2019-2020学年高中化学 第四章 电化学基础 第2节 化学电源限时规范训练 新人教版选修4

1 第第 2 2 节节 化学电源化学电源 一 单项选择题 1 对化学电源的叙述正确的是 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 化学电源即为可充电电池 答案 a 解析 化学电源比火力发电对化学能的利用率高 a 正确 火力发电居于人类社会 现阶段总耗电量的首位而不是化学电源 故 b 错误 化学电源也存在重金属等环境污染 不全是安全 无污染的 故 c 错误 化学电源也有一次性电池 故 d 错误 2 随着人们生活质量的不断提高 废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程 其首要原因是 a 利用电池外壳的金属材料 b 防止电池中汞 镉和铅等重金属离子对土壤和水资源的污染 c 不使电池中渗泄的电解质腐蚀其他物品 d 回收其中的石墨电极 答案 b 解析 电池中含有的重金属能够严重污染土壤及水资源 3 下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是 a 锌锰碱性电池 b 硅太阳能电池 c 氢燃料电池 d 铅蓄电池 答案 b 4 2019 年广西桂林阶段 镍镉 ni cd 可充电电池在现代生活中有广泛应用 已知 某镍镉电池的电解质溶液为 koh 溶液 其充放电按下式进行 cd 2niooh 2h2ocd oh 2 2ni oh 2 有关该电池的说法正确的是 放电 充电 a 充电过程中镉元素被氧化 b 充电时阳极反应 ni oh 2 e oh niooh h2o c 放电时负极附近溶液的碱性不变 d 放电时电解质溶液中的 oh 向正极移动 答案 b 2 解析 充电过程是电解池 镉元素化合价降低 被还原 故 a 错误 充电时阳极反 应是 ni oh 2 oh e niooh h2o 故 b 正确 放电时负极上发生氧化反应 cd 2e 2oh cd oh 2 电极附近溶液的碱性减弱 故 c 错误 放电时 电解质溶液中 oh 向负极移动 故 d 错误 5 如图所示 将镁条和铜片隔一定距离插入一个半熟的橘子中 用导线将二者与蜂鸣 器连接 即构成一个水果原电池 可以听到蜂鸣器发出音乐声 则下列有关说法不正确的 是 a 该原电池的负极反应为 mg 2e mg2 b 电流方向 mg 蜂鸣器 cu c 电路上流过 1 mol 电子时 在铜电极上产生的气体 标准状况 为 11 2 l d 若将蜂鸣器换成电源 正极向着铜一侧 则阳极反应为 cu 2e cu2 答案 b 解析 在该装置中 mg 作负极 电子流向为 mg 蜂鸣器 cu 电流方向与电子流向 相反 6 如下图是一种航天能量储存系统示意图 下列说法正确的是 a 二氧化硅是太阳能电池的光电转换材料 b 装置 x 能实现燃料电池的氢气和氧气再生 c 装置 y 中负极的电极反应式为 o2 2h2o 4e 4oh d 装置 x y 形成的子系统能实现物质的零排放 并能实现化学能与电能间的完全转 化 答案 b 解析 a 项光电转换的材料是硅 晶体硅 利用硅的半导体特性 实现光电转换 错误 b 项相当于用光能电解水 产生 h2和 o2 实现燃料 h2 和氧化剂 o2 的再生 正确 c 项装置 y 为氢氧燃料电池 负极电极反应为 h2 2e 2oh 2h2o 错误 d 项在反应 过程中 有能量的损耗和热效应的产生 不可能实现化学能和电能的完全转化 错误 7 高铁电池是新型可充电电池 与普通高能电池相比 该电池放电时能长时间保持稳 3 定的电压 高铁电池放电的化学方程式为 3zn 2k2feo4 8h2o 3zn oh 2 2fe oh 3 4koh 下列叙述中错误的是 a 该反应实现了化学能向电能的转化 b 放电过程中锌元素的化合价降低 c 高铁电池能减少汞等重金属污染 d 放电过程中溶液的 ph 逐渐升高 答案 b 解析 a 高铁电池放电时是化学能转化为电能的装置 正确 b 放电时 zn 被氧化 化合价升高 错误 c 高铁电池不含汞等重金属 可减少污染 正确 d 放电时 生成 koh 溶液 ph 升高 正确 8 两电极用导线连接插入电解质溶液中 不考虑溶液中溶解的氧气的影响 你认为用 下列材料不能构成原电池的是 选项 abcd 电极材料 znfecual 电极材料 cuznagsn 电解质 溶液 cucl2 溶液 h2so4 溶液 cuso4 溶液 naoh 溶液 答案 c 解析 题中提供的电极和电解质溶液及导线连接除 c 项外都符合原电池的形成条件 c 项不存在自发进行的氧化还原反应 9 2018 年河北定州中学期末 肼 n2h4 暴露在空气中容易爆炸 但利用其作燃料电池 是一种理想的电池 具有容量大 能量转化效率高 产物无污染等特点 其工作原理如下 图所示 下列叙述正确的是 a 负极反应为 4oh n2h4 4e n2 4h2o b 当消耗 1 mol o2时 有 2 mol na 由甲槽向乙槽迁移 c 电池工作时 正极附近的 ph 降低 d 若去掉离子交换膜电池也能正常工作 答案 a 10 一种光化学电池的结构如图 当光照在表面涂有氯化银的银片上时 agcl s ag s cl agcl cl agcl 表示生成的氯原子吸附在氯化银表面 接着 光 4 cl agcl e cl aq 若将光源移除 电池会立即回复至初始状态 下列说法正确 的是 a 光照时 电流由 y 流向 x b 光照时 pt 电极发生的反应为 2cl 2e cl2 c 光照时 cl 向 ag 电极移动 d 光照时 电池总反应为 agcl s cu aq ag s cu2 aq 光 cl aq 答案 d 解析 a 项 光照时 氯化银在 x 得到电子 所以 x 是正极 y 是负极 因此电流由 x 流向 y 错误 b 项 光照时 pt 电极发生的反应为 cu e cu2 错误 c 项 光 照时 cl 向 pt 电极移动 错误 d 项 光照时 电池总反应为 agcl s cu aq ag s cu2 aq cl aq 正确 光 二 非选择题 11 人们应用原电池原理制作了多种电池 以满足不同的需要 以下每小题中的电池 广泛使用于日常生活 生产和科学技术等方面 请根据题中提供的信息 填写空格 1 蓄电池在放电时起原电池作用 在充电时起电解池的作用 铅蓄电池在放电时发生 的电池反应式为 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 负极反应式为 正极反应式为 2 铁 铜 铝是生活中使用广泛的金属 fecl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板 其反 应过程的离子方程式为 若将此反应设计成原电池 则负极所用电极 材料为 正极反应式为 3 将铝片和铜片用导线相连 一组插入浓硝酸中 一组插入烧碱溶液中 分别形成了 原电池 在这两个原电池中 负极分别为 a 铝片 铜片 b 铜片 铝片 c 铝片 铝片 d 铜片 铜片 写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式 5 4 燃料电池是一种高效 环境友好的供电装置 如图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 该极的电极反应式是 电池工作一段时间后电解质溶液的 ph 填 增大 减小 或 不变 答案 1 pb so 2e pbso4 pbo2 so 4h 2e pbso4 2h2o 2 42 4 2 2fe3 cu 2fe2 cu2 cu 2fe3 2e 2fe2 3 b al 4oh 3e alo 2h2o 2 4 a ch4 10oh 8e co 7h2o 减小 2 3 解析 1 铅蓄电池的电池总反应式为 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 依据反 应的总电池反应 反应中 pb 元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应 其电极反应为 pb so 2e pbso4 pbo2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成 2 4 硫酸铅 电极反应为 pbo2 2e 4h so pbso4 2h2o 2 fe3 有强氧化性 能 2 4 把金属铜氧化成铜离子 自身被还原成 fe2 反应方程式为 2fe3 cu 2fe2 cu2 设计成原电池时 cu 在负极上发生氧化反应 正极上三价铁离子得电子发生还原反应 其 正极上的电极反应式为 2fe3 2e 2fe2 3 将铝片和铜片用导线相连 一组插入浓 硝酸中 铝钝化 所以 cu 失电子作负极 一组插入烧碱溶液中 cu 与氢氧化钠不反应 al 失电子作负极 碱性条件下 al 失电子生成偏铝酸根离子 其电极反应为 al 4oh 3e alo 2h2o 4 碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极 a 为原电池的 2 负极 该极上是燃料发生失电子的氧化反应 即 ch4 10oh 8e co 7h2o 在 2 3 碱性溶液中 甲烷燃料电池的总反应式为 ch4 2o2 2oh co 3h2o 电池工作一段 2 3 时间后 由于氢氧根离子被消耗 所以电解质溶液的 ph 会减小 12 化学电池在通讯 交通及日常生活中有着广泛的应用 1 目前常用的镍 ni 镉 cd 电池 其电池总反应可表示为 cd 2nio oh 2h2o 2ni oh 2 cd oh 2 已知 ni oh 2和 cd oh 2均难溶于水但能溶于酸 以下说法正 放电 充电 确的是 填字母 以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能 a b 6 c d 2 废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物 有资料表明一节废镍镉电池可以使一平 方米面积的耕地失去使用价值 在酸性土壤中这种污染尤为严重 这是因为 3 甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一 这种燃料电池由甲醇 空气 氧 气 koh 电解质溶液 构成 电池的总反应式为 2ch3oh 3o2 4oh 2co 6h2o 则 2 3 下列说法正确的是 填字母 a 电池放电时通入空气的电极为负极 b 电池放电时负极的电极反应式为 ch3oh 6e h2o co2 6h c 由于 co水解显碱性 电池放电时 电解质溶液的 ph 逐渐增大 2 3 d 电池放电时每消耗 1 mol ch3oh 转移 6 mol 电子 答案 1 b 2 ni oh 2和 cd oh 2能溶于酸性溶液 3 d 解析 内容涉及的知识面较广 有生物的 有环境保护的等 根据题给信息及电池 的特点 可以判断 反应不是可逆反应 及 放电时是化学能转变为电能 是正确的 13 全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池 目前钒电池技术已经趋近 成熟 下图是钒电池基本工作原理示意图 请回答下列问题 1 硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用 在传统的铜锌原电池中 硫酸是 实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸 硫酸的作用是 2 钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子 v2 v3 vo2 vo 为正极和负极电极反应的活性物质 电池总反应为 vo2 蓝色 v3 绿色 h2o 2 v2 紫色 vo 黄色 2h 放电时的正极反应式为 充电 放电 2 放电过程中 电解液的 ph 填 升高 降低 或 不变 3 充电时 阳极附近的实验现象为 7 4 能够通过钒电池基本工作原理示意图中 隔膜