高中化学 第四章 电化学基础 第二节 化学电源课堂达标练 新人教版选修4.DOC

化学电源 基础中档稍难常见的化学电源1、24、6、9电极方程式的书写35、8、10综合提升117、121.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为了利用电池外壳的金属材料B防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D回收其中的石墨电极答案B解析废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。2可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案A解析B项，以NaOH为电解液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成AlO；C项，电解液的pH应减小；D项，电子通过外电路从负极流向正极。3燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是()A负极反应式为CH410OH8e=CO7H2OB正极反应式为2O24H2O8e=8OHC随着不断放电，电解质溶液碱性不变D甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大答案C解析A、B两项是正确的；综合A、B两项知C项不正确；根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，D项正确。42015武昌区模拟硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时发生反应4VB211O24B2O32V2O5。下列说法正确的是()A电极a为电池负极B图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C电子由VB2极经KOH溶液流向电极aDVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O答案D解析根据原电池反应和氧化还原反应原理知，电极a为正极，A错误；题图中选择性透过膜只能让阴离子选择性透过，B错误；电子由VB2极经负载流向电极a，C错误；根据总反应和电子转移情况可知D正确。52016武汉调研新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，该电池总反应方程式：NaBH44H2O2=NaBO26H2O，有关的说法不正确的是()A电极b为正极B放电过程中，Na从正极区向负极区迁移C电池负极的电极反应为BH8OH8e=BO6H2OD在电池反应中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为12NA答案B解析A项，电极b上H2O2得电子转化为OH，故电极b为正极；B项，放电过程中阳离子从负极移向正极；C项，负极上BH失电子转化为BO；D项，根据H2O22e2OH可知，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，转移的电子数为12NA。62015东北三省联考肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质为20%30%的KOH溶液，电池总反应为N2H4O2=N22H2O。下列关于该电池工作时说法中正确的是()A溶液的pH保持不变B溶液中的阴离子向正极移动C正极的电极反应式：O24H4e=2H2OD负极的电极反应式：N2H44OH4e=4H2ON2答案D解析A项，由总反应知生成了H2O，所以溶液体积变大，碱性减弱，pH变小，错误；B项，原电池溶液中阴离子移向负极，错误；C项，因电解质溶液呈碱性，所以正极电极反应式：O24e2H2O=4OH，错误。72015金华一中期中被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。纸内的离子“流过”水与氯化锌组成的电解液。电池总反应为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列说法正确的是()A该电池的正极为锌B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023D电池正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH答案D解析由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B项错误；电子只能经外电路流动，电解液内电流的形成是阴、阳离子的定向移动，C项错误；电池负极反应式为Zn2OH2e=ZnOH2O，用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH。8. 2016包头测试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Cl(AgCl)eCl(aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法正确的是()A光照时，电流由Y流向XB光照时，Pt电极发生的反应为2Cl2e=Cl2C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)Cl(aq)答案D解析A项，由题意知光照时AgCl转化为Ag，所以Ag电极作为原电池的正极，Pt电极是负极，电流由正极X流向负极Y，错误；B项，氯原子吸附在氯化银的表面，没有Cl2生成，Pt电极反应式：Cue=Cu2，错误；C项，原电池中，一般阴离子(Cl)流向负极(Pt)，错误。9飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。通入的气体由空隙中逸出，并在电极表面放电，总反应式为2H2O2=2H2O。(1)以KOH溶液为电解质构成燃料电池，则负极通入_，电极反应式为_，正极通入_，电极反应式为_。(2)如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式负极为_，正极为_。(3)如把KOH溶液改为熔融氧化物(ZrO2和Y2O3)作电解质，则电极反应式负极为_，正极为_。答案(1)H22H24OH4e=4H2OO2O22H2O4e=4OH(2)2H24e=4HO24H4e=2H2O(3)2H24e2O2=2H2OO24e=2O2解析根据原电池的反应原理，氢氧燃料电池总反应式为2H2O2=2H2O，因原电池负极被氧化，正极被还原，即H2被氧化，通入H2的电极为负极；O2被还原，即通入O2的电极为正极。10请仔细观察下列四种装置的构造示意图，完成下列问题。图1锌锰电池图2碱性锌锰电池图3铅硫酸蓄电池图4锌银纽扣电池(1)碱性锌锰电池的总反应式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2，则负极的电极反应式：_。(2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好，放电电流大。试从影响反应速率的因素分析其原因是_。(3)铅硫酸蓄电池放电过程中，H2SO4浓度_(填“变大”“变小”或“不变”)，充电时阴极的电极反应式为_。(4)锌银纽扣电池在工作过程中_(填物质名称)被还原。答案(1)Zn2OH2e=Zn(OH)2(2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大(合理答案均可)(3)变小PbSO42e=PbSO(4)氧化银解析本题考查了电化学知识，意在考查考生对电化学知识的掌握情况。(1)原电池的负极发生氧化反应，根据元素化合价变化知锌失电子，负极的电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2。(2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大。(3)铅蓄电池在放电过程中消耗硫酸，所以硫酸浓度变小，充电时阴极PbSO4得电子生成Pb，发生反应PbSO42e=PbSO。(4)锌银纽扣电池中锌作负极，氧化银作正极，正极发生还原反应，即氧化银被还原。11(1)现有反应2H2O22H2O，要构成燃料电池，则负极通入的应是_，正极通入的应是_，电极反应式分别为_、_。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解液，则电极反应式分别为_、_。(3)上述(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，(1)中溶液pH变_(填“大”或“小”，下同)，(2)中溶液pH变_。(4)如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解液，则电极反应式分别为_、_。答案(1)H2O2负极：2H24OH4e=4H2O正极：O22H2O4e=4OH(2)负极：2H24e=4H正极：O24H4e=2H2O(3)小大(4)负极：CH410OH8e=CO7H2O正极：2O24H2O8e=8OH解析解答此题的关键是弄清原电池的有关概念。(1)根据总反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，又因为是碱性溶液不可能有H参加或生成，故负极反应为2H24OH4e=4H2O，正极反应为O22H2O4e=4OH。(2)若将电解液换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH参加反应，也不可能有OH生成，负极：2H24e=4H，正极：O24H4e=2H2O。(3)由于(1)是在碱性条件下反应，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而(2)中为酸性溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。(4)如把H2改为甲烷，用KOH溶液作电解液，则负极：CH410OH8e=CO7H2O，正极：2O24H2O8e=8OH，此时不会有CO2放出。12某研究性学习小组根据反应2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：(1)此原电池的正极是石墨_(填“a”或“b”)，发生_反应。(2)电池工作时，盐桥中的SO移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_，乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 molL1，则反应中转移的电子为_mol。答案(1)a还原(2)乙(3)MnO5e8H=Mn24H2O5Fe25e=5Fe3(4)0.5解析(1)根据题目提供的总反应方程式