人教版选修4 第4章第1、2节 原电池 化学电源 作业.doc

第1、2节 原电池、化学电源1研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以lioh为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()a放电时金属锂做负极b放电时oh向正极移动c水既是氧化剂又是溶剂d总反应为2li2h2o=2liohh2解析：原电池中活泼金属做负极，锂比铁活泼，故锂做负极，a正确；原电池中，放电时阴离子向负极移动，b错误；金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，水在电池中还是溶剂，c正确；锂水电池中，金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，总反应为2li2h2o=2liohh2，故d正确。答案：b2. 纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，图中这种碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池说法不合理的是()azn为负极，发生氧化反应b电池工作时，电子由mno2流向znc正极反应：mno2eh2o=mnoohohd电池总反应：zn2mno22h2o=zn(oh)22mnooh解析：锌为负极，失电子发生氧化反应，a正确；电池工作时，电子由zn(负极)流向mno2(正极)，b错误；正极上mno2得到电子，发生的反应为mno2eh2o=mnoohoh，c正确；电池总反应：zn2mno22h2o=zn(oh)22mnooh，d正确。答案：b3用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述正确的是()甲乙丙实验装置现象a不断溶解c的质量增加a上有气泡产生a.装置甲中的b金属是原电池的负极b装置乙中的c金属是原电池的阴极c装置丙中的d金属是原电池的正极d四种金属的活动性顺序：dabc解析：甲中a不断溶解说明a是负极，活动性：ab，a错误；原电池用正极或负极命名电极，b错误，由乙中现象知活动性：bc；丙中d是负极，活动性：da，c错误；综上可知d正确。答案：d4下列示意图中能构成原电池的是()解析：cu、c与稀硫酸都不反应，a装置不能构成原电池；al与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，b装置能构成原电池；c装置中的“导线”不是盐桥，不能构成原电池；d装置中缺少盐桥。答案：b5某原电池总反应为cu2fe3=cu22fe2，下列能实现该反应的原电池是()abcd电极材料cu、zncu、cfe、zncu、ag电解液fecl3fe(no3)2cuso4fe2(so4)3解析：由题意知，cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于cu，其中b、d项符合该条件；由fe3得电子生成fe2知，电解质溶液中必须含有fe3，同时符合上述两条件的只有d项。答案：d6. 如图是用化学电源使led灯发光的装置。下列说法错误的是()a铜片表面有气泡生成b装置中存在“化学能电能光能”的转换c如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动d如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变解析：铜锌原电池中，cu做正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以cu上有气泡生成，故a正确；原电池中化学能转化为电能，led灯发光时，电能转化为光能，故b正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故c错误；金属性cu比zn、fe弱，cu做正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由cu流向负极，故d正确。答案：c7铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()a正极反应为zn2e=zn2b电池反应为zncu2=zn2cuc在外电路中，电子从cu极流向zn极d盐桥中的k移向znso4溶液答案：b8.如图所示，杠杆ab两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓cuso4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验中不考虑两球的浮力变化)()a杠杆为导体或绝缘体时，均为a端高b端低b杠杆为导体或绝缘体时，均为a端低b端高c当杠杆为导体时，a端低b端高；杠杆为绝缘体时，a端高b端低d当杠杆为导体时，a端高b端低；杠杆为绝缘体时，a端低b端高解析：杠杆为导体时，向水槽中滴入浓cuso4溶液，构成原电池，fe为负极，发生反应：fe2e=fe2，cu为正极，发生反应：cu22e=cu，则a端低b端高；杠杆为绝缘体时，发生fe与硫酸铜溶液的反应，在fe的表面附着cu，铁球质量变大，则a端高b端低，c项正确。答案：c9某种甲烷燃料电池采用铂做电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其基本结构如图，电池总反应为ch42o2=co22h2o。下列有关说法正确的是()a电子由a极流出经过负载流向b极b电解质溶液中h移向a极c每转移1 mol e，消耗1.6 g ch4db极上的电极反应式为o22h2o4e=4oh解析：a项，由电池总反应可知，通甲烷的一极为燃料电池的负极，通空气的一极为燃料电池的正极，则a为负极，b为正极，在原电池中电子从负极移向正极，即由a极流向b极，正确。b项，在原电池中，阳离子从负极移向正极，所以电解质中的氢离子移向b极，错误。c项，由燃料电池的总反应方程式可知，甲烷中c元素从4价变为4价，化合价变化8，则1 mol甲烷参加反应转移的电子的物质的量为8 mol，所以转移1 mol电子，消耗0.125 mol的甲烷，质量为2 g，错误。d项，由装置图可知，该燃料电池的电解质为硫酸，所以正极的电极反应式为o24e4h=2h2o，错误。答案：a10中美专家研制出可在一分钟内完成充电的超常性能铝离子电池，该电池以金属铝和石墨为电极，用alcl、al2cl和有机阳离子组成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是()a放电时，电子由石墨电极经用电器流向铝电极b充电时，铝电极上发生氧化反应c充电时，alcl向铝电极方向移动d放电时，负极的电极反应为al3e7alcl=4al2cl解析：al3eal2cl，利用alcl平衡电荷，得电极反应式为al3e7alcl=4al2cl，铝做负极，石墨做正极，电子由负极流向正极，a项错误、d项正确；b项，充电时，铝为阴极，发生还原反应，错误；c项，放电时，alcl向铝电极移动，则充电时向石墨电极移动，错误。答案：d11(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填字母，下同)。ac(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h0b2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h0cnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h0若以koh溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为_。(2)某同学用铜片、银片、cu(no3)2溶液、agno3溶液、导线和盐桥(装有琼脂kno3的u形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是_。(填字母序号)a实验过程中，左侧烧杯中no浓度不变b实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作c若开始时用u形铜代替盐桥，装置中无电流产生d若开始时用u形铜代替盐桥，u形铜的质量不变解析：(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现h，故正极的电极反应为o24e2h2o=4oh。(2)该原电池的工作原理是cu2ag=2agcu2，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的no向负极移动，因此左侧烧杯中no的浓度将增大，a错误。当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b错误。若开始时用u形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：4oh4e=2h2oo2，阴极：cu22e=cu，负极：cu2e=cu2，正极：age=ag，由此可知c错误、d正确。答案：(1)bo22h2o4e=4oh(2)d12某校化学研究性学习小组欲设计实验验证fe、cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用fe、cu做电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_。负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证fe、cu活动性的简单实验方案：_(与方案、不能雷同)，用离子方程式表示其反应原理：_。解析：方案：铁与酸反应产生气泡，fe2h=fe2h2，而铜与酸不反应。方案：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。实验现象是铁溶解，而铜极上有无色气泡产生。在负极：fe失去电子变为fe2，fe2e=fe2；在正极，溶液中的h获得电子变为h2,2h2e=h2。方案：设计简单实验时注意原理与方案及方案的原理不同，且现象明显，操作简单。将铁片置于cuso4溶液，若铁片表面覆盖一层铜，说明fe比cu活动性强，离子方程式为fecu2=fe2cu。(合理即可)答案：方案：fe2h=fe2h2方案：装置如图所示2h2e=h2fe2e=fe2方案：将铁片置于cuso4溶液，若铁片表面覆盖一层铜，说明fe比cu活动性强fecu2=fe2cu13. 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)氢氧燃料电池的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)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)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。因此，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_。已知li