人教版选修4 第4章第2节 化学电源 作业 (2).doc

第四章第二节化学电源过关训练试题（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题(每小题5分，共50分)1对化学电源的叙述正确的是(a)a化学电源比火力发电对化学能的利用率高b化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位c化学电源均是安全、无污染的d化学电源即为充电电池解析：化学电源比火力发电对化学能的利用率高，故a正确；火力发电居于人类社会现阶段总耗电量的首位，故b错误；部分废旧化学电源会引起重金属污染，故c错误；化学电源包括一次电池、充电电池、燃料电池等，故d错误。2据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池。因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2zno2=2zno，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是(b)a锌为正极，空气进入负极反应 b负极反应为zn2e=zn2c正极发生氧化反应 d电解液可能为强酸3nicd可充电电池，可以发生如下反应：cd(oh)22ni(oh)2cd2nio(oh)2h2o，由此可知，该电池的负极材料是(a)acd bnio(oh) ccd(oh)2 dni(oh)2解析：发生原电池反应即放电反应时，一定是较活泼的金属作负极，发生氧化反应。故cd是负极材料。4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。5harbermann等设计出利用desulfovibrio desulfurcan 菌种生成的硫化物作为微生物燃料电池的电解质，电池内部有质子通过，该系统不经任何维护可持续运行5年，该电池的负极反应式为s24h2o8e=so8h。有关该电池的下列说法中正确的是(c)a若有1.12 l氧气参与反应，则一定有0.2 mol电子发生转移b质子由正极移向负极c该电池的总反应式为s22o2=sod正极的电极反应式为2o28e4h2o=8oh解析：未标明1.12 l氧气所处的压强和温度，不能确定氧气的物质的量，a项错误；质子由负极移向正极，b项错误；正极的电极反应式为2o28h8e=4h2o，d项错误。6高铁电池是一新型可充电电池，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：3zn2k2feo48h2o3zn(oh)22fe(oh)34koh下列叙述不正确的是(c)a放电时负极反应为：zn2e2oh=zn(oh)2b放电时正极反应为：feo4h2o3e=fe(oh)35ohc放电时每转移3mol电子，正极有1molk2feo4被氧化d放电时，正极附近溶液的碱性增强解析：本题主要考查电化学知识和氧化还原反应的有关知识，重点考查对原电池的理解及分析能力。由电池反应式看出放电时zn为负极，k2feo4为正极。放电时，每转移3mol电子，正极应有1molk2feo4被还原。放电时正极附近有koh生成。7燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是(c)a上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质b氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用c乙醇燃料电池的电解质常用koh溶液，该电池的负极反应为c2h5oh12e=2co23h2od甲烷碱性燃料电池的正极反应为o22h2o4e=4oh解析：氢气、甲烷、乙醇等在燃料电池中，发生的反应为氧化反应，故作为电池的负极。电解质为强碱koh溶液，因此电极反应中不可能生成二氧化碳，应该生成co，即负极反应为：c2h5oh12e16oh=2co11h2o。故c错误。8流动电池是一种新型电池，其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为cupbo22h2so4=cuso4pbso42h2o。下列说法不正确的是(d)aa为负极，b为正极b该电池工作时，pbo2电极附近溶液的ph增大ca极的电极反应式为cu2e=cu2d调节电解质溶液的方法是补充cuso4解析：a项，根据电池总反应可得铜为负极，pbo2为正极，正确；b项，该电池工作时，pbo2电极上发生的反应为pbo24hso2e=pbso42h2o，消耗了溶液中的h，故溶液的ph增大，正确；c项，铜电极的电极反应为cu2e=cu2，正确；d项，反应生成了cuso4，消耗了h2so4，故应补充h2so4，错误。9一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(c)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：ch3ch2oho2=ch3coohh2od正极上发生的反应为：o24e2h2o=4oh解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，a项错误；酸性溶液中，正极上的电极反应为o24e4h=2h2o，d项错误；结合正极反应，转移0.4 mol电子时，消耗0.1 mol o2，其在标准状况下的体积为2.24 l，b项错误；c项符合题目要求。10近年来aist正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2licu2oh2o=2cu2li2oh，下列说法不正确的是(b)a放电时，li透过固体电解质向cu极移动b放电时，负极的电极反应式为cu2oh2o2e=2cu2ohc通空气时，铜被腐蚀，表面产生cu2od整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：根据放电时的反应判断锂电极是负极，铜电极是正极。在电池内部阳离子移向正极，即li透过固体电解质向cu极移动，故a正确。负极发生失电子的氧化反应，故b错误。据图示和题干信息可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生cu2o，放电时，负极生成铜，整个反应过程中，铜相当于催化剂，故c、d正确。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11（每空3分，共9分）某学校设计了一节实验活动课，让学生从废旧干电池中回收碳棒、锌皮、mno2、nh4cl、zncl2等物质，整个实验过程如下：(1)了解有关干电池的基本构造和工作原理。如图所示为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应式是_，mno2的作用是除去正极上产生的h2，本身生成mn2o3，该反应的化学方程式是_。(2)锌皮和碳棒的回收：用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并刷洗干净，将电池内的黑色粉末移入小烧杯中。(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离。如何从黑色粉末中提取nh4cl和zncl2晶体的混合物？写出简要的实验步骤：_。答案：(1)zn2e=zn2 h22mno2=h2omn2o3(3)将黑色粉末溶于水，然后过滤，对滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、烘干12（除标注外，每空2分，共16分）科学家预言，燃料电池是21世纪获得电子的重要途径。甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答以下问题：(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式：ch3oh_o2_co2_h2o。(2)在硫酸电解液中，ch3oh失去电子，此电池的正极发生的反应是_，负极发生的反应是_。(3)电解液中的h向_极移动，向外电路释放电子的电极是_极。(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先燃料电池的能量转换效率高，其次是_。(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比，其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低，但其主要优点是_。解析：(1)根据得失电子守恒配平反应方程式，注意ch3oh中的h显1价，o显2价。(2)电极反应的书写应注意电解质溶液，本题给出的是酸性溶液。(3)由电极反应可知，h在正极被消耗，在负极生成，所以h向正极移动。答案：（1）2324（3分）（2）o24h4e=2h2och3ohh2o6e=co26h（3分）（3）正负(4)对空气无污染(5)甲醇比h2廉价13（每空2分，共12分）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图所示为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为koh溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题：(1)图中通过负载的电子流动方向为_(填“向左”或“向右”)。(2)写出氢氧燃料电池工作时的电极反应和总反应。正极：_，负极：_，总反应：_。(3)为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在催化剂作用下制取氢气。写出c3h8和h2o反应生成h2和co化学方程式_。(4)若将此燃料电池改为甲烷空气燃料电池，该电池工作时的负极反应为_。解析：h2在负极上被氧化，o2在正极上被还原，电解质溶液为koh溶液，在书写电极反应时不出现h。书写甲烷空气燃料电池的电极反应时，甲烷被o2氧化的产物是co2，在碱溶液中继续反应生成co。答案：（1）向右（2）2h2oo24e=4oh2h24oh4e=4h2o2h2o2=2h2o（3）c3h83h2o3co7h2（4）ch410oh8e=co7h2o14(除标注外，每空2分，共13分)科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下图：请回答下列问题：(1)pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_；pt(b)电极发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。(2)该电池的总反应