出的是原电池装置。a.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。b.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。c.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。d.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。9、【答案】c【解析】解：a、根据总电极反应式，锌的化合价升高，锌失去电子，故说法正确；b、正极是得到电子，化合价降低，负极反应式为zn-2e-2oh=zn（oh）2，总电极反应式减去负极反应式，得出正极反应式为：2mno2（s）+h2o（1）+2e-=mn2o3（s）+2oh-（aq），故说法正确；c、电子从负极经外电路流向正极，故说法错误；d、zn-2e-2oh-=zn（oh）2，通过0.2mol电子，消耗锌的质量理论上是6.5g，故说法正确。10、【答案】d【解析】解：本题考查原电池原理。a、电池工作时，正极发生反应为cu2o+h2o+2e-=2oh-+2cu，没有金属锂析出，选项a错误；b、负极为锂失电子生成li+，负极区无水溶液，选项b错误；c、电池放电过程中的总反应为：2li+cu2o+h2o=2cu+2li+2oh-，选项c错误；d、停止通入空气一段时间，铜电极不能再氧化生成cu2o，当正极的cu2o全部转化为cu后，电池将停止放电，选项d正确。答案选d。11、【答案】b【解析】解：本题考查燃料电池的工作原理。12、【答案】(1) h =-1124.4 kjmol1 (2) 6.021022 (3) n2h4-4e-+4oh-=n2+4h2o(4) co(nh2)2+naclo+2naoh=n2h4 +h2o+nacl+na2co3【解析】解：（1）(a)的热化学方程式为n2h4(l)+ o2(g)=n2(g)+2h2o(l) h1 =-624.0 kjmol1， n2h4(l)在n2o4(g)中燃烧生成氮气和液态水的热化学方程式为(d): 2n2h4(l)+n2o4(g)=3n2(g)+4h2o(l) h4，方程式d=2a-(b+2c)，所以h4=2h1-（h2+2h3）=-1124.4 kjmol1，所以对应的热化学方程式为：2n2h4(l)+n2o4(g)=3n2(g)+4h2o(l) h4=-1124.4 kjmol1。（2）磁性氧化铁为fe3o4，fe2o3xh2o被n2h4还原为fe3o4，铁的化合价从+3价降低到+8/3价，生成1molfe3o4得到电子（3-8/3）31mol=3mol，所以生成0.1 mol磁性氧化铁转移的电子数为0.136.021023= 6.021022。（3）联氨-空气燃料电池中，联氨在负极失去电子生成n2，负极的电极反应式为：n2h4-4e-+4oh-=n2+4h2o。（4）kmno4作催化剂，尿素co(nh2)2和naclo、naoh溶液反应生成联氨、水和两种钠盐，据此可写出相应的化学方程式为：co(nh2)2+naclo+2naoh=n2h4 +h2o+nacl+na2co3。13、【答案】(1) pb (2) pbo2+2e-+4h+so42-=pbso4+2h2o(3) pb-2e-+so42-= pbso4(4) 负极 ； 正 ； 负 (5) 减弱【解析】解：本题通过铅酸蓄电池放电时的反应情况考查原电池工作原理。（1）根据电池总反应式可知，pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，因为在原电池中负极发生失电子化合价升高的氧化反应，所以pb为负极材料。（2）放电时，正极上pbo2得电子，同时与h2so4反应生成pbso4和水，电极反应式为：pbo2+2e-+4h+so42-=pbso4+2h2o。（3）放电时，负极pb失电子发生氧化反应，同时与so42-反应生成pbso4，电极反应式为：pb-2e-+so42-= pbso4。（4）放电时，负极pb失电子，电子从负极沿外电路流向正极，电流方向与电子运动方向相反，故电流从正极流向负极；阳离子与电流方向形成闭合，阴离子与电子方向形成闭合，所以电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。（5）放电时，h2so4参加反应导致溶液中c(h+)降低，故电解质溶液的酸性减弱。14、【答案】（1）b；增大；逆反应方向；（2）zn；正极；（3）酸；促进【解析】解：（1）在298k、101kpa时，2g 即1molh2完全燃烧生成液态水，放出285.8kj热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为h2（g）+o2（g）=h2o（l）h=285.8kj/mol，故选b，故答案为：b；因为合成氨反应的热化学方程式如下：n2（g）+3h2（g）2nh3（g）h=92.4 kj/mol为放热反应，所以升高温度则反应速率增大，平衡将向吸热反应方向即逆反应方向移动，故答案为：增大；逆反应方向；（2）负极上失电子发生氧化反应，根据电池总反应为zn+ag2ozno+2ag可知，zn失电子为负极；原电池中阳离子向正极移动，故答案为：zn；正极；（3）常温下，0.1mol/l nh4cl溶液为强酸弱碱盐在溶液中水解，溶液显酸性；升高温度促进nh4cl的水解，故答案为：酸；促进15、【答案】（1）mno2eh=mnooh zn2mno22h=zn22mnooh （2）0.05g（3）加热浓缩、冷却结晶 铁粉、mnooh 在空气中加热；