学年高中化学第四章电化学基础第二节化学电源课件新人教版选修42

复习课件12020_2021学年高中化学第四章电化学基础第二节化学电源课件新人教版选修422021/10/10星期日题型1一次电池、二次电池解析第二节化学电源刷基础1．下列说法中正确的是(

)A．流水、风力是一次能源，电力、蒸汽是二次能源B．普通锌锰电池是一次电池，碱性锌锰电池是二次电池C．铅蓄电池是一次电池，锂离子电池是二次电池D．燃料电池的能量转化率可达100%一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，如水能、风能、太阳能、地热能、化石燃料等；由一次能源经过加工转换后得到的能源，称为二次能源，如电能、蒸汽、煤气、汽油、柴油、水煤气等，故A正确。一次电池是放电后不能再充电使其复原的电池，通常由正极、负极、电解质以及容器和隔膜等组成，例如普通锌锰电池、碱性锌锰电池等；二次电池又称为可充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，例如铅蓄电池、锂离子电池等，故B、C错误。燃料电池将化学能的一部分转化为电能，很少一部分转化为热能等，能量转化率小于100%，故D错误。A解析第二节化学电源刷基础放电时，Fe是负极，发生氧化反应，NiO2是正极，发生还原反应，A正确；放电时Fe作负极，Fe与酸反应不能生成Fe(OH)2，故不能选用酸性电解质溶液，B错误；充电时阴极的电极反应与放电时负极的电极反应互为逆反应，所以充电时阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，C正确；蓄电池放电时为原电池，原电池的电解质溶液中阴离子向负极移动，D正确。2．[黑龙江哈尔滨师大附中2019高二月考]蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。以下是爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应：Fe＋NiO2＋2H2O⇌Fe(OH)2＋Ni(OH)2下列有关爱迪生电池的推断不正确的是(

)A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极B．蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中C．充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－D．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动放电充电B题型2燃料电池解析第二节化学电源刷基础3．[北京四中2018高三期中]利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是(

)A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程B．电极a表面发生还原反应C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动D．该装置中每生成1molCO，同时生成1molO2由电子流向可知，该装置的负极(a电极)反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，正极(b电极)反应式为2CO2＋4e－＋4H＋===2CO＋2H2O，总反应为2CO2===2CO＋O2，因CO的燃烧为放热反应，故该反应为吸热反应。吸收的能量只能来自太阳能，即反应的过程将太阳能转化为化学能，A项正确；电极a(负极)应该发生失电子的氧化反应，B项错误；原电池中阳离子向正极移动，所以H＋应该向b极区移动，C项错误；根据总反应，每生成1molCO得到0.5molO2，D项错误。A解析第二节化学电源刷基础4．科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。该电池一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，其中电池的电解质是掺杂了Y2O3(Y为钇)的ZrO2(Zr为锆)晶体，它在高温下能传导O2－。若以丁烷(C4H10)代表汽油，总反应为2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O。下列有关该电池的说法中错误的是(

)A．该电池负极的电极反应式为C4H10＋13O2－－26e－===4CO2＋5H2OB．O2－向负极移动C．该电池正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－D．丁烷在放电时发生氧化反应丁烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O，故A正确；原电池中，阴离子向负极移动，即O2－向负极移动，故B正确；正极上通入空气，氧气得电子发生还原反应，由电解质的性质知，O2得电子被还原为O2－，故电极反应式为O2＋4e－===2O2－，故C错误；丁烷在负极放电时发生氧化反应，故D正确。C解析第二节化学电源刷基础5．[河南郑州一中2019高二月考]以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述不正确的是(

)A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，质子(H＋)从负极区向正极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4L微生物的主要成分是蛋白质，高温条件下蛋白质失去生理活性，电池不能工作，A错误；根据题给装置可知，负极上C6H12O6在酸性条件下发生氧化反应生成CO2，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋，B正确；原电池中阳离子移向正极，即放电过程中，质子(H＋)从负极区向正极区迁移，C正确；根据电池反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O可知，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4L，D正确。A解析第二节化学电源刷基础6．[广东揭阳2018高三模拟]如图为镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(

)A．该燃料电池中镁为负极，发生还原反应B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－C．放电过程中OH－移向负极D．酸性电解质的镁－过氧化氢燃料电池正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，电池总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋Cl－，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。负极发生氧化反应，A错误；由上述分析可知，电池总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋Cl－，B正确；原电池中，阴离子向负极移动，故OH－移向负极，C正确；酸性电解质的镁－过氧化氢燃料电池中，正极上过氧化氢得到电子生成水，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，D正确。A解析第二节化学电源刷素养7．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图。该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O，下列有关说法中正确的是(

)A．电池正极区的电极反应为BH4－＋8OH－－8e－===BO2－＋6H2OB．电极B为负极，纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率C．放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1L6mol·L－1H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA根据图示知，B电极上H2O2得电子生成OH－，所以B电极是正极，发生的电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，故A、B错误；根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，放电时，阳离子向负电荷较多的正极移动，阴离子向正电荷较多的负极移动，所以Na＋从负极区向正极区迁移，故C错误；在电池反应中，每消耗1L6mol·L－1H2O2溶液，消耗H2O2的物质的量为6mol，根据H2O2＋2e－===2OH－知，理论上流过电路中的电子数为6mol×2×NAmol－1＝12NA，故D正确。D解析第二节化学电源刷提升1．[福建清流一中2018高二期中]某同学设计如图所示原电池(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)，该电池工作时，下列说法中正确的是(

)A．盐桥中的K＋移向AgNO3溶液B．负极反应为Ag－e－===Ag＋C．在外电路中，电子由银电极流向铜电极D．铜电极上发生还原反应Cu比Ag活泼，Cu为负极，Ag为正极，盐桥中的阳离子向正极移动，即盐桥中的K＋移向AgNO3溶液，故A正确；Cu为负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故B错误；电子由负极经导线流向正极，即由铜极流向银极，故C错误；Cu为负极，发生氧化反应，故D错误。A解析第二节化学电源刷提升2．[浙江嘉兴2019高三月考]一种新型的电池，总反应式为3Zn＋2FeO42－＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．Zn极是负极，发生氧化反应B．随着反应的进行，溶液的pH增大C．电子由Zn极流出到石墨电极，再经过溶液回到Zn极，形成回路D．石墨电极上发生的反应为FeO42－＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3↓＋5OH－根据电池总反应式结合原电池的工作原理可知，锌作负极，发生氧化反应，A正确；根据电池总反应式可知，反应生成OH－、消耗H2O，溶液的pH增大，B正确；根据原电池的工作原理，电子从Zn电极流出，经外电路流向石墨，电子不能通过电解质溶液，C错误；负极的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极的电极反应式为FeO42－＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－，D正确。C解析第二节化学电源刷提升3．[广东韶关2018模拟]一种石墨烯锂硫电池(2Li＋S8===Li2S8)工作原理示意图如图。已知参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量。下列有关该电池说法不正确的是(

)A．金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料B．充电时A电极为阴极，发生还原反应C．充电时B电极的反应：Li2S8－2e－===2Li＋＋S8D．使用手机时，电子从A电极经过手机电路板流向B电极，再经过电池电解质流回A电极单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多，电极材料的比能量越高，Li是摩尔质量最小的金属，所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料，A正确。原电池中阳离子向正极移动，由图可知，放电时，A电极为负极，发生氧化反应；充电时，A电极为阴极，发生还原反应，B正确。充电时，B电极上Li2S8失电子生成Li＋和S8，则B电极的反应：Li2S8－2e－===2Li＋＋S8，C正确。电子只能在电极和导线中移动，不能在电解质溶液中移动，D错误。D解析第二节化学电源刷提升4．[安徽淮北一中2018高二月考]随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图所示。其中A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2⇌C6＋LiCoO2。下列说法中不正确的是(

)A．该隔膜只允许Li＋通过，放电时Li＋从左边流向右边B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变C．充电时B极作阳极，该电极放电时的电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2D．废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li＋进入石墨中而有利于回收放电充电A项，A极材料是金属锂和碳的复合材料，放电时A极为负极，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，所以该隔膜只允许Li＋通过，放电时阳离子移向正极，则Li＋从隔膜左边流向右边，正确；B项，放电时，正极锂元素的化合价未发生改变，钴元素化合价降低，正确；C项，放电时B极为正极，该电极放电时的电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，所以充电时B极作阳极，正确；D项，根据电池反应式可知，充电时让Li＋进入石墨中而有利于回收，错误。D解析第二节化学电源刷提升5．[湖北鄂东南省级示范高中联盟2018高三联考]如图所示为酸性介质中，金属铜与氢叠氮酸(HN3)构成的原电池，总反应方程式为2Cu＋2Cl－＋HN3＋3H＋===2CuCl＋N2↑＋NH4＋。下列叙述错误的是(

)A．离子交换膜为阳离子交换膜B．若将盐酸换成NaCl溶液，电池的运行效率将会下降C．负极的电极反应式为Cu－e－===Cu＋D．当外电路中流过0.1mol电子时，交换膜左侧离子减少0.2mol根据总反应方程式，Cu元素的化合价由0价升至＋1价，Cu发生氧化反应，则Cu为负极，石墨为正极。负极电极反应式为Cu－e－＋Cl－===CuCl，正极电极反应式为HN3＋2e－＋3H＋===NH4＋＋N2↑，根据电极反应式和溶液中的电荷守恒可知，负极室的H＋会迁移到正极室，故离子交换膜为阳离子交换膜，A正确；若将盐酸换成NaCl溶液，NaCl溶液呈中性，则正极HN3被还原成NH3，电池的运行效率会下降，B正确；负极电极反应式为Cu－e－＋Cl－===CuCl，C错误；当外电路中流过0.1mol电子时，左侧电极反应式为Cu－e－＋Cl－===CuCl，该电极反应消耗0.1molCl－，为了平衡电荷，有0.1molH＋迁移到右侧，交换膜左侧离子减少0.2mol，D正确。C解析第二节化学电源刷提升6．将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴加稀硫酸直至全部润湿。下列叙述中正确的是(

)A．锌片上有气泡，铜片溶解B．Zn片发生还原反应C．电子都是从铜片经外电路流向锌片D．该装置至少有两种形式的能量转换锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌为负极，铜为正极，正极上生成氢气，故A错误；锌为负极，发生氧化反应，故B错误；电子从锌极经外电路流向铜极，故C错误；该装置存在电能与化学能、电能与光能的转化，故D正确。D解析第二节化学电源刷提升7．[湖南师大附中2019高二期中]一种熔融碳酸盐燃料电池的原理如图所示。下列有关该电池的说法中正确的是(

)A．反应CH4＋H2O===3H2＋CO中，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO32－向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO32－A项，每消耗1molCH4，转移6mol电子，错误；B项，电解质为熔融的碳酸盐，不含OH－，电极A上H2参与的电极反应为H2＋CO32－－2e－===H2O＋CO2，错误；C项，B极通入O2，B极为正极，CO32－向负极移动，即向A极移动，错误；D项，电极B上O2得到电子与CO2反应生成CO32－，正确。D催化剂△休息时间到啦同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息一下眼睛，看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身体不好哦~解析第二节化学电源刷提升8.[广东佛山2018高三质检]锂－空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如下，下列叙述中正确的是(

)A．该电池工作时Li＋向负极移动B．Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液C．电池充电时间越长，电池中Li2O含量越多D．电池工作时，正极可发生反应：2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2原电池中，阳离子应该向正极移动，A项错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，B项错误；电池充电反应为放电反应的逆反应，所以电池充电时间越长，Li2O含量越少，C项错误；题目给出放电时的正极反应xLi＋＋O2＋xe－===LixO2，所以当x＝2时反应为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，D项正确。D第二节化学电源刷提升9．通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，试回答下列问题：(1)在酸式介质中，负极反应的物质为______，正极反应的物质为______，酸式电池的电极反应式：负极__________________，正极_______________________________。电解质溶液pH__________(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在碱式介质中，碱式电池的电极反应：负极______________________________，正极_______________________________。电解质溶液pH__________(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法中不正确的是______(填序号)。A．太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C．分别以稀H2SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D．分别以稀H2SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(4)纯电动车采用了一种高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O⇌3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。①该电池放电时，负极反应式______________________________________。②放电时每转移3mol电子，正极有________molK2FeO4被还原。H2O22H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋4H＋===2H2O变大2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－变小C放电充电Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)21第二节化学电源刷提升(5)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为Li1－xMnO4＋xLi⇌

LiMnO4，下列有关说法中不正确的是________(填序号)。A．放电时，电池的正极反应式为Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4B．放电过程中，石墨没有得失电子C．该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D．充电时，电池上标有“－”的电极应与外接电源的负极相连C放电充电解析(1)在酸式介质中，负极是氢气失电子生成H＋，电极反应式为2H2－4e－===4H＋；正极是氧气得电子生成OH－，OH－结合H＋生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，由于正、负极消耗与生成的氢离子等量，所以H＋的总量不变，而总电极反应式为2H2＋O2===2H2O，水的量增加，H＋浓度减小，pH变大。(2)在碱式介质中，氢气在负极失去电子生成H＋，H＋结合OH－生成水，电极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O；氧气在正极得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，由于正、负极生成与消耗的OH－等量，所以OH－的总量不变，而总电极反应式为2H2＋O2===2H2O，水的量增加，OH－浓度减小，pH变小。解析第二节化学电源刷提升(3)电解水获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学，A正确；氢氧燃料电池产物H2O无污染，能有效保护环境，B正确；以稀H2SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式分别为H2－2e－===2H＋、H2－2e－＋2OH－===2H2O，不相同，C错误；以稀H2SO4、KOH溶液为