2019最新苏教版化学选修4《化学电源》教案

1、2019 最新苏教版化学选修4化学电源教案第 2 单元 第 2 课时(本栏目内容 ,在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1下列有关化学电源的叙述错误的是()A 干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池B干电池中碳棒为正极C铅蓄电池是充电电池D铅蓄电池中的PbO2 为负极【解析】铅蓄电池中的 PbO2 应为正极 ,铅为负极。【答案】D2如图锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn 2MnO 22NH 4 =Zn2 Mn 2O3 2NH 3 H2O,在此电池放电时正极(碳棒 )上发生反应的物质是 ()A ZnB 碳CMnO 2NH 4D Zn2和 NH 3【解析】可将总反应拆写

2、为两个半反应,负极： Zn 2e =Zn2 ；正极： 2MnO 2 2NH 4 2e=Mn 2O3(s)2NH 3 H2O。【答案】C3 (2008 年海南高考 )关于铅蓄电池的说法中正确的是 ()2A 在放电时 ,正极发生的反应是Pb(s) SO4(aq)=PbSO4(s) 2eB在放电时 ,该电池的负极材料是铅板C在充电时 ,电池中硫酸的浓度不断变小1 / 82 D在充电时 ,阳极发生的反应是 PbSO4(s) 2e =Pb(s) SO4 (aq)【解析】铅蓄电池放电时正极反应为PbO2 4H SO42 2e4 2H2O；=PbSO负极材料为铅板；充电时阳极反应是PbSO4 2H 2O 2

3、e=PbO2 4H SO4 2；充电时 ,电池中硫酸的浓度增大。【答案】B4如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是()A a 电极是负极Bb 电极的电极反应为：4OH 4e =2H 2O O2D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置【解析】氢氧燃料电池中H 2 为负极反应物,工作过程需不断补充H 2、O2,其产物为没有任何污染的H2O,故 A 、 C、D 三项都对。其中b 电极作正极 ,电极反应为O2 2H2O4e=4OH 。【答案】B5 (2008 年宁夏理综 )一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳

4、。该电池负极发生的反应是()A CH3OH(g) O2(g) 2e =H 2O(l) CO2(g) 2H (aq)BO2(g) 4H (aq) 4e =2H2O(l)CCH 3OH(g) H2O(l) 6e =CO2(g) 6H (aq)D O2(g) 2H 2O(l) 4e =4OH【解析】本题考查原电池电极反应式的书写。该原电池的负极反应物为甲醇,负极反应式中不应该出现氧化剂,而 A 、 B、 D 项中电极反应物中均出现氧化剂氧气,所以 A 、 B、 D2 / 8不正确。【答案】C6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

5、：Zn(s) 2MnO 2(s) H2O(l)=Zn(OH) 2(s) Mn 2O3(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为2MnO 2(s)H 2O(l) 2e =Mn 2 O3(s) 2OH (aq)C电池工作时 ,电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol 电子 ,锌的质量理论上减小6.5 g【解析】根据原电池原理结合氧化还原反应的有关常识可判断出原电池的电极及其反应式、电子得失情况及流向。【答案】C7据报道 ,某公司最近研制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,电量可达现用镍氢电池或锂电池的10倍 ,有关此电池的叙

6、述 ,错误的是 ()A 正极电极反应式：O2 2H 2O 4e =4OHB负极电极反应式：CH3 OH 6OH 6e=CO2 5H 2OC电池在使用过程中,电解质溶液的pH 降低D当外电路通过 1.2 mol 电子时 ,理论上消耗甲醇 6.4 g【解析】使正、负极的得失电子守恒,则正极生成 12OH 的同时负极消耗 12OH ,pH不变。【答案】C8燃料电池是燃料(例如CO、H 2、 CH4 等 )跟氧气或空气反应,将此反应的化学能转化为电能的装置 ,电解质通常是KOH 溶液 ,则下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是( 多选)()A 负极反应式为： CH410OH 8e =CO32 7H2OB正

7、极反应式为： O2 2H2 O 4e =4OHC随着反应地进行 ,电解质溶液碱性不变D该电池的总反应与甲烷燃烧的反应方程式相同, 反应式为：CH4 2O2=CO2 3 / 82H 2O【解析】本题考查燃料电池的反应原理、电极反应式的书写等知识。对于该燃料电池,负极 CH 4 失电子被氧化 ,其中产物之一应是CO2,但在 KOH 溶液中 ,一定会变为2。CO3故电极反应为： CH 4 10OH 8e=CO32 7H 2O2 得电子被还原 ,生成物应与O；正极电池中电解质溶液相关。电极反应为：O2 2H 2O 4e =4OH ；将两个电极反应式相加,即可得到总反应式为：CH 4 2OH 2O 2=

8、CO32 3H 2O。可见随着反应的进行,电解质溶液中 c(OH ) 不断减小。【答案】AB9 (2009 年广东高考 )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： O2 2H2O4e =4OHB以 NaOH 溶液为电解液时 ,负极反应为： Al 3OH 3e =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【解析】电池工作时,正极上 O2 得到电

9、子被还原 ,电极反应为： O2 2H2O 4e=4OH ,A 正确。电解液为NaOH 溶液时 ,在负极上产生的是NaAlO 2 而不是 Al(OH) 3,B 错误。电池的总反应为：4Al 3O2 4NaOH=4NaAlO 22H 2O,消耗 NaOH,pH 减小。电池工作时 ,电子通过外电路由负极流向正极。【答案】A10固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的。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。下列判断正确的是()A 有 O2 放电的 a 极为电池的负极B有 H2 放电

10、的 b 极为电池的正极4 / 8Ca 极对应的电极反应为 O2 2H 2O4e =4OHD该电池的总反应方程式为2H2 O2=2H 2O【解析】a 为正极： O2 4e=2O2 ,b 为负极： 2H 2 2O2 4e=2H 2O,总反应方程式： 2H2 O2=2H2O。【答案】D二、非选择题11有一种微型电池,其电极分别为Zn 和Ag 2O, 电解质溶液是KOH溶液。已知Zn(OH) 2 具有两性 ,回答下列问题：(1)_ 为正极 ,_为负极；(2)写出两极的电极反应式：正极 _,负极 _ ；(3)放电时 ,正极附近溶液的pH_, 负极附近溶液的 pH_( 填“升高”“降低”或“不变” )。【

11、答案】(1)Ag 2OZn(2)Ag 2O H 2O 2e =2Ag 2OH Zn 4OH 2e=ZnO 22 2H 2O (3) 升高降低12 (2009 年黄山高二质检 )航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用 H 2、 CH4、 CO、C2H 5OH 等可燃物质与O2 一起构成的电池装置,它可直接将化学能转化为电能。我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的,该电池以 KOH 溶液为电解质 ,其总反应的化学方程式为：CH4 2O2 2OH =CO32 3H 2O。(1)负极上的电极反应为_。(2)消耗标准状况下的 5.6 L O 2 时 ,有 _m

12、ol 电子发生转移。(3)开始放电时 ,正极附近溶液的 pH_( 填“增大”“减小”或“不变”)。【解析】(1) 根据总的化学方程式知24 4,CH4 xe=CO 3 ,C 元素的化合价由则有 CH 4 8e=CO32,根据电荷守恒左边应配10 个 OH ,最后根据质量守恒得：CH410OH 8e =CO32 7H2O。(2)正极反应为：2O2 4H2O 8e=8OH ,5.6 L O2 的物质的量为0.25 mol, 故得电子的物质的量为0.25 mol 41 mol 。(3)由于正极生成OH ,故其附近的pH 增大。5 / 8【答案】=CO3(1)CH 4 10OH 8e2 7H 2O(2

13、)1 (3) 增大13 (2009 年山东理综 )Zn MnO 2 干电池应用广泛 ,其电解质溶液是ZnCl 2 NH 4Cl 混合溶液。(1) 该电池的负极材料是 _ 。电池工作时 , 电子流向 _( 填“正极”或“负极” )。(2) 若 ZnCl 2 NH 4Cl 混合溶液中含有杂质Cu2 ,会加速某电极的腐蚀, 其主要原因是_ 。欲除去 Cu 2 ,最好选用下列试剂中的 _( 填代号 )。a NaOHb Znc Fed NH 3H 2O(3)MnO 2 的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的 MnSO 4 溶液。阴极的电极反应式是 _ 。若电解电路中通过 2 mol 电子 ,MnO 2

14、 的理论产量为 _g。【解析】(1) 原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn 2e =Zn2；电池工作时 ,电子是从负极流向正极。(2)Zn 与 Cu2发生氧化还原反应 ,生成的 Cu 附着在 Zn 的表面构成铜锌原电池 ,加快反应速率 ,从而加快 Zn 的腐蚀。(3) 电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H 2e =H2；每生成 1 mol MnO 2 需转移 2 mol 电子 ,故每通过 2 mol 电子 ,理论上生成 1 mol MnO 2,质量为 87 g。【答案】(1)Zn( 或锌 ) 正极(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b(3)2H 2e =H2 8714 (200

15、9 年天津理综 )氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图 ,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强 ,性质稳定。请回答：6 / 8(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_,在导线中电子流动方向为_(用 a、 b 表示 ) 。(2)负极反应式为_ 。(3)电极表面镀铂粉的原因为_ 。(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,大量安全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 H 2=2LiH .LiH H2O=LiOH H2 反 应 中 的 还 原 剂 是 _,反 应 中 的 氧化 剂

16、 是_ 。3标准状况 )H2,生成的 LiH体积与被吸已知 LiH 固体密度为 0.82 g/cm ,用锂吸收 224 L(收的 H 2 体积比为 _。由生成的 LiH与 H 2O 作用 ,放出的 H2 用作电池燃料 ,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为_mol 。【解析】(1) 电池即是把化学能转变为电能的装置；在电池中电子是从负极经导线流向正极 ,而氢氧燃料电池中通入H2 的一极是负极 ,故电子由a 流动到b。(2)H 2 在负极失电子,因为电解质溶液是KOH溶液 ,故负极反应式为2H 2 4OH 4e =4H2O。 (3)电极表面镀铂粉可以增大电极单位面积吸附H 2、O2 的分子数 ,从而增大反应速率。(4)LiH中 Li 为 17 / 8价,H 为 1 价 ,故反应 中还原剂是Li, 反应 中氧化剂是H2O。由反应 可知吸收标准状况160 g下 224 L H 2 时生成 160 g LiH, 则生成的 LiH 的体积是 0.82 g/cm3,则生成的 LiH 体积与被