2019学年高二化学选修四同步练习：第1章第3节第2课时化学电源

1、第 1 章化学反应与能量转化第 3 节 化学能转化为电能一一电池第 2 课时化学电源课堂演练当堂达标1 下列电池工作时， Q 在正极放电的是（）i1|. S1 Mi -riaj 區A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池解析：锌锰电池中，锌在负极放电，MnO 在正极放电，A 项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电，氧气在正极放电，B 项正确；铅蓄电池中，Pb 在负极放电，PbO 在正极放电，C 项错误；镍镉电池中，镉（Cd）在负极放电，NiOOH 在正极放电，D 项错误。答案：B2 一种充电电池放电时的电极反应为： H2+ 2OH- 2e=2H0; NiOOH HkO+ =Ni（OH）

2、2+ OH。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（）A. 0 的还原B. NiOOH 的还原C. 的氧化D. Ni（0H）2的氧化解析：放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni（OH）2的氧化反应，D 正确。答案：D3 .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

3、污染，必须进行集中处理。答案：B4 .纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH 溶液。放电时两个电极反应分别为：Zn+ 2OH - 2e-=Zn（OH、Ag2O+H2O+ 2e-=2A 叶 2OH，下列说法中，正确的 是（）A. 锌是负极，氧化银是正极B. 锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C.溶液中 0H 向正极移动，“、向负极移动D.在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变解析：由电极反应式可知 Zn 作负极，AgO 作正极，A 正确；锌发生氧化反应，Ag2O 发生还原反应，B 错误；溶液中的 OHT向负极移动，K+ H*向正极移动，C 错误；电池的总反应为：Zn+

4、AgO+H2O=Zn(0H2+ 2Ag,电解质溶液为 KOH 溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使 溶液中 c(OH)增大，D 错误。答案：A5.铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO,电解质溶液为 H2SO,工作时的电池反应式为Pb+PbQ + 2H2SQ=2PbSO 2H2O,下列结论正确的是()A. Pb 为正极被氧化B. 溶液的 pH 不断减小C. SO只向 PbO 处移动D. 电解质溶液的 pH 不断增大解析：由题给电极反应式可以看出H2SQ 不断被消耗，故 pH 不断增大，所以 B 不正确，D正确；由 Pb 元素化合价的变化，可以看出Pb 是负极，所以 A 不正确；原电池工作时，整个电

5、路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由 Pb 极流向 PbO 极；内电路中，负电荷(S&和 OH)移向 Pb 极，所以 C 不正确。答案：D6 .(1)根据氧化还原反应 2H2+ Q=2HQ 设计成燃料电池，负极通入的气体应是 _ ,正极通入的气体应是_。(2)根据选择电解质溶液的不同，填写下表：电解质溶液H2SQ 溶液KOH 溶 液负极反应式正极反应式溶液的 pH 变化(3)_ 若把 H2改为 CH, KOH 乍电解质，则正极反应式为 _。解析：(1)氢、氧燃料电池中通可燃性气体(H2)的一极为负极，通 Q 的一极为正极。(2)若以 H2SO4溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负

6、极：2H 4e=4Hl ;正极：Q +4e+ 4=2HO。反应过程中生成水，溶液中 c(H+)减小，pH 增大。若以 KOH 溶液作电解质 溶液，其电极反应式为：负极： 2H2+ 4OHI 4e=4HO 正极：2H2O+ Q + 4e=4OH。反应 过程中生成水，溶液中 c(OH)减小，pH 减小。(3)若把 H2改为 CH, KOH 溶液作电解质溶液时其正极反应式不变。答案：（1）H2O2（2） 见下表（3）2H20+Q+4e=4OH电解质溶液SQ 溶液KOH 溶 液负极反应式2H 4e=4H2H? + 4OH 4e =4HO正极反应式Q+ 4H + 4e =2HOQ+ 2HzO+ 4e =

7、4OH溶液的 pH 变化变大变小课后作业知能强化（时间：40 分钟分值：100 分）一、选择题（本题包括 6 个小题，每小题 8 分，共 48 分。每小题只有一个选项符合题意）1 .电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是（）A. 化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电B. 铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大C. 燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D. 锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，比能量高解析：A 项，化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B 项，铅蓄电池

8、应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重，单位质量的电极材料释放的电能小，错误；C 项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染小等优点，正日益成为备受人们喜爱的电池，正确；D 项，锂的原子量为 7,每产生 1 mol 电子，消耗金属的质量只有 7 g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池高得多。 因此锂电池是一种高能电池，具有体积小、重量轻，比能量高的优点，正确。答案：B2 .锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多答案：B种锂电池。某种锂电池的总反应为:A.锂是正

9、极,电极反应为:Li + Mn O=LiM nO,下列说法正确的是（）Li e=Li+B.锂是负极,电极反应为:Li e =Li+C.锂是负极,电极反应为:MnO+ e =MnOD.锂是负极,电极反应为:Li 2e_=Li2+解析：在原电池中负极失去电子,Li+。被氧化，因此锂作为负极；锂位于IA族，只能生成答案：（1）H2O2（2） 见下表（3）2H20+Q+4e=4OH3 .某种氢氧燃料电池的电解液为KOH 溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是（）A. 正极反应式为： O2+ 2H2O+ 4e =4OHB.工作一段时间后，电解液中KOH 的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2f+

10、 Q=2HOD.消耗 2.24 L H2（标准状况）时，有 0.1 mol 电子转移解析：在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：2H2+ 4OH - 4e_=4HO C2在正极上反应：Q+ 2fO+ 4e-=4OH,其总反应式为：2f+ Q=2HO。工作一段时间后，电解液中 KOH 的物 质的量不变，但其浓度减小。消耗 0.1 mol H2时，转移电子的物质的量为 0.2 mol, D 项错误。答案：D4 .氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍放电电池的总反应式是 H2+ 2NiOOH 充电 2Ni（OH）2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（）A.电池

11、放电时，电池负极周围溶液的pH 不断增大B. 电池放电时，镍元素被氧化C. 电池充电时，氢元素被氧化D.电池放电时，H2在负极放电解析：根据电池反应可首先看出放电时，H2在负极被氧化，NiOOH 在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。答案：D5.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200C左右时供电，电池总反应式为CHOH+ 3Q=2CO 3H2Q 电池示意图如图所示，下列说法中正确的是（）A. 电池工作时，质子向电池的负极迁移B. 电池工作时，电流由 b 极沿导线流向 a 极C.a 极上发生的电极反应是 CnO 卅 3H2O+ 12e-=2CO 12H+D. b 极上发生的电

12、极反应是 2HbO+ Q+4e-=4OH解析：通入乙醇的一极（a 极）为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极（b 极）为正极，发生还原反应。电池工作时，阳离子（质子）向电池的正极迁移，A 项不正确；电流方向与电子流 向相反，电流由 b 极沿导线流向 a 极，B 项正确；a 极上乙醇应该失电子被氧化，所以 C 项不 正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH, D 项不正确。答案：B6 .一种新型熔融盐燃料电池具有很高的发电效率。现用Li2CO 和 NQCO 的熔融混合物作电解质，一极通 CO 气体，另一极通 Q 和 CO 混合气体，其总反应为 2C3 Q=2CO。则下列

13、说 法中正确的是()A. 通 CO 的一极是电池的正极B. 负极发生的电极反应是 Q+ 2CO+ 4e=2C(3TC. 负极发生的电极反应是 C3 CO 2e=2COD. 正极发生氧化反应解析：由电池反应 2COF Q=2CO 可知，通 CO 的一极为电池负极，通 Q 的一极为电池正2极，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，负极的电极反应为2C3 2CQ 4e=4CO,正极的电极反应为 Q+ 2CO + 4e=2C Cd(OH)2；正极：2H2O+ 2NiOO 出 2e=2Ni(OH)2+ 2OH。请回答下列问题：(1) 当电池放电时，该电池的电池反应为_ ；此时，电池负极周围溶液

14、的 pH 会不断_(填“增大”或“减小”)。(2) 电池充电时， _元素被还原， _元素被氧化，阳极反应式可表示为(3) 电池放电时，当有 3.6 g 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。解析：(1)将正极和负极的电极反应式合并即得放电时的电池反应：Cd + 2H2O+ 2NiOOH=Cd(OH米 2Ni(0H)2,负极消耗 OHI使溶液的 pH 减小。(2)电池充电时的电极反应恰 好与放电相反，即 Cd 元素被还原， Ni 元素被氧化，其阳极反应式为2Ni(OH)22OH2e=2HO+ 2NiO(OH)。(3)根据关系式 Cd2fO-2 mol e，可确定

15、3.6 g 水参加反应时转移 0.2 mol e一，此时消耗的 Cd 为 0.1 mol，即 11.2 g.答案： (1)Cd 2H2O2NiOOH=Cd(OH2) 2Ni(OH)2减小(2) Cd Ni 2Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O(3) 0.2NA11.29(18 分) 科学家预言,燃料电池将是 21 世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇 燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解质 中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1) 这种电池放电时发生的化学反应方程式： _ 。(2) 此电池的正极发生的电极反应式：_ ,负极发生的电极反应式：(3) 电解液中 H 向_ 极移动，向外电路释放电子的电极是 _。(4) 使用该燃料电池的另一个好处是 _ 。解析：(1)燃料电池的电池反应