人教版选修4 第4章第12节 原电池 化学电源 作业.doc

原电池 化学电源 质量检测试题（满分：100分 时间：50分钟）一、单项选择题（每题6分，共48分）1下列叙述不正确的是(b)a锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率b镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀c钢铁表面常易被锈蚀生成fe2o3nh2od钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同的是负极反应解析：a中锌与cuso4发生置换反应后，铜附着在锌的表面上，浸泡在稀硫酸中形成铜锌原电池，负极锌被氧化而加速反应，故a正确；b中镀锌铁构成原电池时锌为负极，铁为正极，铁被保护；镀锡铁构成原电池时铁作负极，锡作正极，铁失电子加速了铁的腐蚀，故b不正确；c中钢铁的锈蚀主要是吸氧腐蚀，其电极反应式为负极(fe)：2fe4e=2fe2；正极(c)：2h2oo24e=4oh，形成fe(oh)2。在空气中4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，久置后2fe(oh)3=fe2o3nh2o(3n)h2o，所以铁锈的成分是fe2o3nh2o，故c也正确；d中钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，负极反应相同，都是fe2e=fe2，但正极反应不同，分别析出氢气和吸收氧气，d也正确。2下列叙述正确的是(b)a反应alcl34naoh=naalo23nacl2h2o，可以设计成原电池bzn和稀硫酸反应时，加入少量cuso4溶液能加快产生h2的速率c把fe片和cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到cu片上产生大量气泡，说明cu与h2so4能发生反应而fe被钝化dzncu原电池工作过程中，溶液中h向负极作定向移动解析：选项a属于非氧化还原反应，不能用于设计原电池，a错；选项b中锌与置换出来的铜在电解质溶液中构成原电池，加快产生h2的速率，b对；选项c中cu与稀h2so4不反应，fe在稀h2so4中不发生钝化，fe片和cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，fe为负极，发生的电极反应为fe2e=fe2；cu为正极，电极反应为2h2e=h2，cu片上产生气泡，c错；选项d中h应向原电池的正极作定向移动，d错。3某固体酸燃料电池以cahso4固体为电解质传递h，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2h2o2=2h2o，下列有关说法正确的是(d)a电子通过外电路从b极流向a极bb极上的电极反应式为：o22h2o4e=4ohc每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 l的h2dh由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入h2的一极即a极是负极，充入o2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即h移向正极，正极即b极的电极反应式应为：o24h4e=2h2o，故a项、b项错误，d项正确。c项没有指明标准状况，故c项错误。4实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取cl2(提示：2nacl2h2o2naohh2cl2)，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：pbso2e=pbso4正极：pbo24hso2e=pbso42h2o今若制得0.050 mol h2，这时电池内消耗的h2so4的物质的量至少是(c)a0.025 mol b0.050 molc0.10 mol d0.20 mol解析：欲求h2so4的量，需找出铅蓄电池的总反应式，将电极反应式合并得pbpbo22h2so4=2pbso42h2o，而制取cl2时，每生成1 mol h2，电子转移2 mol，现需电子0.050 mol20.10 mol，由铅蓄电池总反应可知每转移0.10 mol电子，将消耗h2so4 0.10 mol。5某原电池的总反应的离子方程式是fe2ag=fe22ag，该原电池的组成正确的是(c)abcd正极feptagag负极agcufefe电解质溶液agno3h2so4agno3fecl2解析：对该反应进行分析知负极为fe，则正极的活泼性比fe差，溶液中阳离子为ag，对照各选项只有选项c符合。6下列说法中，正确的是(a)镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀钢铁表面常易锈蚀生成fe2o3nh2o锌和铁构成原电池时，铁作负极铅蓄电池中铅作负极，pbo2作正极，两极浸到稀h2so4中a bc d解析：镀层破损后，白铁形成原电池，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀，说法错误。钢铁无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都是失电子生成fe2，吸氧腐蚀更普遍，o2得电子生成oh，与fe2结合生成fe(oh)2，fe(oh)2在空气中很易被氧化成fe(oh)3，fe(oh)3脱去一部分水生成fe2o3nh2o，它是铁锈的主要成分，说法正确。锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极，说法不正确。根据铅蓄电池的构成，可知说法正确，故选a。7.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水liclkcl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为pbso42liclca=cacl2li2so4pb。下列有关说法正确的是(d)a正极反应：ca2cl2e=cacl2b放电过程中，li向负极移动c每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g pbd常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：正极上发生还原反应，a项错误；放电过程中li向正极移动，b项错误；由电池总反应可知，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol pb，质量为10.35 g，c项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转，d项正确。8有一种新型的锂电池，其制作是利用了金属锂和石墨作电极，其电解质溶液是四氯合铝酸锂(lialcl4)溶解在二氯亚硫酰(其化学式是socl2)中形成的，原电池的电极总反应式是：8li3socl2=6liclli2so32s，下列关于这种新型电池的说法中错误的是(a)a电池工作过程中，socl2被还原为li2so3b锂作为电池的负极，石墨作电池的正极c该电池内环境应该是无水环境，否则影响电池的寿命d电池工作时，锂提供的电子的物质的量与析出硫的物质的量之比是41解析：a中socl2变为li2so3化合价不变，没有被还原，a错误；锂较石墨活泼，应作为电池的负极，b正确；锂为活泼金属，电池中不应有水，c正确；根据电子得失，d正确。二、非选择题（本题包括4小题，共52分）9(每空2分，共12分)a、b、c三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)a中反应的离子方程式是_。(2)b中sn极的电极反应式为_，sn极附近溶液的ph_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)c中被腐蚀的金属是_，总反应的离子方程式是_，比较a、b、c中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_。解析：铁在不同的情况下腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。答案：(1)fe2h=fe2h2(2)h2e=h2增大(3)znzn2h=zn2h2bac10.(除标注外，每空2分，共14分)利用lioh和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。lioh可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。（1）利用如图装置电解制备lioh，两电极区电解液分别为lioh和licl溶液。b极区电解液为_溶液（填化学式），阳极电极反应式为_ ，电解过程中li+向_电极迁移（填“a”或“b”）。（2）利用钴渣含co(oh)3、fe(oh)3等制备钴氧化物的工艺流程如下：co(oh)3溶解还原反应的离子方程式为_，铁渣中铁元素的化合价为_，在空气中煅烧coc2o4生成钴氧化物和co2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，co2的体积为1.344l（标准状况），则钴氧化物的化学式为_。答案（1）lioh 2cl2e=cl2 b（2）2co(oh)3+4h+so32=2co2+so42+5h2o（3分） +3 co3o4（3分）11. （每空2分，共12分）据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用一个月才充电一次。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成co。(1)该电池反应的离子方程式为_。(2)甲醇在_极发生反应(填“正”或“负”)，电池中放电过程中溶液ph将_(填“下降”、“上升”或“不变”)；若有16克甲醇蒸气被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液，假设能量利用率为80%，则将产生标准状况下氧气_l。(3)最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了y2o3的zro2固体，它在高温下能传导o2离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式为_。(4)放电时固体电解质里的o2离子的移动方向是向_极移动(填“正”或“负”)。解析：(1)该电池的总反应式可由下列二式合并得到：2ch3oh3o22co24h2o，co22oh=coh2o。(2)燃料电池中可燃物被氧化作负极，根据得失电子守恒建立关系式：2ch3oh 3o264 g 67.2 l16 g80%x解得x13.44 l答案：(1)2ch3oh3o24oh2co6h2o (2)负下降 13.44 l(3)o24e=2o2(4)负12（14分）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，颜色退去，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，反应的离子方程式为_。解析：(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28 gmol1x，正极增重32 gmol1x，28x32x12，x0.2 mol。(2)nh4cl水解溶液显酸性，正极上h得电子，负极上fe失电子生成fe2。cl2将fe2氧化为 fe3，cl2过量时，发生的反应为：2fe33cl28h2o=2feo6cl16h。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，