鲁科版选修1 主题3课题1电池探秘第2课时认识几种电池 作业.doc

课后集训基础达标1.燃料电池主要是利用燃料的燃烧把化学能转化为电能。氢氧碱性燃料电池的反应为x极：o2(g)+h2o(l)+2e-2oh-y极：h2(g)+2oh-2h2o(l)+2e-下列判断正确的是( )a.x是正极 b.y是正极c.y极发生还原反应 d.y极发生氧化反应解析:燃料失去电子发生氧化反应，通燃料的电极是负极，b、c两项错而d项对。氧化剂得到电子被还原，通氧化剂的电极是正极，a项正确。答案：ad2.纽扣电池的两极材料分别为zn和ag2o，电解质溶液为koh溶液。放电时两个电极反应分别为：zn+2oh-zn(oh)2+2e-;ag2o+h2o+2e-2ag+2oh-。下列说法中正确的是( )a.锌是负极，氧化银是正极b.锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应c.溶液中oh-向正极移动，k+、h+向负极移动d.在电池放电过程中，电解质溶液的ph基本保持不变解析:“金属氧化物”电池中，金属是负极，氧化物是正极，a项正确。zn失去电子被氧化，发生氧化反应：ag2o得到电子被还原，发生还原反应。b项不正确。外电路中，负极负电荷(e-)流出；内电路中，负极负电荷(阴离子)流入。c项不正确。电池总反应为zn+ag2o+h2o=zn(oh)2+2ag没有oh-被消耗，也没有oh-生成。d项正确。答案：ad3.某种可充电电池是zn-hgo电池，电池工作时的总反应为：h2o+zn+hgo=zn(oh)2+hg下列判断正确的是( )a.该电池的负极材料是zn b.该电池的负极材料是hgc.该电池的电解质溶液可能是h2so4 d.该电池的电解质溶液可能是koh解析:由电池工作原理，可知负极材料是zn,a项对b项错。由电池工作产物为zn(oh)2,可知电解质溶液显碱性(但不会太强)而非显酸性，c项错d项对。答案：ad4.氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是koh(aq)。试回答下列问题：(1)通入cl2(g)的电极是_极。(填“正”或“负”)(2)通入al(g)的电极是_极。(填“正”或“负”)(3)电子从_极流向_极。(填“al”或“cl2”)解析:氯铝电池中，cl2是氧化剂，al是还原剂；通cl2(g)的电极是正极，通al(g)的电极是负极；电子从负极经外线路流向正极。答案：(1)正 (2)负 (3)al cl25.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是( )a.a电极是负极b.b电极的电极反应为：4oh-4e-2h2o+o2c.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源d.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析:h2失电子，a极是负极，a项正确。b极o2得电子变为oh-，b项错误。c、d项都正确。答案：b综合运用6.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是h2+nio(oh)ni(oh)2根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( )a.电池放电时，电池负极周围溶液的oh-不断增加b.电池放电时，镍元素被氧化c.电池充电时，氢元素被还原d.电池放电时，h2是负极解析:放电时，原电池工作，负极区h2失去电子变为h+进入溶液，负极区oh-部分被中和，溶液的ph降低，a项不正确，d项正确。放电时，,ni元素化合价降低，得到电子，被还原，b项不正确。充电时，h元素化合价降低，得到电子，被还原，c项正确。答案：cd7.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3zn+2k2feo4+8h2o3zn(oh)2+2fe(oh)3+4koh。下列叙述不正确的是( )a.放电时负极反应为zn+2oh-zn(oh)2+2e-b.充电时阳极反应为fe(oh)3+5oh-3e-+4h2oc.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:放电时，zn失电子变为zn2+，zn2+进入溶液被oh-俘获生成zn(oh)2,a项正确。充电时，阳极与外接电源正极相连，该极区某元素的化合价升高，分析电池总反应可知b项正确。 放电时，3e-,化合价降低，k2feo4被还原，c项错误。 放电时，k2feo4变为fe3+、k+和o2-，o2-与h2o结合生成oh-，部分oh-被fe3+结合，部分剩余，d项正确。 +4h2o+3e-fe(oh)3+5oh-答案：c8.某可充电的锂离子电池以limn2o4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：li+limn2o4=li2mn2o4。下列说法正确的是( )a.放电时，limn2o4发生氧化反应b.放电时，正极反应为li+limn2o4+e-li2mn2o4c.充电时，limn2o4发生氧化反应d.充电时，阳极反应为li+e-li解析:放电时，,mn元素化合价降低，limn2o4发生还原反应，a项错误。放电时，li电极为负极，limn2o4电极为正极，limn2o4变为li2mno4得到电子，同时吸收了溶液中的li+,b项正确。 充电时，是生成物，是的氧化产物，li2mn2o4发生了氧化反应，c项错误。充电时，阳极与外接电源的正极相连接，d项不正确。正确反应为li2mn2o4li+limn2o4+e-。答案：b9.某原电池中，电解质溶液为稀h2so4,分别向负极通入ch4(或co或h2s)，向正极通入o2(或cl2)，试完成下列问题：(1)当分别通入co和o2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；电解质溶液ph的变化_。(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)当分别通入ch4和o2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；电解质溶液ph的变化：_。(填“增大”“减小”或“不变”)(3)当分别通入h2s和cl2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；电解质溶液ph的变化：_。(填“增大”“减小”或“不变”)解析:燃料电池中，负极通入的燃料被氧化，c、s都被氧化到+4价，而+4价的c和s是不能单独存在的，在其常见存在形式co2(或)、so2(或)中，产物究竟是什么，o原子由谁来提供？应结合负极环境寻找答案。由于负极溶液是酸性的，所以不会生成、,而是生成co2、so2逸出。在负极氛围中含o原子的粒子只有h2o分子(oh-极少而忽略)，所以(或)中的o原子无疑是由h2o分子提供的，提供o原子后的h2o分子将游离出h+。同时，若燃料中含h元素，则在c、s被氧化为co2、so2后，也释放出h+。负极反应式可根据电荷守恒而配平。 若正极通入的气体为o2，则o2得电子变为o2-，o2-被h+俘获变为h2o分子。若正极的气体为cl2，则cl2得电子变为cl-。 判断电解质溶液ph的变化，写出电池总反应式便知。这里将正、负电极反应式叠加，可得电池总反应。答案：(1)o2+4e-+4h+2h2o 2co+2h2o2co2+4h+4e-2co+o22co2 不变(2)2o2+8e-+8h+4h2o ch4+2h2oco2+8h+8e-ch4+2o2=co2+2h2o 变大(3)3cl2+6e-6cl- h2s+2h2o6h+so2+6e-3cl2+h2s+2h2o6cl-+6h+so2 变小10.某原电池中，电解质溶液为koh(aq)，分别向负极通入c2h4、c2h2或al(g)，分别向正极通入o2或cl2。试完成下列问题：(1)当分别通入c2h4和o2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；溶液ph的变化：_。(填“增大”“减小”或“不变”)(2)当分别通入c2h2和o2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；溶液ph的变化：_。(填“增大”“减小”或“不变”)(3)当分别通入al(g)和cl2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；溶液ph的变化：_。(填“增大”“减小”或“不变”)解析:负极通入碳氢化合物，碳元素在负极区被氧化，生成物是co2还是，o原子由谁来提供？这是首先要考虑的两个问题。由于负极区溶液显碱性，所以生成物为，不会逸出co2。负极区携带o原子的粒子有h2o分子和oh-，若o原子由h2o分子提供，提供o原子后的h2o分子将游离出h+，与oh-结合仍然生成h2o分子，h2o分子并未消耗，消耗的是oh-，所以提供o原子的应是oh-。1个oh-提供1个o原子后游离出1个h+，与另1个oh-结合生成h2o分子，所以可认为2个oh-提供1个o原子后转化为1个h2o分子。碳氢化合物中的h元素在c元素被氧化后以h+的形式游离出来，马上与溶液中的oh-结合为h2o分子。其电极反应式的书写可根据电荷守恒而配平。 负极上通入的al(g)，失电子后变为al3+,al3+被oh-俘获变为al(oh)3或。 正极上o2得电子后变为o2-,o2-被h2o俘获变为oh-。 正极上cl2得电子后变为cl-,cl-进入溶液不与其他粒子反应。 写出电池总反应，可知oh-被消耗，故溶液ph变小。答案：(1)3o2+12e-+6h2o12oh- c2h4+16oh-+10h2o+12e-c2h4+3o2+4oh-=+4h2o 减小(2)5o2+20e-+10h2o20oh- 2c2h2+28oh-+16h2o+20e-2c2h2+5o2+8oh-=+6h2o 减小(3)3cl2+6e-6cl- 2al+6oh-2al(oh)3+6e- (或2al+8oh- +4h2o+6e-) 3cl2+2al+6oh-=2al(oh)3+6cl-(或3cl2+2al+8oh-=6cl-+ +4h2o) 减小11.铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为pb+pbo2+4h+2pbso4+2h2o请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：铅蓄电池示意图(1)放电时：正极的电极反应式是_；电解液中h2so4的浓度将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。(2)在完全放电耗尽pbo2和pb时，若按上图连接，电解一段时间后，则在a电极上生成_、b电极上生成_，此时铅蓄电池的正负极的极性将_。解析:(1)放电时，pbo2极是正极，pb极是负极，由题给总反应方程式，可得正极反应式：pbo2+2e-+4h+pbso4+2h2oh+被消耗、h2so4的浓度将变小。负极发生的反应为pb+pbso4+2e- 96 g 2 mol 48 g 1 mol当外电路中通过1 mol电子时，负极板增重48 g。(2)电解时，总反应按题给充电反应进行。这时，a极上的pbo2和b极上的pb都变成了pbso4。电子流向a极，pb+2so4得电子，pb元素化合价降低，有pb0生成；则b极上有pbo2生成。跟原来相比，pbo2极板变成了pb板，pb板变成了pbo2板，故这时铅蓄电池的正负极正好跟原来相反。答案：(1)pbo2+2e-+4h+=pbso4+2h2o 小 48(2)pb pbo2 跟原来相反拓展探究12.已知可逆反应：+2i-+2h+i2+h2o据此设计出如下图所示的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路)。进行如下操作：向(b)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；若改向(b)烧杯中滴加40%naoh溶液，发现微安表指针向前述相反方向偏转。试回答下列问题：(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转？(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？(3)操作过程中，c1棒发生的反应为_。(4)操作过程中，c2棒发生的反应为_。解析:滴入浓盐酸，溶液中c(h+)增大，题给可逆反应平衡向右移动，i-失去电子变为i2，c1棒上产生电子，并流向c2棒，得电子变为，并释出o2-,o2-与滴入的h+结合为h2o。 滴加40%的