人教版选修4 第4章第2节 化学电源 作业.doc

第2节 化学电源1.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是()a 利用电池外壳的金属材料b 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染c 防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品d 回收其中的石墨电极2.废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是()a 把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气b 碳棒取出洗净用作电极c 把铜帽取下洗净回收利用d 电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用3.关于化学电源的叙述中错误的是()a 化学电源是根据原电池的工作原理设计的b 在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应c 镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵d 氢氧燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源4.下列说法中正确的是()a 镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池b 氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池c 铅蓄电池放电的时候正极材料是铅，负极材料是二氧化铅d 铅蓄电池充电时将化学能转化为电能5.下图是氢氧燃料电池的示意图，按图中提示，下列叙述不正确的是()a a电极是负极，b电极是正极b a电极的电极反应式为h22e=2hc b电极的电极反应式为4oh4e=2h2oo2d 氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内6.某课外小组自制的氢氧燃料电池如下图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是()a a极是负极，该电极上发生氧化反应b b极反应式是o24oh4e= 2h2oc 总反应方程式为2h2o2=2h2od 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源7.下图是氢氧燃料电池(电解质溶液为磷酸溶液)构造示意图。下列关于该电池的说法不正确的是()a a极是负极b 电子由a通过灯泡流向bc 正极的电极反应是o22h2o4e=4ohd 氢氧燃料电池是环保电池8.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是()a 该电池工作时电能转化为化学能b 该电池中电极a是正极c 外电路中电子由电极b通过导线流向电极ad 该电池的总反应：2h2o2=2h2o9.据媒体报道，以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池(pemfc)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是氢离子。下列对该燃料电池的描述中正确的是()正极反应为o24h4e=2h2o负极反应为2h24e=4h总的化学反应为2h2o22h2o氢离子通过电解质向正极移动a b c d 10.可充电电池因其可以反复使用而深受广大消费者喜爱。请你根据对可充电电池的理解，选出下列有关说法正确的是()a 放电时，把热能转化为电能b 放电时，正极发生氧化反应c 充电时，电池的负极发生还原反应d 充电时，把化学能转化为电能11.已知铅蓄电池的反应为pbo22h2so4pb2pbso42h2o。下列关于铅蓄电池的说法中正确的是()a 铅蓄电池属于充电电池b 铅蓄电池的放电与充电是可逆反应c 铅蓄电池放电时，正极不参与电极反应d 铅蓄电池充电时，把化学能转化为电能12.已知铅蓄电池放电过程可以表示为pbo22h2so4pb=2pbso42h2o。下列关于铅蓄电池的说法正确的是()a 铅为正极，二氧化铅为负极b 正极电极反应式为pbo2so 2h=pbso4h2oc 硫酸溶液中，氢离子移向负极d 放电一段时间后，硫酸根离子浓度减小13.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：pbo2pb2h2so4=2pbso42h2o，根据此反应判断，下列叙述中正确的是()a 铅是正极b 二氧化铅得电子，被氧化c 负极反应是pbso2e=pbso4d 电池放电时，溶液的酸性增强14.已知铅蓄电池放电时的原电池反应：pbo2pb2h2so4=2pbso42h2o。关于铅蓄电池的下列说法中正确的是()a 放电时的正极反应式是pbso2e=pbso4b 放电时电池的负极材料是铅板c 充电时，电池中硫酸的浓度不断变小d 充电时，铅板发生氧化反应15.铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅，电解质溶液为硫酸，工作时的电池反应为pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。下列结论正确的是()a 铅为正极被氧化b 溶液的ph不断减小c 硫酸根离子只向二氧化铅处移动d 电子由铅极流向二氧化铅极16.目前，市场上的手提应急灯主要是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将有腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶凝胶中去，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性能。所用的原料仍然是铅、二氧化铅、硫酸。下列关于该铅蓄电池的说法正确的是()a 该应急灯在照明时，电池能将电能变为化学能b “无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理c 放电时，在铅酸蓄电池的负极发生还原反应d 照明时，电池上标有“”的极发生氧化反应17.下图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是()a 电池内部含有电解质b 锌是负极，碳棒是正极c 电池用完后可埋入土壤d 锌锰干电池属于一次电池18.下列有关电池叙述中正确的是()a 锌锰干电池是一种常用的二次电池b 锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极c 锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄d 水果电池是高效环保的家用电池19.下列说法中不正确的是()a 普通干电池工作时将化学能转化为电能b 锌锰干电池中，锌电极是负极c 锌锰干电池属于一次电池d 锌锰干电池中，锌电极发生还原反应20.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机、收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中不正确的是()a 碱性锌锰电池工作时，电子由zn极经外电路流向碳极b 这种电池较传统锌锰电池(即干电池)使用寿命长c 碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化d 这种电池的电解质由传统的nh4cl换成湿的koh21.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状氯化铵和氯化锌作电解质(其中加入二氧化锰吸收氢气)，电极反应式可简化为zn2e=zn2、2nh2e=2nh3h2(氨与锌离子能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论不正确的是()a 干电池内发生的是氧化还原反应b 锌为负极，碳为正极c 工作时，电子由碳极经过外电路流向锌极d 长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器22.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。碱性锌锰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 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极c 电池正极的电极反应式为2mno2(s)h2o(1) 2e=mn2o3(s)2oh(aq)d 外电路中每通过0.2 mol e，锌的质量理论上减小6.5 g23.目前，有一家著名的清洁公司在废旧电池的回收事业中迈出了有利的一步。该公司设计了废旧电池回收程序：(1)放置废旧电池回收桶；(2)定期专人上门收集；(3)电池分类(普通电池、纽扣电池)；(4)市内库房分类储存；(5)集中到一定数量后运至效区放置地点依电池种类装入箱内封存，直至国内成熟废旧电池回收技术出台。但是目前回收渠道不畅，你认为造成这一结果的原因可能是_。a电池生产企业星罗棋布，规模小，工艺技术落后，污染严重，没有能力组织回收工作b国内垃圾处理工艺有待改进c人们普遍没有意识到废旧电池处理不当对自身危害及自己在回收环节的重要性d废旧电池的环境管理是一项复杂的工程，涉及收集，分类、运输、处理等，牵扯面广e电池中所含的金属价值不高，致使可获得的利润有限24.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和碱式两种。回答下列问题：(1)酸式氢氧燃料电池(电解质溶液为硫酸)负极反应式为_；正极反应式为_；电池总反应方程式_；电解质溶液ph的变化_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)碱式氢氧燃料电池(电解质溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液)负极反应式为_；正极反应式为_；电池总反应方程式_；电解质溶液ph的变化_(填“变大”、“变小”或“不变”)。25.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_(填“氧化”或“还原”，下同)反应。(2)y是_极，发生_反应。(3)总反应方程式为_。(4)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_。26.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)该电池工作时，h2和o2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2lih2=2lih.lihh2o=liohh2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。金属锂吸收的氢气与放出的氢气的物质的量之比为_。27.氢气是未来理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(tio2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2h2o2h2o2。制得的氢气可用于燃料电池。试完成下列问题：(1)太阳光分解海水时，实现了从_能转化为_能，二氧化钛作_。(2)生成的氢气，用于燃料电池时，实现_能转化为_能。水分解时，断裂的化学键有_键、分解海水的反应属于_(填“放热”或“吸热”)反应。(3)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为a极：h2o22e=h2o；b极：o24e=2o2。则a极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出”)。28.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是铅和二氧化铅，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。试根据上述情况判断：(1)蓄电池的负极材料是_。(2)工作时，正极反应为_。(3)工作时，电解质溶液的ph_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。(5)电流方向从_极流向_极。29.锌锰干电池的结构示意图如下：电池总反应式：zn2mno22nh=zn2mn2o32nh3h2o，回答下列问题：(1)锌锰干电池的负极是_，电极反应式是_。(2)锌锰干电池的正极是_，电极反应式是_。(3)锌锰干电池又称一次性电池的原因是_。(4)锌锰干电池的有缺陷是_，改进的方法是_。30.分析锌锰电池构造示意图，回答下列问题：(1)普通锌锰电池的构造如图(a)所示。该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。若电解质含有杂质cu2，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是_。普通锌锰电池的缺点有_。_。(2)碱性锌锰电池的构造如图(b)所示。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_。31.普通锌锰干电池中，有7种物质：nh3、nh4cl、mno2、mn2o3、zn、zncl2和h2o，它们分别是锌锰干电池中发生氧化还原反应的反应物和生成物。回答下列问题：(1)该电池中的电解质溶液是_溶液。(2)正极材料是石墨，负极材料是_。(3)请将正极反应式补充完整：_2nh_=mn2o32nh3h2o(4)放电时铵根离子向_极移动。32.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铜离子，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是_。(3)欲除去zncl2nh4cl混合溶液中的铜离子，最好选用下列试剂中的_(填字母)。anaoh bzncfe dnh3h2o答案解析1.b【解析】回收电池的主要目的是防止对环境的污染。2.d【解析】虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。3.c【解析】镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属，会对环境造成严重的污染。4.b【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二氧化铅，负极材料是铅，电解质是硫酸溶液；铅蓄电池充电时将电能转化为化学能。5.c【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液视为中性，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2h24e= 4h；正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为o22h2o4e=4oh；总反应的方程式为2h2o2=2h2o。6.b【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液为碱溶液，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2h24oh4e=4h2o；正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为o22h2o4e=4oh；总反应的方程式为2h2o2=2h2o。氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，是一种绿色电源。7.c【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液为酸溶液，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2h24e=4h；正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为o24e4h=2h2o；总反应的方程式为2h2o2=2h2o。在其外电路中，电子从负极(a极)流出经灯泡流向正极(b极)。氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，是一种绿色环保电池。8.d【解析】氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，总反应的方程式为2h2o2=2h2o。在其外电路中，电子从负极(a极)流出经导线流向正极(b极)。9.c【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液为酸溶液，负极上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2h24e=4h；正极上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为o24e4h=2h2o；总反应的方程式为2h2o2=2h2o，该反应不是在点燃的条件下进行。10.c【解析】充电电池的充电和放电是两个相反的过程。放电时，把化学能转化为电能，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时把电能转化为化学能，负极发生还原反应，而正极发生氧化反应。11.a【解析】铅蓄电池是常见的充电电池，放电时把化学能转化为电能，负极(铅)和正极(二氧化铅)都参与电极反应；充电时把电能转化为化学能。铅蓄电池的充电和放电是在不同的条件下进行的反应，它们不是可逆反应。12.d【解析】由铅蓄电池放电反应方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅为负极；二氧化铅的化合价降低，得到电子发生还原反应，二氧化铅为正极。铅蓄电池放电总反应式与负极反应式(pbso2e=pbso4)相减，可得其正极反应式pbo2so 4h2e=pbso42h2o。氢离子移向正极；反应中硫酸根离子因生成沉淀，其浓度不断减小。13.c【解析】由铅蓄电池放电反应方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅为负极，电极反应式为pbso2e=pbso4；二氧化铅的化合价降低，得到电子发生还原反应，二氧化铅为正极，电极反应式为pbo2so 4h2e=pbso42h2o，反应过程中氢离子浓度减小，溶液的酸性减弱。14.b【解析】由铅蓄电池放电反应方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅板为负极，电极反应式为pbso2e=pbso4；二氧化铅的化合价降低，得到电子发生还原反应，二氧化铅为正极，电极反应式为pbo2so 4h2e=pbso42h2o，反应过程中硫酸的浓度不断减小。铅蓄电池的充电和放电是两个相反的过程，充电时铅板发生的是还原反应，硫酸的浓度不断增大。15.d【解析】由铅蓄电池工作时反应的方程式可知，铅的化合价升高，失去电子，发生氧化反应，铅为负极；反应过程中硫酸不断被消耗，溶液的ph不断增大；其外电路中，电子由负极(pb极)流向正极(pbo2极)；内电路中，阴离子(硫酸根离子)移向负极(pb极)，阳离子移向正极。16.d【解析】由铅蓄应急灯照明时，电池供电，将化学能转化为电能；无液干粉电池与普通铅蓄电池原理相同；标有“”符号的一极为电池的负极，在放电时该电极上的物质失去电子，发生氧化反应，铅为负极。17.c【解析】在锌锰干电池中，活泼金属锌为负极，石墨碳棒为正极，内部的电解质是氯化铵。锌锰干电池属于一次电池，不能反复充电放电。通常干电池中含有重金属，随意丢弃能造成环境污染，废旧电池要分类回收。18.c【解析】锌锰干电池是一种常用的一次电池，其中锌作负极，碳棒作正极；锌锰干电池工作时，锌不断的被氧化而消耗，锌外壳会逐渐变薄。水果电池产生的电流非常微弱，不能作为家用电池。19.d【解析】干电池工作时将化学能转化为电能，锌锰干电池中，锌电极是负极，发生氧化反应。20.c【解析】碱性锌锰电池是一次电池，锌作负极失电子，故a正确；碱性电池的使用寿命比传统电池的使用寿命要长，b正确；干电池只能实现化学能向电能的转化，c不正确；传统的酸性电池电解质为nh4cl，碱性电池的电解质为koh，d正确。21.c【解析】在锌锰干电池中，活泼金属锌为负极，负极失去电子发生氧化反应；石墨碳棒为正极，电解质的离子在正极上得到电子，发生还原反应；在其外电路中，电子从负极(锌极)经过外电路流向正极(碳极)；长时间连续使用该原电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且二氧化锰不断吸收氢气而生成水，糊状物也越来越稀，流出时会腐蚀用电器。22.b【解析】由锌锰碱性电池的总反应式可知，锌的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锌为负极；二氧化锰的化合价降低，在正极上得到电子发生还原反应。碱性锌锰电池的总反应式与负极反应式zn2e2oh=zn(oh)2相减，可得其正极反应式。23.abcde【解析】电池中含有很多单质和化合物，但处理废旧电池的工艺技术落后，且没有规范地回收处理方式。人们普遍没有意识到电池对环境和自身的危害。24.(1)2h24e=4ho24e4h=2h2o2h2o2=2h2o变大(2)2h24e4oh=4h2oo24e2h2o=4oh2h2o2=2h2o变小【解析】(1)该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液为硫酸溶液，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2h24e=4h；正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为o24e4h=2h2o；总反应的方程式为2h2o2=2h2o。随着水的生成，硫酸溶液的浓度减小，溶液的ph增大。(2)该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液为碱溶液，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2h24oh4e=4h2o；正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为o22h2o4e=4oh；总反应的方程式为2h2o2=2h2o。随着水的生成，碱溶液的浓度减小，溶液的ph减小。25.(1)正还原(2)负氧化(3)2h2o2=2h2o(4)0.6na【解析】在该氢氧燃料电池中，x极是氧气得到电子发生还原反应，x极为正极；y极是氢气失去电子发生氧化反应，y极为负极。y电极反应式乘以2，与x电极反应式乘相加得总反应方程式2h2o2=2h2o，生成5.4 g水转移电子为转移电子5.4 g18 gmol120.6 mol。26.(1)化学能转化为电能由a流向b(2)h22e2oh=2h2o(3)锂(li)水(h2o)12【解析】氢氧燃料电池中，通入燃料氢气的一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应，在碱性条件下的电极反应式为h22e2oh=2h2o；通入氧气的一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为o24e2h2o=4oh。该电池工作时，在外电路电子由a流向b，将化学能转化为电能。27.(1)太阳化学催化剂(2)化学电ho吸热(3)负流出【解析】a极上氢气失去电子，发生的是氧化反应，a极为负极；b极上氧气得到电子，发生的是还原反应，b极为正极。28.(1)pb(铅)(2)pbo2so4h2e=pbso42h2o(3)增大(4)负(5)正负【解析】(1)由铅蓄电池放电反应方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅为负极；二氧化铅的化合价降低，得到电子，发生还原反应，二氧化铅为正极。(2)铅蓄电池放电总反应式与负极反应式(pbso2e=pbso4)相减，可得其正极反应式pbo2so 4h2e=pbso42h2o。(3)铅蓄电池放电时，氢离子移向正极，硫酸根离子移向负极，它们的浓度不断减小，溶液的酸性不断减弱，ph增大。(5)电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。29.(1)锌筒 zn2e=zn2(2)石墨棒2mno22nh2e=mn2o32nh3h2o(3)锌锰干电池内