精选人教版高中化学必修2练习：2.2.2发展中的化学电源含答案

1、课时提升作业 九发展中的化学电源藏.介格性考试（ 25分钟 50分）一、选择题（本题包括5小题，每小题6分，共30分）1.（2018 浏阳高一检测）废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境 造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝 ， 他的以下想法你认为不正确的是 （ ）A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化镂等化学物质，将废电池中的黑色糊状物直接作 化肥用【解析】选d电池中含有重金属，不能作化肥用。2 .（2018 铜陵高一检测）有一种新型的碱性锌镒电池，它是在酸性锌 镒电池的基础上改进的。下列对于碱性锌镒电

2、池的叙述中不正确的是（）A.碱性锌镒电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极B.这种电池较酸性锌镒电池使用寿命长C.碱性锌镒电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化D.这种电池的电解质由传统的 NHCl换成湿的KOH【解析】选a该新型的锌镒电池也是一次性电池（即干电池），不是 二次电池（即充电电池）,它只能实现化学能转化为电能，而不能将电 能转化为化学能，故C错。3 .下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是Nl Wl律胃-MnO.+C干电池示港图相蓄电池示通图ftfltEl SOj注轨费隔离意氢国燃料电濯示竟图*/*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

3、池在长时间使用后，锌筒被破坏C.铅蓄电池工作时，电能转化成化学能D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源【解析】选Co选项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，D正 确；铅蓄电池工作时化学能转化成电能，充电时电能转化成化学能,C 错误。4.（2018 泰安高一检测）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷 和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电 解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（）A.水既是氧化剂又是溶剂B.放

4、电时正极上有氢气生成C.放电时OH向正极移动D.总反应为 2Li +2H2O_2LiOH+HT【解析】选a该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成 氢气，电解质是LiOH,故A、B、D项正确；原电池中OH向负极移动，C 项错误。5.（2018 邯郸高一检测）氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂， 电极是多孔银电极，电解质溶液是质量分数为30%勺KOH液，有关叙述正确的是（）负极反应为2H-4e-4H+负极反应为2H+4OH4e-4HO工作时正极pH增大，而负极pH减小工作时负极pH增大，而正极pH减小工作时溶液中阴离子移向正极使用一段时间，KOH溶液质量分数仍为30%A. B.C. D

5、.【解析】 选B。氢氧燃料电池在碱性条件下 ，负极:2H2-4e 4H和 4H+4OH 4H0（即 2H+4OH-4e- - 4HO）,pH 减小；正 极:O2+4e+2HA40HpH增大。工作时溶液中 OH向负极。使用一 段时间，电解质的物质的量保持不变，由于生成了 HO,KOHt度变小。【补偿训练】（2018 成都高一检测）新型乙醇燃料电池用能传递质子（H+）的介 质作溶剂，反应式为CH0H+30 2CG+3HO,如图是该电池的示意图， 下列说法正确的 是（）A.a极为电池的正极B.电池正极的电极反应为4H+Q+4e-2H0C.电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极D.电池工作时，1 m

6、ol乙醇被氧化成CO时就有6 mol电子转移【解析】选B。由题图知a极为电池的负极，A项错误,B项正确；电池 工作时电流由正极b极沿导线经灯泡再到a极,C项错误;1 mol乙醇 被氧化成CO时就有12 mol电子转移，D项错误。二、非选择题（本题包括2小题，共20分）6.（10分）（2018 东莞高一检测）（1）有一种燃料电池，总反应式为2H+O上空2H2O,则负极的电极反应式为 正极是。如将（1）中的电解质由KOH改为稀硫酸，则电极反应式为 ,两者的电解液不同 ，反应进行后，其溶液的pH变化是如把H2改为CO,KOH作导电物质，则电极反应式为【解析】（1）由该电池的总反应式及原电池的概念可知

7、，H2在反应中被 氧化，应在负极上反应；O2被还原，应在正极上反应，又因在碱性条件 下不可能有H+参加或生成，故负极反应式为2H+4OF+4e4HO;正极 反应式为 Q+2HO+4e4OH。（2）若将碱性溶液换成酸性溶液，此时不可能有 OF加或生成，负极 反应式为2H-4e-4H+;正极反应式为Q+4H+4e-2HO。由于前者在 碱性条件下反应，KOH*不变，但原电池工作时，H2O增多，溶液变稀,pH 将变小；而后者为酸性溶液，H2SO量不变,H2O增多，溶液酸性减弱，故 pH将变大。（3）如把H改为CO,用KOH乍导电物质，CO生成的CO与碱 反应生成g 3 ,则负极反应式为 2CO+8cM

8、e-ZC2 3 +4HO;正 极反应式为Q+2HO+4e-40H答案：（1）2H2+4OF+4e-4HO O 负极:2H2-4e-4H+ 正极:O2+4H+4e-2H2O 前者变小，后者变大(3)负极:2CO+8OH4e 2C ；+4HO正极:O2+2HO+4e 4OH 7.(10分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌镒干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌镒干电池的 负极材料是,负极发生的电极反应方程式为 若反应消耗16.25 g负极材料， 则电池中转移电子的物质的量为 mob抻将电池的初造MitCh+r NH*CI 锌壳目前常用的银(Ni)镉(Cd)电池总反应式

9、可以表示为放电Cd+2NiO(OH)+22O 嬴2Ni (OH) 2+Cd(OH),已知 Ni(OH)2和 Cd(OH)均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是 (填序号)。以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知X极 为电池的(填“正”或“负”)极,Y极的电极反应方程式为【解析】（1）锌镒干电池中的负极是Zn,发生氧化反应，失去电子生成 锌离子，电极反应式是Zn-2e- - Zn2+;16.25 g Zn 的物质的量是16. 25 g65 = = mol =0.25 mol,每个Zn失去

10、2个电子，所以电池中转移 电子的物质的量是0.5 mol。（2）该反应的反应条件不同，所以不是可逆反应，错误,正确；充电 时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化为电能，所以错 误，正确。 氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，所 以X是负极;Y是正极，发生还原反应，结合电解质溶液，氧气得到电子 生成氢氧根离子，电极反应式为Q+2H2O+4e4OH。答案：（1）锌 Zn-2eZn2+ 0.5（2）（3）负 O+2HO+4e_4OH曼41在羞掾1.（30分钟50分）一、选择题（本题包括6小题，每小题5分，共30分）1.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或

11、NaOHS液 作为电解质溶液，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Q+2HO+4e 4OHB.以NaOHS液为电解液时，负极反应为Al+3OH-3eAl（OH）3；C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保 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】选A。当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极发 生的反应均为 Q+2HO+4e_40HA项正确；铝作负极，负极反应应该 是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的n碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为Al+4OH-3e-

12、A 2 +2H0,B 项错误；该电池在碱性条件下工作时,消耗了碱，反应的化学方程式为n 4A1+3O2+4OH4AlU + +2HO,溶凝的碱性减弱，C项错误；电池工作时,电子从负极流出，经过外电路流向正极，D项错误2.酸性干电池装置示意图如图所示，电池总反应式为Zn+2NZn2+2NHT+HJ,下列说法正确的是（）A.碳为电池的负极B.氨气在碳棒上生成C.电流由锌极流向碳极D.H2在Zn片上生成【解析】选B。A.放电时，锌元素化合价由0价变为+2价、氢元素化 合价由+1价变为0价，所以Zn是负极、C是正极，故A错误;B.碳是正 极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2/ 1 +2e2NH

13、 T +H2 T ,所以氨气、氢气在碳棒上生成，故B正确,D错误；C.电流从正 极流向负极，即由碳棒流向锌极，故C错误。3.（2018 襄阳高一检测）原电池装置如图所示，下列有关叙述正确的是（已知：阳离子交换膜只允许阳离子通过）（）A.锌电极上发生还原反应一 & L、L E（）2 ；B.电池工作一段时间后，甲池的c（S” 4）不变C.电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量增加D.该装置将化学能转化为电能，一段时间后，装置内的电子总量减少 【解析】选B。锌是负极，发生氧化反应,A错误；原电池工作时,阴离 子由正极向负极运动，但阴离子不能通过阳离子交换膜，只出现锌离E、-J02 7 一、 子由甲池移

14、向乙池，甲池的c（S ）不变,B正确；根据B的分析电池 工作一段时间后，甲池溶液仍是硫酸锌溶液，质量不变,C错误；该装置 是原电池装置，将化学能转化为电能，电子的定向移动产生电流，但电 子总量不变，D错误。4.（2018 安庆高一检测）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性 贮备电池，电池反应方程式为2AgCl+MgMg+2Ag+2C-。有关该电池 的说法正确的是（）A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电【解析】选臭Mg失去电子发生氧化反应，是电池的负极，A项错误； 负极反应为Mg-2eMg+,B项错误;Mg-AgC

15、l电池能够被海水激活，改 用KCl作电解质溶液也能够激活该电池，C项错误；Mg-AgCl电池可将 化学能转化为电能用于海上应急照明供电，D项正确。【互动探究】(1)该电池可能发生的副反应为。提示：Mg+2HMg(OH)+H2 镁为活泼金属，可以与水反应。(2)由该电池反应能否说明镁的金属性大于银 ？提示：可以。电池反应都是可以自发进行的氧化还原反应，由方程式可 知，镁的还原性大于银，即金属性镁大于银。5.(2018 清远高一检测)锂-碘电池可用来为心脏起搏器提供能源，其电池反应式可简化为 2Li+I 2 2LiI。下列有关说法正确的是()A.I 2发生氧化反应B.碘电极为该电池的正极C.正极反

16、应为Li-e Li +D.该电池放电时电能转化为化学能【解析】选R分析反应前后元素化合价变化，可得Li为还原剂，I 2 为氧化剂，负极材料为 Li(还原剂),发生氧化反应，电极反应式为 Li-e Li+,正极发生还原反应，电极反应式为12+2e2I-,故A C错 误,B正确；该装置为原电池，原电池是把化学能转化为电能的装置，D 错误。【补偿训练】锂硫电池放电时反应为2Li+SLi 2S,其装置如图所示。下列关于该电池的说法正确的是（）负载Li有机 电解液SA.Li作正极B.电池工作时Li被还原C.电子由S经导线流向LiD.实现了化学能向电能的转化【解析】选D。由锂硫电池放电时反应为 2Li+S

17、Li 2s可知,Li发生 氧化反应，是原电池的负极反应，则Li作负极，故A B错误;C.原电池 工作时，电子经外电路由负极流向正极，故C错误;D.原电池是化学能 转化为电能的装置，故D正确。6.镁燃料电池具有能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、 燃料易于储运等特点。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 （）ICKT cr+OH-CIO+HaOA.放电过程中OH向正极B.电池的总反应式为 Mg+ClC+H2OMg（OH）J +Cl-C.镁电池中镁均为负极，发生氧化反应D.正极反应式：ClO-+HO+2eC1-+2OH【解析】选A。根据工作原理图判断反应过程，

18、判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，碱性溶液中生成Mg(OH)。ClO-在正极反应，由图可知有 C和OH生成，正极反应 式:ClO-+HO+2eC1-+2OHOH向负极移动，生成 Mg(OH)。二、非选择题(本题包括2小题，共20分)7 .(10分)锂镒电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池 反应原理如图所示，其中电解质LiClO,溶于混合有机溶剂中，Li +通过 电解质转移到MnO曷格中生成LiMnO。请回答下列问题：1LiLiCKJ*机擢剂MflO,(1)外电路的电流方向是由 极流向极(填字母)。(2)负极的电极反应式为(3)是否可用水代替电池中的混合有

19、机溶剂？(填“是”或“否”)；原因是【解析】(1)该电池中Li失去电子生成Li+,所以Li作电池的负极， 则a是负极,b是正极，所以外电路中的电流方向由正极流向负极，所 以从b流向a。(2)负极发生氧化反应，即Li失去电子生成Li+,电极反应式为Li-e -Li+。(3)不能用水代替电池中的混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，与水 反应，无法参与原电池反应，不能产生电流。答案：(1)b a (2)Li-e -Li+ (3)否 电极Li是活泼金属，能与水 反应8 .(10分)氢气是未来最理想的能源之一，科学家最近研制出利用太阳 能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术

20、:2HzO武2HT+OT。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列 问题：(1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时,实现能转变为ft。水分解时,断裂的化学键为键,分解海水的反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A 极:2H2+2O-4e-2H2O;B 极:O2+4e-2C2-,则A极是电池的 极；电子从该极(填“流入”或“流出”)。有人以化学反应：2Zn+Q+4H2Zn2+2HO为基础设计出一种原电 池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它靠人体内血液中溶有一定 浓度的Q、H+进行工作。则原电池的负极材料是 正极上发生反应的电极反应式为【解析】(1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时,实现了化学能转变 为电能。水分解时，断裂的化