2020-2021学年高中化学新教材鲁科版选择性必修1课时分层作业：1.2.2 化学电源

1、课时分层作业(四)化学电源 (建议用时：40分钟)合格过关练1下列电池属于一次电池的是()a锌锰干电池b铅蓄电池c锂电池d氢氧燃料电池a铅蓄电池、锂电池属于二次电池；氢氧燃料电池属于燃料电池。2氢氧燃料电池是将h2和o2分别通到浸入20%40%(质量分数)的koh溶液的多孔石墨电极上，其电池总反应式为2h2o2=2h2o，则下列叙述正确的是()a通入h2的一极是正极，通入o2的一极是负极b通入o2的一极是正极，通入h2的一极是负极c该电池工作一段时间后，电解质溶液的ph增大d该电池工作一段时间后，负极区附近溶液的ph增大b根据电池总反应式可知，该电池工作时不断有h2o生成，则电解质溶液的ph不

2、断减小。通入o2的一极作正极，通入h2的一极作负极，h2在负极上发生氧化反应，其电极反应式为2h24oh4e=4h2o，负极区附近溶液中oh浓度降低，则ph减小。综上分析，b项正确。3碱性电池具有容量大、放电电流大等特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为znmno2h2o=znomn(oh)2。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mno22h2o2e=mn(oh)22ohc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，理论上锌的质量减小6.5 gc根据电池总反应式可知负极反应式为zn2oh2e=zn

3、oh2o，正极反应式为mno22e2h2o=mn(oh)22oh，a、b项正确；电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，c项错误；外电路中每通过0.2 mol电子，有0.1 mol锌参加反应，其质量为6.5 g，d项正确。4锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为koh溶液，反应式为2zno24oh2h2o=2zn(oh)42。下列说法正确的是()a充电时，电解质溶液中k向阳极移动b充电时，电解质溶液中c(oh)逐渐减小c放电时，负极反应式为zn4oh2e=zn(oh)42d放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 l(标准状况)ca项，充电时装置为电解池，溶液中的阳

4、离子向阴极移动；b项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2zn(oh)42=2zno24oh2h2o，c(oh)逐渐增大；c项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为zn4oh2e=zn(oh)42；d项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol o2，其体积为11.2 l(标准状况)。5如图所示是几种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是()氢氧燃料电池示意图a上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池b干电池在长时间使用后，锌筒被破坏c氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源d铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻

5、207 gd干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，a正确；在干电池中，zn作负极，被氧化，b正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，c正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，d错误。6锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为limno2=limno2。下列说法中正确的是()ali是正极，mno2是负极b放电时负极的反应：lie=lic放电时正极的反应：mnoe=mno2d电池放电时，产生高锰酸根离子bli在

6、负极发生反应：lie=li，mno2在正极发生反应：mno2e=mno。7(双选)据报道，以硼氢化合物nabh4(硼元素的化合价为3)和h2o2作原料的燃料电池可用作通信卫星电源，负极材料采用pt/c，正极材料采用mno2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()a电池放电时na从a极区移向b极区b电极b采用mno2，mno2既作电极材料又有催化作用c每消耗1 mol h2o2，转移的电子为1 mold该电池的正极反应为bh8oh8e=bo6h2oab由装置图可知，h2o2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动。负极反应为bh8oh8e=bo6h2o。每消耗1 mo

7、l h2o2，转移的电子为2 mol。8我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的na­co2二次电池。将naclo4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3co24na2na2co3c。下列说法错误的是 ()a放电时，clo向负极移动b充电时释放co2，放电时吸收co2c放电时，正极反应为：3co24e=2cocd充电时，正极反应为：nae=nad电池放电时，clo向负极移动，a项正确；结合总反应可知放电时需吸收co2，而充电时释放出co2，b项正确；放电时，正极co2得电子被还原生成单质c，即电极反应式为3co24e=2coc，c项正确；充电时

8、阳极发生氧化反应，即c被氧化生成co2，d项错误。9研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中该电池的总反应可表示为5mno22ag2nacl=na2mn5o102agcl。下列有关“水”电池在海水中放电的说法正确的是()a正极反应式：agcle=agclb每生成1 mol na2mn5o10转移2 mol电子cna不断向“水”电池的负极移动dagcl是还原产物b原电池的正极得电子发生还原反应，a项错误；每生成1 mol na2mn5o10有2 mol ag被氧化，转移2 mol电子，b项正确；原电池中的阳离子移向正极，所以na不断向“水”电池

9、的正极移动，c项错误；银的化合价升高被氧化，agcl是氧化产物，d项错误。10有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(lialcl4)溶解在亚硫酰氯()中形成的，电池总反应方程式为8li3socl2=6liclli2so32s。下列叙述正确的是()a电解质溶液中混入水，对电池反应无影响b金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极c在电池工作过程中，亚硫酰氯(socl2)被还原为li2so3d在电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极析出硫的物质的量之比为41dli的化学性质活泼，易与水发生反应：2li2h2o=2liohh2，故电解质溶液应为非水溶液，a项错误；由电池总反应式可

10、知，li失电子，作电池的负极，石墨作电池的正极，b项错误；电池工作过程中，socl2被还原为s，c项错误；由电池总反应式知，8 mol li参与反应，提供8 mol电子，同时在正极析出2 mol s，d项正确。11(素养题)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()a正极反应中有co2生成b微生物促进了反应中电子的转移c质子通过交换膜从负极区移向正极区d电池总反应为c6h12o66o2=6co26h2oa图示所给出的是原电池装置。a.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极上电极反应式为o24e4h=2h

11、2o，c6h12o6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为c6h12o624e6h2o=6co224h，负极上有co2产生，故a错误；b.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故b正确；c.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故c正确；d.正极的电极反应式为6o224e24h=12h2o，负极的电极反应式为c6h12o624e6h2o=6co224h，两式相加得电池总反应为c6h12o66o2=6co26h2o，故d正确。12一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入koh溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为c2h61

12、8oh14e=2co12h2o,2h2oo24e=4oh。有关此电池的推断正确的是()a电池工作过程中，溶液的ph逐渐减小b正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为 27c通入乙烷的电极为正极d电解质溶液中的oh向正极移动a电池总反应式为2c2h67o28oh=4co10h2o，故电池工作过程中，溶液的ph逐渐减小，a项正确；正、负极上参加反应的气体的物质的量之比为72，b项错误；通入乙烷的电极为负极，c项错误；电解质溶液中的oh向负极移动，d项错误。13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：(1

13、)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：.2lih22lih.lihh2o=liohh2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。解析本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应式为2h2o2=2h2o，其中h2从0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，可得到h22o

14、h2e=2h2o。(3)由题目中“铂吸附气体的能力强”，可知电极表面镀铂粉的原因是增大电极单位面积吸附h2、o2分子数，从而加快反应速率。(4).li从0价升至1价，作还原剂。.h2o中的部分氢元素从1价降至h2中的0价，故h2o作氧化剂。答案(1)由化学能转化为电能由a到b(2)2h24oh4e=4h2o(或h22oh2e=2h2o)(3)增大电极单位面积吸附h2、o2分子数，加快电极反应速率(4)lih2o14co2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：o2辅助的alco2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用co2，电池反应产物al2(c2o4)3是重要的化

15、工原料。(1)电池的负极反应式：_。电池的正极反应式：6o26e=6o；6co26o=3c2o6o2。反应过程中o2的作用是_。(2)该电池的总反应式：_。解析alco2电池中，al为负极，反应式为al3e=al3(或2al6e=2al3)。根据电池的正极反应式可知o2的作用是作催化剂。将正、负极两个电极反应式相加，可得电池的总反应式为2al6co2=al2(c2o4)3。答案(1)al3e=al3(或2al6e=2al3)催化剂(2)2al6co2=al2(c2o4)315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h2、ch4、co、c2h5oh等可燃物质与o2一起构成的电池

16、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ch42o22oh=co3h2o。(1)负极上的电极反应式为_。(2)消耗标准状况下的5.6 l o2时，有_mol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)根据总反应的化学方程式知ch4co，碳元素的化合价由44，则有ch48eco，根据电荷守恒，左边应配10个oh，最后根据质量守恒得：ch410oh8e=co7h2o。(2)正极反应式为2o24h2o8e=8oh，5.6 l o2的物质的量为

17、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。答案(1)ch410oh8e=co7h2o。(2)1(3)增大素养培优练16瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是y2o3na2o，o2可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是()a瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极ab电极b是正极，o2由电极a流向电极bc电极a的反应式为ch44o28e=co22h2od当固体电解质中有1 mol o2通过时，转移4 mol电子c电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中

18、流动，a错误；电极b中氧气得电子，生成o2，而电极a需要o2作为反应物，故o2由正极(电极b)流向负极(电极a)，b错误；甲烷所在的电极a为负极，电极反应为ch44o28e=co22h2o，c正确；1 mol o2得4 mol电子生成2 mol o2，故当固体电解质中有1 mol o2通过时，转移2 mol电子，d错误。17目前，人们正在研究一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以na导电的­al2o3陶瓷作固体电解质，电池反应式为2naxsna2sx，以下说法正确的是()a放电时，na作正极，s作负极b充电时，钠电极与外接电源的正极相连c若用此电池电解硝酸银溶液，则当阳极

19、上产生标准状况下的气体1.12 l时，消耗金属钠4.6 gd充电时，阴极发生的反应为s2e=xsc放电时，负极失电子被氧化，所以na作负极，s作正极，a项错误；充电时，钠电极上发生还原反应，作阴极，钠电极与外接电源的负极相连，b项错误；电解agno3溶液时，阳极上得到o2，根据电子守恒可知生成1.12 l氧气和消耗4.6 g金属钠时，转移的电子都是0.2 mol，c项正确；充电时，阴极上na得电子被还原，d项错误。18金属(m)空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是()a金属m作电池负极bm2移向金属(m)电极c正极的电极反应为o24e2h2o=4ohd电池反应为2mo22h2o=2m

20、(oh)2bm失去电子作负极，a正确；原电池中阳离子向正极移动，则m2移向正极，金属(m)电极是负极，b错误；正极上氧气得到电子，则正极的电极反应：o24e2h2o=4oh，c正确；m失去电子、氧气得到电子，则电池反应为2mo22h2o=2m(oh)2，d正确。19铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为fe3cr2fe2cr3。下列说法一定正确的是()a电池充电时，b极的电极反应式为cr3e=cr2b电池放电时，b极的电极反应式为fe2e=fe3c电池放电时，cl从b极穿过选择性透过膜移向a极d电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，fe3浓度降低0.1

21、mol·l1a解本题的关键是要知道放电过程为原电池工作原理，充电过程为电解池工作原理，结合原理示意图确定电极反应。放电时负极b发生氧化反应：cr2e=cr3，充电时该电极发生还原反应：cr3e=cr2，a项正确、b项错误；放电时阴离子向负极b移动，c项错误；电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，fe3的物质的量减少0.1 mol，d项错误。20.直接乙醇燃料电池(defc)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。碱性乙醇燃料电池酸性乙醇燃料电池熔融盐乙醇燃料电池(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为_，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原