人教版选修4 第四章第二节化学电源第2课时 作业.doc

课后训练1氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，已用于宇宙飞船及潜艇中，其电极反应为：负极：2h24oh4e=4h2o正极：o22h2o4e=4oh所产生的水还可作为饮用水，今欲得常温下1 l水，则电池内电子转移的物质的量约为()a8.9103 mol b4.5102 molc1.1102 mol d5.610 mol2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h。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 bc d3美国加州miramar海军航空站安装了一台250 kw的mcfc型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为h2，电解质为熔融的k2co3。该电池的总反应为：2h2o2=2h2o，负极反应为：h2co2e=h2oco2。则下列推断中正确的是()a正极反应：4oh4e=2h2oo2b当电池生成1 mol h2o时，转移4 mol电子c放电时co向负极移动d放电时co向正极移动4有四种燃料电池：a固体氧化物燃料电池b碱性氢氧化物燃料电池c质子交换膜燃料电池d熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是()5固体氧化物燃料电池是由美国西屋(westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(o2)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()a有o2放电的a极为电池的负极b有h2放电的b极为电池的正极ca极对应的电极反应为o22h2o4e=4ohd该电池的总反应方程式为2h2o22h2o6一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：ch3ch2oh4eh2o=ch3cooh4h。下列有关说法正确的是()a检测时，电解质溶液中的h向负极移动b若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 l氧气c电池反应的化学方程式为：ch3ch2oho2ch3coohh2od正极上发生的反应为：o24e2h2o=4oh7以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()a该电池能够在高温下工作b电池的负极反应为：c6h12o66h2o24e=6co224hc放电过程中，h从正极区向负极区迁移d在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下co2气体l8据报道，摩托罗拉公司研制了一种有甲醇和氧气，以及强碱作电解质的手机电池，电量可达到镍氢电池的10倍，有关此电池的叙述错误的是()a溶液中的阳离子移向正极b负极反应式：ch3oh8oh6e=co6h2oc电池在使用过程中，电解质溶液的c(oh)不变d当外电路通过6 mol电子时，理论上消耗1.5 mol o29一种新型燃料电池，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。下列对该燃料电池的说法中正确的是()a在熔融电解质中o2由负极移向正极b电池的总反应是2c4h1013o2=8co210h2oc通入空气的一极是正极，电极反应为：o24e2h2o=4ohd通入丁烷的一极是正极，电极反应为：c4h1026e13o2=4co25h2o10(1)据报道，科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型电池，可供手机连续使用一个月。据此请回答以下问题：甲醇是_极，电极反应是_。电池反应的离子方程式是_。(2)一般说来，根据一个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如，某种燃料电池的总反应是ch42o22oh=co3h2o。在此燃料电池中，通ch4极是_极，通o2极是_极，每消耗1 mol ch4，转移电子_mol，此电池的电解质溶液为_，负极发生的电极反应是_，正极发生的电极反应是_。11可以将氧化还原反应2h2o2=2h2o设计成原电池。(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通的气体应是_，正极通的气体就是_，电极反应为：正极_，负极_。(2)如果把koh改为稀硫酸作电解质，则电极反应为：正极：_，负极：_。(3)(1)和(2)的电解质溶液不同，反应进行后，其溶液的ph各有何变化？_。(4)如把h2改为甲烷，koh溶液作电解质溶液，则电极反应为：正极：_，负极：_。参考答案1.答案：c解析：正负极反应合并得：2h2o2=2h2o，若转移4 mol电子，则生成2 mol h2o，欲生成1 l水即mol，转移电子为2 mol1.1102 mol。2.答案：c解析：燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故错。因为导电离子是h，且向正极移动，所以正极反应为o24h4e=2h2o，电子由负极通过外电路流向正极。3.答案：c解析：总反应减去负极反应求得正极反应为：o24e2co2=2co，故a项错误；由总反应知每生成1 mol水，转移2 mol电子，故b项错误；放电时，co向负极移动，c项正确；d项错误。4.答案：c解析：a项，正极反应生成o2；b项，正极反应生成oh；c项，正极反应生成h2o；d项，正极反应生成co。5.答案：d解析：固体介质允许o2通过，说明为非水体系，因此a极反应不正确，这种表达是水溶液中进行的反应，a极反应应该是：o22e=o2，b极反应：h22e=2h，总反应方程式是h2o2h2o。6.答案：c解析：结合题意，该电池总反应即是乙醇的氧化反应，不消耗h，故负极产生的h应向正极移动，a项错误；酸性溶液中，正极电极反应为o24e4h=2h2o，d项错误；转移0.4 mol电子时，消耗o2 0.1 mol，即标准状况下为2.24 l，b项错误；正极反应与负极反应相加可得电池反应为ch3ch2oho2=ch3coohh2o，c正确。7.答案：b解析：微生物主要成分是蛋白质，高温条件下蛋白质失去活性，a不正确。通入燃料c6h12o6的极为负极，负极反应为：c6h12o66h2o24e=6co224h(能放出co2应该是酸性，所以右边写h。不能在左边加oh、右边写h2o)，b项正确。正极反应为：6o224h24e=12h2o，从两极反应可知：负极生成h，正极消耗h，即通过质子交换膜从负极到正极传导h，选项c不正确。从总反应c6h12o66o2=6co26h2o可知，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下co2气体22.4 l，d项错。8.答案：c解析：a项，溶液中的阳离子移向发生还原反应的一极即正极；b项，负极ch3oh发生氧化反应；c项，电池在使用过程中，电解质溶液的c(oh)减少；d项，1 mol o2消耗可转移4 mol电子，外电路通过6 mol e时，消耗1.5 mol o2。9.答案：b解析：本题以丁烷燃料电池为载体，综合考查了原电池原理涉及的有关“电子流向、电极反应、电池总反应”等内容，因正极上富集电子，根据电性关系，o2不可能移向正极，a错。由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反应为2c4h1013o2=8co210h2o，b正确。在熔融状态下允许o2在其间通过，故其正极反应式为o24e=2o2，c不正确。通入丁烷的一极应为负极，d错。10.答案：(1)负ch3oh6e8oh=co6h2o2ch3oh3o24oh=2co6h2o(2)负正8碱性介质如koh溶液ch48e10oh=co7h2o2o24h2o8e=8oh11.答案：(1)h2o2o22h2o4e=4ohh22oh2e=2h2o(2)o24h4e=2h2o2h24e=4h(3)前者变小，后者变大(4)2o24h2o8e=8ohch410oh8e=co7h2o解析：(1)根据电池反应可知在反应中h2被氧化，o2被还原。h2应该在负极上反应，o2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液不可能有h参加或生成，故负极的电极反应为2h24oh4e=4h2o，正极的电极反应为o22h2o4e=4oh。(2)若将电解质溶液换为酸性溶液，此时应考虑不可能有oh参加或生成，故负极的电极反应为2h24e=4h，正极的电极反应为