高中化学专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化第2课时化学电源课时作业苏教版必修2.doc

专题2第三单元第2课时化学电源课后提升速达标时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1(2017北京市101中学高一期中)下列说法中不正确的是()A将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，a的质量减少，说明a比b活泼B燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池C化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应D镍氢电池和锌锰干电池都是可充电电池2已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O石墨：O2H2O2e=2OH据此判断，锌片是()A负极，并被氧化 B负极，并被还原C正极，并被氧化 D正极，并被还原3汽车的启动电源常用蓄电池。其结构如下图所示，放电时其电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O根据此反应判断，下列叙述中不正确的是()APb是负极BPbO2得电子，被还原C负极反应是PbSO2e=PbSO4D电池放电时，溶液酸性增强4(2017江苏泰州姜堰一中高一期中)燃料电池是一种新型电池。某氢氧燃料电池的基本反应是：X极：O2(g)2H2O(l)4e=4OHY极：2H2(g)4e4OH=4H2O(l)下列判断正确的是()A该电池的电解质溶液为酸性B电池总反应为2H2O2=2H2OCX极是负极，发生氧化反应D电池工作一段时间后溶液pH增大5据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池。锌电池具有容量大、污染少等优点。电池反应为2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、碱性溶液和空气。下列叙述中正确的是(双选)()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2OC正极反应为O24H4e=2H2OD正极反应为O22H2O4e=4OH6如图所示，将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，该装置在工作时，下列叙述中正确的是()A镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2B铝是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成C该装置的内、外电路中，均是电子的定向移动形成D该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理7(2017甘肃嘉峪关一中高一期中)下列有关电池叙述正确的是()A水果电池是高效环保的家用电池B锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄C锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极D锌锰干电池是一种常用的二次电池8我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，下列说法不正确的是()A正极反应式为O22H2O4e=4OHB电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需更换铝板就可以继续使用9微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极总反应为ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag；根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是()A在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C负极失去1 mol电子时，正极生成108 g银DZn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应10(2017江苏张家港高级中学高一期中)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图。下列有关说法错误的是(双选)()Aa极为负极，电极上发生氧化反应B电池总反应可表示为2H2O2=2H2OC外电路中电子由b电极通过导线流向a电极D该装置工作时把电能转化为化学能答案与解析1D将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，a的质量减少，说明金属a较活泼，可以和电解质溶液反应。在原电池中一般是较活泼金属作负极，所以A正确；燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池，B正确；化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应，这个过程中化学能转化为电能，所以C正确；镍氢电池是二次电池，锌锰干电池用完后不能充电，所以D错误。选D。2A3D由放电时的反应可知，Pb是负极，电极反应为Pb2eSO=PbSO4，PbO2是正极，电极反应为：PbO22e4HSO=PbSO42H2O，反应中消耗H2SO4，溶液酸性减弱。4BY电极有氢氧根参与，该电池的电解质溶液为碱性，A错误；根据正负极电极反应式可知电池总反应为2H2O2=2H2O，B正确；X极氧气得到电子，是正极，发生还原反应，C错误；电池工作一段时间后溶剂水增加，溶液pH减小，D错误。答案选B。5BD通过电池反应2ZnO2=2ZnO可知，锌为负极，而空气进入正极反应。负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O，正极反应为O22H2O4e=4OH。6D该原电池中Al作负极，电极反应式为：Al4OH3e=AlO2H2O，A、B两项错；该装置中外电路是电子的定向移动，内电路是离子的定向移动形成，C项错，铝表面的氧化膜能溶解在NaOH溶液中，故不需处理，D项正确。7B水果电池对环境无污染，所以是环保电池，但水果价格较贵，且水果的利用率不高，所以水果电池不是高效的家用电池，故A错误；锌锰干电池负极上金属锌失电子而使金属质量逐渐减小，故B正确；锌锰干电池中锌作负极，碳棒作正极，故C错误；锌锰干电池是一种常用的一次电池，故D错误。故选B。8B根据总反应方程式可知，铝作负极，电极反应式为4Al12e12OH=4Al(OH)3或Al3e3OH=Al(OH)3，氧气在正极上发生反应，电极反应式为2H2OO24e=4OH，故A正确；原电池工作时，电流由正极铂流向负极铝，故B错误；网状的铂可以增大与氧气的接触面积，C正确；Al作负极，工作时失电子而损耗，故应定期更换铝板，D正确。9C在使用过程中，负极消耗OH，pH减小，A项错；电子由负极(Zn)经外电路流向正极(Ag2O)，B项错；负极失去1 mol电子，则正极得到1 mol电子，生成1 mol Ag，质量为108 g，C项正确；Zn是负极发生氧化反应，Ag2O是正极发生还原反应，D项错。10CD根据原电池工作原理，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，因此a极为负极，失去电子，发生氧化反应，故A说法正确；电解质传递H，因此a极电极反应式为H22e=2H，b极电极反应式为O24H4e=2H2O，电池总反应为2H2O2=2H2O，故B说法正确；根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从a极经外电路流向b极，故C说法错误；该装置为燃料电池，是化学能转化成电能的装置，故D说法错误。11.碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)。下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g12(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多二、非选择题(共52分)13(8分)我国首创以铝空气海水电池为电源的新型航海标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。则该电源负极材料可能为_，正极材料可能为_，正、负极的反应分别为_。14(17分)(2017湖南宁远一中高一期中)原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)某兴趣小组为研究电池原理，设计如图A装置。ABa和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是_。a和b用导线连接，Cu极为原电池_(填“正”或“负”)极，该电极反应式是_。无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻_ g。(2)如图B是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的负极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为_。电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。15(11分)镍、镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是氢氧化钾，放电时电极反应式为：Cd2OH2e=Cd(OH)2；2H2O2NiO(OH)2e=2Ni(OH)22OH。请按要求完成下列问题。(1)当电池放电时，该电池的总反应式为_。此时，电池的负极周围溶液的pH会不断_(填“增大”或“减小”)。(2)电池放电时，当有3.6 g水参加反应，电池中所转移的电子数目为_，同时有_g Cd参加反应(Cd：112)。16(16分)下图为氢氧燃料电池的结构图，电解质为氢氧化钾溶液，惰性电极材料由多孔碳制成。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，便可以在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题：(1)指出图中通过负载的电流方向：_(填“向左”或“向右”)。(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应式和总反应的化学方程式。正极： _。负极： _。总反应： _。(3)若需要氢氧燃料电池提供较大的功率，关键是氢燃料的制备。有一种氢氧燃料电池可利用甲醇、天然气等物质为原料，通过多孔铂电极使燃料在高温下离子化。CH4和H2O反应生成H2和CO的化学方程式为_。CO和H2O反应生成H2的化学方程式为_。(4)将氢氧燃料电池应用于航天工业，除了能提供恒定电流之外，其生成物水恰好解决了宇航员在太空的饮水问题。当年美国的“阿波罗”11号宇宙飞船在长达八天的登月旅行中，三位宇航员的生活用水均由燃料电池提供。那么宇航员所饮用的合成水，主要由消化道中的_吸收，排泄水的途径主要有：一是经过_系统以尿液的形式排出；二是经过_系统以气体的形式排出；三是经过_以汗液的形式排出。答案与解析11.C根据锌锰碱性电池总反应方程式知：Zn作负极，MnO2作正极，电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，只有C项不正确。12D原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Si2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。13铝石墨或铂负极：4Al12e=4Al3，正极：3O26H2O12e=12OH解析：原电池反应的实质是氧气将铝氧化，因此铝既是负极反应物，又是负极材料，O2是正极反应物，正极材料是比铝还原性弱的材料，如石墨等。14(1)Zn2H=Zn2H2正2H2e=H26.5(2)aCH410 OH8e=CO7H2O减小解析：(1)a和b不连接时，不能构成原电池，锌与硫酸发生反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式是Zn2H=Zn2H2。a和b用导线连接构成原电池，锌比铜活泼，Cu为正极、锌为负极，正极电极反应式是2H2e=H2，负极反应式为Zn2e=Zn2。根据Zn2e=Zn2，转移了0.2 mol电子，消耗0.1 mol Zn，质量为0.1 mol65 g/mol6.5 g。(2)负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，a极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，故a是负极，负极电极反应为CH410 OH8e=CO7H2O。电池总反应式为CH42O22OH=CO3H2O，电池工作时消耗氢氧根离子，电解质溶液的pH减小。15(1)Cd2H2O2NiO(OH)=Cd(OH)22Ni(OH)2减小(2)0.2NA11.2解析：(1)电池放电时，总反应式应等于两电极反应式之和，由电极反应式知负极需消耗OH，pH会不断减小。(2)由电极反应式知36 g水参加反应时，转移的电子数目为2NA，当有3.6 g水参加反应，电池中所转移