2019年人教版选修4第四章第二节《化学电源》能力提高

1、2019人教版选修4第四章第二节化学电源word能力提高知能演练轻松闯关基础过关*1,下列有关电池的说法不.正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌镒干电池中，锌电极是负极解析：选B。锂离子电池可以充电，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2,故作为负极，D项正确。2. (2011高考海南卷)一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH2e=2H2。；NiO(OH)+H

2、2O+e=Ni(OH)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.H2O的还原B.NiO(OH)的还原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化解析：选Do该充电电池的反应方程式为：H2放电+2NiO(OH)充电2Ni(OH)2。电池充电时，与外电源正极连接的电极为阳极，发生氧化反应，Ni(OH)2被氧化。3. (2012石家庄高二检测)电动自行车由于灵活、快捷、方便，已成为上班族的主要代步工具，其电源常采用铅蓄电池，铅蓄电池放电时发生下列变化：负极：PbSO422e=PbSO4正极：PbO24HSO242e=PbSO42H2O使用该电池时，若外电路上转移电子0.05mol

3、，则消耗H2SO4的物质的量为()A0.025molB0.05molC0.1molD0.2mol解析：选B。据铅蓄电池放电时正、负极反应知n(H2SO4)=n(电子)=0.05mol,故选B。4. (2012荆州高二检测)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钻(Y2O3)的氧化错(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H1026e13O2=4CO25H2OC通入空气的一极是负极，电极反应为：O24e=2O2D电池的总反应是：2C4H1013O2=8CO

4、210H2O解析：选D。本题主要考查原电池的工作原理。由丁烷与氧气反应的化学方程式（未标明条件）：2C4H1013O2=8CO210H2O，可知原电池的负极发生氧化反应，对应物质的化合价升高：C4H1026e+13O2=4CO2+5H2O；原电池正极发生还原反应，化合价降低：O24e=2O2）显然在熔融电解质中O2从正极移向负极。故正确答案为D。5将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和。2,即可构成CH4燃料电池。已知通入CH4一极的电极反应式是：CH4+10OH8e=CO327H2O；通入O2一极的电极反应式是：O22H2O4e=4OH。下列有关叙述中，不正确的是（）A通入CH

5、4的电极为负极B正极发生氧化反应C溶液中的OH向负极移动D工作一段时间后应补充KOH解析：选B。该燃料电池正极发生还原反应，B不正确。根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应，通入CH4的电极为负极，A正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极，C正确；该电池总反应为CH42O22OH=CO233H2O，工作时消耗KOH，D正确。6一种新型乙醇电池用磺酸类质子作溶质，比甲醇电池效率高出32倍。电池总反应为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,电池示意图如图。|j2zzr质子文校膜下列对这种电池的说法正确的是（）A.b极为电池的负极B.电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再到aC.电池正极的

6、电极反应为：4H+O2+4e-=2H2OD.设每个电子所带电量为q库仑，则1mol乙醇被氧化产生6NAq库仑的电量解析：选C。由图示知，负极反应为C2H5OH12e+3H2O=2CO2f+12H,正极反应为3O2+12e+12H=6H2O?b为正极；电子经外电路由a到b;1mol乙醇被氧化转移12mole，故产生12NAq库仑的电量。7.镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。其中一种镁充电电池的反应为：充电MgxM03S4放电xMg+M03S4下列关于镁充电电池的说法错误的是（）A.放电时，Mg2+向正极迁移B.放电时的正极反

7、应为：Mo3S2x-2xe=Mo3S4C.充电时，电池的负极接外电源的负极D.放电时）负极反应为：Mg2e=Mg2解析：选B。放电时正极得电子，发生还原反应，电极反应式为Mo3s4+2xe=Mo3S2x）B项错。原电池工作时，电池内部阳离子移向正极，A正确。负极放电时失电子被氧化，D正确。充电时得电子被还原，应与外接电源负极相连，C正确。8. （2012沈阳高二检测）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽充电车。电池反应为：FePO4+Li放电LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO45负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正

8、确的是（）A.可加入硫酸以提高电解质的导电性B.放电时电池内部Li+向负极移动C.充电过程中，电池正极材料的质量减少D.放电时电池负极反应为：FePO4+Li+e=LiFePO4解析：选Co放电时）负极：Lie=Li，正极：FePO4+Li+e=LiFePO4,充电时相反，所以C正确；D错误；若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错误；放电时，L（正电荷）应在电池内部（电解质中）向正极移动，B错误。9. （2012三门峡高二测试）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：Zn+2OH2e=ZnO+H2O,Ag2O

9、+H2O+2e=2Ag+2OH根据上述反应式，做下列题目：(1)判断下列叙述中正确的是。A.在使用过程中，电解质KOH被不断消耗B.使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C. Zn是负极，Ag2O是正极D. Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式：(3)使用时，负极区的pH(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH,电解质溶液的pH。解析：(1)由两电极反应相加得电池总反应式：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,由总反应式知，在使用过程中KOH不被消耗，A错；由电极反应式，可知Zn是负极，发生氧化反应，Ag2O是正极,发生还原反应，电子由Zn极流

10、向Ag2O极。故C对，B、D均错。(3)电解质溶液为KOH溶液，使用时，负极区消耗OH，pH减小；正极区产生OH，pH增大，消耗和产生的量相等，H2O的量不变，电解质溶液的pH不变。答案：(1)C(2)ZnAg2O=ZnO2Ag(3) 减小增大不变10 (1)铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。试根据上述情况判断：蓄电池的负极材料是。工作时，正极反应为工作时，电解质溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)。工作时，电解质溶液中阴离子移向极。电流方向从极流向极。(2)ZnMnO2干电

11、池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向(填“正极”或“负极”)。解析：根据原电池原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以Pb为负极；正极发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知，PbO2是氧化剂，即正极反应：PbO2SO244H2e=PbSO42H2O；从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应，H+转变成H2O,所以溶液pH增大；原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。答案：(1)PbPbO2+SO2+4H+2e=PbSO4+2H2O增大负正负(2)Zn(或锌)

12、正极能力提升11 .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KOH落液电极表面镀一层细小的粕粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(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(ffla、b表示)。(2)负极反应式为_(3)电极表面镀粕粉的原因为该电池工作时，H2和02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：I.2Li+H2=2LiHn.LiH+H2O=LiOH+H2T反应i中的还原剂是，反应n中的氧化剂是。已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(

13、标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。由生成的LiH与H2O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：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。总反应为2H2O2=2H2O,其中H2从零价升至+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，故电极反应式左右应各加上OH。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)I中Li从零价升至+1价，作还原剂。II中H2O的H从+1价降至H2中的零价，作氧化剂。由反应I,当吸收10molH2时，则生成20molLiH

14、,V=m/p=(20X7.9/0.82)X10-3l=192.68X103L,贝UV(LiH)/V(H2)=192.68X103L/224L=8.60X10-4o20molLiH可生成20molH2,实际参加反应的H2为20X80%=16mol,1molH2转化成1molH2O)转移2mol电子)所以16molH2可转移32mol的电子。答案：(1)由化学能转变为电能由a到b(合理表达形式均可)(2)2H2+4OH4e=4H2O或H2+2OH2e一_=2H2O(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，力口快电极反应速率LiH2O1：1163或8.60X1043212.化学电池在通讯、交流及

15、日常生活中有着广泛的应用。目前常用的银镉(NiCd)电池，其电池总反应Y、放电可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O充电2Ni(OH)2+Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的组合是。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A.B.C.D.(2)废弃的银镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废银镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为(3)锂电池的比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大。它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li+MnO2=LiMnO2。试回答：锂电池比容量特别大的原因是锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因解析：(1)NiCd电池的充、放电条件不相同，因此电池的充、放电反应不属于可逆反应。