第二节　化学电源

1、.第二节 化学电源课时训练根底过关1. 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反响为2H2+O22H2O,电解液为KOH溶液,反响保持在较高温度,使H2O蒸发,以下表达正确的选项是CA.电池能发出蓝色火焰B.H2为正极,O2为负极C.正极反响为O2+2H2O+4e-4OH-D.正极反响为2H2+4OH-4e-4H2O解析:由电池反响知,H2为负极,O2为正极,正极反响为 O2+2H2O+4e-4OH-,所以B、D错误,C正确;因为是燃料电池,不可能有火焰,A错误。2. 如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。以下说法错误的选项是CA.铜片外表有气泡生成B.装置中存在“化学

2、能电能光能的转换C.假如将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动D.假如将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变解析:铜锌原电池中,Cu作正极,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,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,B正确;柠檬汁显酸性也能作电解质溶液,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,C错误;金属性Cu比Zn、Fe弱,Cu作正极,所以电路中的电流方向不变,仍然由Cu流向负极,D正确。3.以下关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的选项是DA.电池中锌是正极B.电池是一次性电池C.电池工作时,氢气发生复原反响D.电

3、池工作时,电子由锌通过导线流向碳棒解析:电池中锌是负极,铜是正极,A错误;电池为铅蓄电池,属于二次电池,B错误;电池为氢氧燃料电池,H2在负极失去电子发生氧化反响,C错误;电池为锌锰干电池,锌为负极,碳棒为正极,电子由负极流向正极,D正确。4.纸电池是一种有广泛应用的“软电池,如图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。以下有关该纸电池说法不合理的是BA.Zn为负极,进展氧化反响B.电池工作时,电子由MnO2流向ZnC.正极反响:MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-D.电池总反响:Zn+2MnO2+2H2OZnOH2+2MnOOH解析:根据题意知Zn为负极

4、,发生氧化反响,A正确;电池工作时,电子由负极沿导线流向正极,即由Zn流向MnO2,B错误;MnO2为原电池的正极,发生复原反响,正极反响:MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-,C正确;电池总反响:Zn+2MnO2+2H2OZnOH2+2MnOOH,D正确。5. 将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流,此装置称为甲烷燃料电池。以下表达中正确的选项是C通入CH4的电极为正极;正极的电极反响式为:O2+2H2O+4e-4OH-;通入CH4的电极反响式为:CH4+2O2+4e-CO2+2H2O;负极的电极反响式为:CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O;放

5、电时溶液中的阳离子向负极挪动;放电时溶液中的阴离子向负极挪动。A.B.C.D.解析:甲烷燃料电池中甲烷失电子为负极,错误;碱性条件下,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,其电极反响式为O2+2H2O+4e-4OH-,正确;甲烷燃料电池负极是甲烷失电子,碱性条件下生成碳酸根离子,所以负极的电极反响式为CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O,错误;正确;原电池工作时,电解质溶液中阳离子向正极挪动,阴离子向负极挪动,所以错误,正确。故正确的有。6. 为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题,有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物主要成分是C6H10O5n的化学能转化为电能的装置,

6、以下说法中正确的选项是CA.N极是负极B.该装置工作时,H+从右侧经阳离子交换膜移向左侧C.负极的电极反响为C6H10O5n+7nH2O-24ne-6nCO2+24nH+D.物质X是OH-解析:由题意利用一种微生物将废水中有机物主要成分是C6H10O5n的化学能转化为电能的装置,即为原电池,由图N极通O2,M极为有机物,那么N极为正极发生复原反响,M极为负极,发生氧化反响,负极的电极反响为C6H10O5n+7nH2O-24ne-6nCO2+24nH+,原电池中阳离子移向正极,A错误;原电池中阳离子移向正极,该装置工作时,H+从左侧经阳离子交换膜转向右侧,B错误;N极为正极,O2得电子结合H+生

7、成水,物质X为水,D错误,答案选C。7.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种锌银电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质为KOH,电极反响为 Zn+2OH-2e-ZnOH2;Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。根据上述反响式,判断以下表达正确的选项是CA.使用过程中,电池负极区溶液的pH增大B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C.Zn是负极,Ag2O是正极D.Zn电极发生复原反响,Ag2O电极发生氧化反响解析:在使用过程中,电池负极区消耗OH-,那么负极区溶液的pH减小,A错;因负极是Zn,正极是Ag2O,电子应从负极Zn流向正极Ag2O,B错、C正确;Zn电极发生氧

8、化反响,Ag2O电极发生复原反响,D错。8. 利用反响6NO2+8NH37N2+12H2O构成电池的装置如下图。此方法既能实现有效去除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。以下说法正确的选项是BA.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜C.电极A极反响式为2NH3-6e-N2+6H+D.当有4.48 L NO2被处理时,转移电子数为0.8NA解析:由反响6NO2+8NH37N2+12H2O可知,反响中NO2为氧化剂,NH3为复原剂,那么A为负极,B为正极,电流由正极经导线流向负极,A错误;原电池工作时,正极发生反响4H2O+2NO2+

9、8e-N2+8OH-阴离子向负极挪动,为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜,防止二氧化氮反响生成硝酸盐和亚硝酸盐,导致原电池不能正常工作,B正确;电解质溶液呈碱性,那么负极电极方程式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,C错误;由于不知是否为标准状况,无法求得转移电子数,D错误。9.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸,工作放电时该电池的总反响:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。试根据上述情况判断:1铅蓄电池的负极材料是。 2工作时,正极反响为 。 3工作时,电解质溶液的pH填“增大“减小或“不变。 

10、4工作时,电解质溶液中阴离子移向 极填“Pb或“PbO2。 5电流方向从极流向极填“Pb或“PbO2。 解析:铅蓄电池工作时,起原电池作用,题中各小题概括表达了铅蓄电池放电时所涉及的各个方面。根据原电池原理,负极发生氧化反响,元素化合价升高,所以Pb为负极;正极发生复原反响,元素化合价降低,从总反响式可知,PbO2是氧化剂,即正极反响:PbO2+SO42-+4H+2e-PbSO4+2H2O;从正极反响或电池的总反响可知H2SO4参加了反响,H+转变成H2O,所以溶液pH增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电流方向与电子挪动方向相反,从正极沿导线流向负极。

11、答案:1Pb2PbO2+SO42-+4H+2e-PbSO4+2H2O3增大4Pb5PbO2 Pb才能提升10.如图,有关零排放车载燃料电池表达正确的选项是DA.正极通入H2,发生复原反响B.负极通入H2,发生复原反响C.导电离子为质子,且在电池内部由正极移向负极D.总反响式为2H2+O22H2O解析:燃料电池中,负极通入燃料,正极通入氧化剂,所以正极通入氧气,发生复原反响,A错误;负极通入H2,发生氧化反响,B错误;导电离子为质子,质子带正电荷,应由负极移向正极,C错误;总反响式为2H2+O22H2O,D正确。11. 科技工作者制造出厚度只有1微米的超薄太阳能电池。硅太阳能电池工作原理如下图:

12、以下有关判断错误的选项是BA.硅原子最外层有4个电子B.太阳能电池是一种化学电源C.太阳能电池实现了光能向电能的转化D.B电极为电源正极解析:A项,硅为14号元素,硅原子最外层有4个电子,正确;B项,太阳能电池没有电解质溶液,不是一种化学电源,错误;C项,太阳能电池是光能转化为电能,实现了光能向电能的转化,正确;D项,由图可知,电流由B流向A,故B电极为电源正极,应选B。12. 研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池,Al、Cn为电极,有机阳离子与阴离子AlCl4-、Al2Cl7-组成的离子液体为电解质。如图为该电池放电过程示意图。以下说法错误的选项是CA.放电时,铝为负极,Cn为正

13、极B.充电时,每生成1 mol铝,同时消耗4 mol Al2Cl7-C.放电时,电解质中的有机阳离子向铝电极方向挪动D.放电时,正极反响式为CnAlCl4+e-Cn+AlCl4-解析:根据题意可知,放电时Al为负极,工作时阳离子应移向正极,而不是移向铝电极,故C项错误。13.科研、消费中常涉及钠、硫及其化合物。1图A为钠硫高能电池的构造示意图。该电池的工作温度为320 左右,电池反响为2Na+xSNa2Sx,正极的电极反响式为 。M由Na2O和Al2O3制得的两个作用是 。 与铅蓄电池相比,当消耗一样质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。 2熔融状态下,

14、钠的单质和FeCl2能组成可充电电池装置示意图如图B反响原理为2Na+FeCl2Fe+2NaCl。放电时,电池的正极反响式为 ; 充电时,写物质名称电极接电源的负极,该电池的电解质为 。 解析:1正极上硫得电子被复原:xS+2e-Sx2-;M的两个作用:作固体电解质和隔膜隔离钠与硫;钠硫电池和铅蓄电池的负极分别为Na和Pb,那么消耗等质量的Na和Pb时钠硫电池的放电量转移电子数是铅蓄电池的123×11207×2=4.5倍。2原电池放电时,正极上发生复原反响,Fe2+得到电子被复原为Fe,充电时,接电源负极的是阴极,发生复原反响析出钠。答案:1xS+2e-

15、Sx2-或2Na+xS+2e-Na2Sx离子导电导电或电解质和隔离钠与硫4.52Fe2+2e-Fe钠Al2O314.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。该电池电极外表镀一层细小的铂粉,吸附气体的才能强,性质稳定。请答复:1氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是 ,在导线中电子挪动方向为用a、b表示。 2负极反响式为 。 3电极外表镀铂粉的原因为  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,大量平安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:.2Li+H22LiH.LiH+H2OLiOH+

16、H2反响中的复原剂是,反响中的氧化剂是。 LiH固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 L标准状况H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。 由生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料,假设能量转化率为80%,那么导线中通过电子的物质的量为mol。 解析:1原电池的本质为化学能转化成电能。总反响为2H2+O22H2O,其中H2从零价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b。2负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,故电极反响式左右应各加上OH-。3铂粉的接触面积大,可以加快反响速率。4中Li从零价升至+1价,作复原剂。中H2O的H从+1价降至H2中的零价,作氧化剂。由反响,当吸收10 mol H2时,那么生成20 mol LiH,VLiH=m=20×7.90.82×103L=192.68×10-3 L,那么V(LiH)V(H2)=(192.68×1