2022-2023学年鲁科版选择性必修1 第1章 第2节　第2课时　化学电源 作业

1、第2课时化学电源课时作业巩固选题表考查点基础巩固能力提升一次电池、二次电池15,6燃料电池37新型电池及综合应用2,48,9基础题组1.(2021四川成都开学考)AlMnO4-电池是一种高能电池,以Ga2O3为缓蚀剂,其示意图如图所示。已知电池反应为Al+MnO4-+2H2OAl(OH)4-+MnO2,下列说法正确的是(C)A.电池工作时,K+向负极移动B.电池工作时,电子由Al经电解质溶液流向NiC.负极反应为Al-3e-+4OH-Al(OH)4-D.电池工作时,Ni电极周围溶液pH减小解析:由电池反应和示意图分析,铝失去电子作负极,镍作正极,MnO4-在正极得电子生成MnO2。原电池工作时

2、,阳离子向正极移动,A错误;电子从负极通过导线和负载进入正极,B错误;负极铝失电子后与碱性溶液中的OH-反应,电极反应为Al-3e-+4OH-Al(OH)4-,C正确;电池工作时,Ni电极发生反应MnO4-+3e-+2H2OMnO2+4OH-,周围溶液pH增大,D错误。2.执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示,其反应原理为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O,被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流,该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的是(B)A.电解质溶液中的SO42-移向a极B.b极为正极,电极反应为O2+2H2O

3、+4e-4OH-C.呼出气体中酒精含量越高,微处理器中通过的电流越大D.a极上的电极反应为CH3CH2OH+H2O-4e-CH3COOH+4H+解析:b极为正极,电解质溶液为酸性环境,正极上O2得电子和H+反应生成水,所以电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,B错误。3.如图是甲醇燃料电池的结构示意图,电池反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O,下列说法正确的是(C)A.左电极为电池的正极,a处通入的物质是甲醇B.右电极为电池的负极,b处通入的物质是空气C.负极反应为CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+D.正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-解析:通过电子的移动方向可知,左电极

4、为负极,右电极为正极;燃料电池中,燃料在负极上失电子发生氧化反应,氧化剂在正极上得电子发生还原反应。左电极是电池的负极,A错误;右电极为电池的正极,B错误;甲醇在负极上失电子生成二氧化碳,负极反应为CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+,C正确;酸性条件下,正极反应为O2+4H+4e-2H2O,D错误。4.(2021黑龙江大庆开学考)根据电化学的知识,填写下列空格:.如图为原电池的示意图。(1)Zn极为原电池的负极,该极的电极反应是,属于(填“氧化反应”或“还原反应”)。(2)如Zn棒质量减轻13 g,则另一电极放出气体的体积(标准状况)为L。.将氢气与氧气的反应设计成燃料电池,其利用率更高

5、,装置如图所示(a、b为多孔碳棒)。(3)该电池中(填“A”或“B”)处电极入口通氢气,b电极的电极反应为。(4)当消耗标准状况下氢气33.6 L时,假设能量转化率为90%,则导线中转移电子的物质的量为mol。解析:.(1)锌、铜为两电极,稀硫酸为电解质溶液的原电池,Zn极为负极,失电子,被氧化,属于氧化反应,电极反应是Zn-2e-Zn2+。(2)另一电极放出的气体是H2,根据得失电子数相等,有ZnH265 g 22.4 L13 g V(H2)65 g13 g=22.4 LV(H2),解得V(H2)=4.48 L,故另一电极放出气体的体积为4.48 L。.(3)燃料电池中燃料通入负极,氧气通入

6、正极,从图中电子的流向判断,a电极是负极,b电极是正极,故A处电极入口通氢气,b电极的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-。(4)因H22e-,消耗标准状况下氢气的物质的量为33.6 L22.4 Lmol-1=1.5 mol,故导线中转移电子的物质的量为1.5 mol290%=2.7 mol。答案:(1)Zn-2e-Zn2+氧化反应(2)4.48(3)AO2+4e-+2H2O4OH-(4)2.7能力题组5.(2022山东济宁检测)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电池反应为Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的

7、是(A)A.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动B.正极发生的反应是Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.原电池放电时,负极上发生反应的物质是Zn,发生氧化反应D.工作时,负极区溶液c(OH-)减小解析:放电时,溶液中的OH-向负极移动,K+、H+向正极移动,故A不正确;正极上Ag2O得电子发生还原反应,电极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,故B正确;根据电池反应Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2可知,放电时Zn元素化合价由0价变为+2价,所以负极上Zn失电子发生氧化反应,故C正确;电解质溶液为KOH溶液,所以负极反应为Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,

8、在负极区,OH-被消耗,导致c(OH-)减小,故D正确。6.(2021四川仁寿模拟)磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池,电池反应为M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C,其原理如图所示,下列说法正确的是(C)A.放电时,石墨电极的电势更高B.充电时,Li+移向磷酸铁锂电极C.充电时,磷酸铁锂电极应与电源正极相连D.放电时,正极反应为M1-xFexPO4+e-+Li+LiFexPO4+(1-x)M解析:从电池反应可以分析出,放电时LiC6变为Li+和6C,Li元素化合价升高被氧化,所以石墨电极是负极,磷酸铁锂电极为正极,放电时电解质中Li+向磷酸铁锂电极

9、方向移动。根据分析,石墨电极为负极,故电势较低,A错误;根据分析,放电时Li+移向磷酸铁锂电极,而充电时离子移动方向相反,向石墨电极移动,B错误;放电时,磷酸铁锂电极是正极,电子流入,充电时,该电极需输出电子,故要和电源正极相连,C正确;根据题图可知,放电时正极反应是M1-xFexPO4+e-+Li+LiM1-xFexPO4,D错误。7.(2021福建龙岩月考)微生物燃料电池可以净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中Cr2O72-浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是(D)A.N极为电池正极,Cr2O72-被还原B.该电池工作时,M极的电极反应为CH3CO

10、OH-8e-+2H2O2CO2+8H+C.Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失去活性D.当M极产生22.4 L CO2气体(标准状况)时,有4 mol电子从N极进入溶液解析:根据图1,电子由M极流向N极,说明M极为电池负极,N极为正极,Cr2O72-在正极得电子被还原为Cr(OH)3,A正确;M极为负极,由图1知,CH3COOH在负极被氧化为CO2,电极反应为CH3COOH-8e-+2H2O2CO2+8H+,B正确;由图2可知,当Cr2O72-浓度较大时,去除率几乎为0,因为其有强氧化性和毒性,使还原菌的蛋白质变性而失去活性,C正确;M极产生22.4 L CO2气体(标准状况)时,根据

11、转移电子关系CO24e-知有4 mol电子从M极流向N极,但电子不进入溶液,D错误。8.(2021湖南长沙期中)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池,其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是(B)A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目减小C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充电时,a电极接外电源正极解析:根据电池的工作原理示意图可知,放电时a电极上I2Br-转化为Br-和I-,电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-,A项正确;放电时正极区I2Br-

12、转化为Br-和I-,负极区Zn转化为Zn2+,溶液中离子的数目增大,B项不正确;充电时b电极发生反应Zn2+2e-Zn,b电极增重0.65 g时,转移0.02mol e-,a电极发生反应2I-+Br-2e-I2Br-,根据各电极上转移电子数相同,则有0.02mol I-被氧化,C项正确;放电时a电极为正极,充电时a电极为阳极,接外电源正极,D项正确。9.(2021山东昌乐月考)回答下列问题。(1)蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。此蓄电池在充电时,负极应与外加电源的(填“正”或“负”,下同)极连接,电极反应为 。(2)已知肼(N2H4)在氧气中完全燃烧生成氮气和水。肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%30%的KOH溶液。肼空气燃料电池放电时,负极的电极反应为。(3)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。放电时,CO32-移向电池的极,负极的电极反应为。解析:(1)此蓄电池在充电时,负极应与外加电源的负极连接;充电时负极对应的是阴极得电子,所以阴极的电极反应为Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-。(2)肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是KOH溶液,通入空气