卷22《化学电源》

1、第四章电化学基础第二节化学电源时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题4分，每小题有12个准确选项)1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)2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH(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：2MnO2(s)2H2O(l)2e=2MnOOH(s)2OH(aq)D外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g解析：由所给的电池总反应可知，电池工作时，每有1mol Zn参加反应，失去2mol电子，则会有2mol电

2、子从负极Zn开始流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2(s)2H2O(l)2e=2MnOOH(s)2OH(aq)，外电路每通过0.2mol电子，Zn的质量就减轻6.5g。答案：C2实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2(提示：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2)，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：PbSO2e=PbSO4正极：PbO24HSO2e=PbSO42H2O今若制得0.050mol Cl2，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( )A0.025mol B0.050molC0.10mol D0.20mol解析：欲求H2SO4的量，需写出铅蓄电池的总反应式

3、，将电极反应式合并得PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，而制Cl2时，每生成1mol Cl2，电子转移2mol，现需电子0.05mol×20.10mol，由铅蓄电池反应可知每转移0.10mol电子，将消耗H2SO4 0.10mol。答案：C3固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断准确的是( )A有O2放电的a极为电池的负极B有H2放电的b极为电池的正极Ca极对应的电极反应式为O22H2

4、O4e=4OHD该电池的总反应方程式为2H2O22H2O解析：据该电池的工作原理图可知，被氧化的是H2：H22eO2=H2O，b极为原电池的负极；被还原的是O2：O24e=2O2，a极为原电池的正极。总反应的方程式为：2H2O2=2H2O，反应条件应是高温。答案：D4Ni­Cd可充电电池，能够发生如下反应：Cd(OH)22Ni(OH)2Cd2NiO(OH)2H2O，由此可知，该电池的负极材料是( )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。答案：A5据报道，最近摩托罗拉公司研制

5、了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电荷量可达现用镍氢电池或锂电池的10倍。相关此电池的叙述错误的是( )A正极反应式：O22H2O4e=4OHB负极电极反应式：CH3OH6OH6e=CO25H2OC电池在使用过程中，电解质溶液的pH降低D当外电路通过1.2mol电子时，理论上消耗甲醇6.4g解析：该电池的电极反应分别为负极：2CH3OH16OH12e=2CO12H2O正极：3O26H2O12e=12OH总反应：3O22CH3OH4OH=2CO6H2O因为是强碱性电解质溶液，不可能有CO2放出，故B项叙述错误。当外电路通过1.2mol电子时，消耗CH3OH 0.2mol，共6

6、.4g答案：B6氢氧燃料电池，电极为多孔镍，电解质溶液为30%的KOH溶液，电池总反应为2H2O2=2H2O，该电池工作时，下列说法准确的是( )负极质量减轻 负极反应为O22H2O4e=4OH 负极反应为2H24OH4e=4H2O正极区pH升高，而负极区pH降低溶液中阴离子移向负极A BC D解析：氢氧燃料电池中H2在负极上发生氧化反应，由于是碱性条件，所以电极反应为：2H24e4OH=4H2O，负极区OH浓度降低。正极上O2发生还原反应，得电子转化为OH，电极反应为：O24e2H2O=4OH，正极区OH浓度增大，而且溶液中阴离子向负极移动，故说法正确。答案：C7据报道，锌电池可能取代目前广

7、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()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电解液可能为强酸答案：B8(2010·海南高考卷)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A. 电解时以精铜作阳极B电解时阴极发生还原反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是CuCu22eD电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥答案：B、D9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

8、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该电池通常只需要换铝板就可以继续使用解析：该原电池负极反应为Al3e=Al3，正极反应为O22H2O4e=4OH，工作时电子由负极(铝电极)流向正极(铂电极)，故B项不正确。答案：B10燃料电池是一种利用能源物质的新的形式，比如我们可用熔融的K2CO3作电解质，惰性材料作电极，一极通CH2CH2，另一极通O2、CO2下列说法中不正确的是()A通入乙烯的一极为正极B正极发生的电极反应为：3O

9、26CO212e=6COC负极发生的电极反应为：CH2CH26CO=8CO22H2O12eD电池的总反应式为：CH2CH23O22CO22H2O解析：原电池是将化学能转变为电能的装置。其总反应式是：CH2=CH23O22CO22H2O，CH2=CH2应在负极上反应，O2应在正极上反应，反应过程中CH2=CH2失去电子，O2接受电子，K2CO3为电解质，负极反应为：CH2=CH26CO=8CO22H2O12e；正极反应为：3O26CO212e=6CO。答案：A11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：3Zn2K2FeO48H2O3Z

10、n(OH)22Fe(OH)34KOH下列叙述不正确的是()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。答案：C二、非选择题(共52分)12(1)今有2H2O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是_，正极

11、通的应是_，电极反应式为_ _，_。(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为_，_。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？(3)如把H2改为甲烷，KOH做导电物质，则电极反应式为_。解析：解决此题的关键是弄清原电池的有关概念，根据总反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，H2应在负极上反应，O2应在正极上反应，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。若将导电物质换成酸性溶液，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

12、。由于前者在碱性条件下反应，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而后者为酸溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。如把H2改为甲烷，用KOH做导电物质，则负极：CH410OH8e=CO7H2O，正极：2O24H2O8e=8OH，此时不会有CO2放出。答案：(1)H2O2负极：2H24OH4e=4H2O正极：O22H2O4e=4OH(2)负极：2H24e=4H正极：O24H4e=2H2O(1)中pH变小，(2)中pH变大。(3)负极：CH410OH8e=CO7H2O正极：2O24H2O8e=8OH13镍、镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质

13、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)电池充电时，_元素被还原；_被氧化，此电极反应式可表示为_。(3)电池放电时，当有3.6g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。答案：(1)Cd2H2O2NiO(OH)=Cd(OH)22Ni(OH)2减小(2)CdNi2Ni(OH)22OH2e=2H2O2NiO(OH)(3)0.2mol11.214利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2组成一个化学电池。若电解质溶液为100mL 0.5mol/L FeCl3溶液，当溶液中FeCl3全部被还原为FeCl2时，溶液中ZnCl2的物质的量浓度是多少？