人教版高中化学选修四4-2

人教版高中化学选修四4-2第四章第二节一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．(2008·海南高考卷)关于铅蓄电池的说法正确的是 ()A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＝PbSO4(s)＋2e－B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－＝Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)【解析】铅蓄电池的充放电反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4PbSO4＋2H2O，放电时Pb作负极：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)＝PbSO4，在正极上：PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＝PbSO4＋2H2O；充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上发生的是氧化反应，是失去电子而不是得到电子。【答案】B2．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷通入以KOH为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为 ()A．CH4－8e－＋8OH－＝CO2＋6H2OB．O2＋4H＋＋4e－＝2H2OC．CH4＋10OH－－8e－＝COeq\o\al(2－,3)＋7H2O误；而H2作为电池的负极发生的反应是：H2－2e－＝2H＋，溶液中应该是H＋浓度增大，OH－浓度减小，所以A错误；充电反应是从右到左，所以H2被还原，C正确。【答案】CD4．(2008·江苏高考卷)镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是 ()A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiO(OH)＋H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动【解析】由总反应方程式可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd－2e－＋2OH－＝Cd(OH)2，负极碱性变弱，C不正确；正极反应为2NiO(OH)＋2e－＋2H2O＝2Ni(OH)2＋2OH－，放电时，OH－由正极向负极移动，D不正确；充电时，由电能转化为化学能，B不正确；阳极发生氧化反应，Ni(OH)2＋OH－－2e－＝NiO(OH)＋2H2O，A正确。【答案】A5．(2008·宁夏高考卷)一种燃料电池中发生的化学反应式：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是 ()A．CH3OH(g)＋O2(g)＝H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－＝2H2O(l)C．CH3OH(g)＋H2O(l)＝CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－＝4OH－【解析】本题考查原电池电极反应式的书写。该原电池的负极反应物为甲醇，负极反应式中不应该出现氧化剂，而A、B、D负极电极反应物中出现氧化剂氧气，所以A、B、D不正确。【答案】C6．下列说法正确的是 ()A．镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C．化学电池的反应基础是氧化还原反应D．铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2【解析】锌锰电池是一次电池，A不正确；燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池，B不正确；铅蓄电池放电时正极是PbO2，负极是Pb，D不正确。【答案】C7．据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH＋3O2＋4OH－2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，则下列说法错误的是 ()A．放电时CH3OH参与反应的电极为正极B．充电时电解质溶液的pH逐渐增大C．放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－＝COeq\o\al(2－,3)＋6H2OD．充电时每生成1molCH3OH转移6mol电子【解析】从总反应可知：电池放电时甲醇被氧化生成碳酸根离子，而原电池负极发生氧化反应，故甲醇参与反应的电极为负极，电极反应为CH3OH－6e－＋8OH－＝COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。充电时，由反应式可知生成OH－，故pH逐渐增大。【答案】A8．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：Li＋MnO2＝LiMnO2。下列说法中正确的是 ()A．Li是正极，MnO2是负极B．放电时负极的反应：Li－e－＝Li＋C．放电时正极的反应：MnOeq\o\al(－,2)＋e－＝MnO2D．电池放电时，产生高锰酸根离子【解析】Li为负极发生：Li－e－＝Li＋，MnO2为正极发生：MnO2＋e－＝MnOeq\o\al(－,2)。【答案】B9．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为：C2H6＋18OH－－14e－＝2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O7H2O＋7/2O2＋14e－＝14OH－，有关此电池的推断正确的是 ()A．通氧气的电极为负极B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D．电解质溶液中，COeq\o\al(2－,3)向正极移动【解析】燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极，A不正确；由于KOH参与电极反应，所以KOH的物质的量浓度减小，C不正确；电解质溶液中，COeq\o\al(2－,3)几乎不移动，D不正确。【答案】B10．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“＋”，另一个接线柱旁标有“－”。关于标有“＋”的接线柱，下列说法中正确的是 ()A．充电时作阳极，放电时作正极B．充电时作阳极，放电时作负极C．充电时作阴极，放电时作负极D．充电时作阴极，放电时作正极【解析】铅蓄电池是最常见的二次电池，充电时电极反应是放电时电极反应的逆反应。放电时正极得到电子发生还原反应，充电时则失去电子发生氧化反应作阳极。【答案】A11．(2009·盐诚调研)常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为LaNi5H6＋6NiO(OH)LaNi5＋6Ni(OH)2。下列说法不正确的是 ()A．放电时储氢合金作负极B．充电时储氢合金作阴极C．充电时阴极周围c(OH－)减小D．放电时负极反应：LaNi5H6＋6OH－－6e－＝LaNi5＋6H2O【解析】A选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反应：LaNi5H6＋6NiO(OH)＝LaNi5＋6Ni(OH)2，储氢合金是还原剂，作原电池的负极。B选项，充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极。C选项，充电时阴极：LaNi5＋6H2O＋6e－＝LaNi5H6＋6OH－，所以充电时阴极周围c(OH－)应该增大，C选项错误。D选项正确。【答案】C12．据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn＋O2＝2ZnO，其原料为锌、电解液和空气，则下列叙述正确的是 ()A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋C．正极发生氧化反应D．电解液肯定不是强酸【解析】由电池反应知：负极发生氧化反应为Zn－2e－＝Zn2＋，由此可知A、C不对，B正确。由于负极是较活泼的金属锌且产物为ZnO，故电解液肯定不是强酸，否则无论电池工作与否，锌极很快就会被腐蚀完，故D也正确。【答案】BD13．银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2下列判断正确的是 ()A．锌为负极，氧化银为正极B．锌为正极，氧化银为负极C．原电池工作时，负极区溶液pH增大D．原电池反应的化学方程式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag【解析】从电极反应式看，锌失电子被氧化，所以锌为负极；Ag2O得电子被还原，所以是正极。由电极反应式相加，可得总化学方程式：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag从负极电极反应式分析，OH－被消耗，所以负极区溶液的pH应减小，所以应选A、D。【答案】AD14．(2008·广东高考卷)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4＋LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，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．放电时电池正极反应为：FePO4＋Li＋＋e－＝LiFePO4【解析】放电时，负极：Li－e－＝Li＋，正极：FePO4＋Li＋＋e－＝LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4－e－＝FePO4＋Li＋，阴极：Li＋＋e－＝Li，所以易知C、D正确。若加入硫酸，与Li单质(固体)发生反应，所以A错；放电时，Li＋(正电荷)应在电池内部(电解质中)向正极移动，故B错。【答案】CD15．(2009·无锡调研)液态锂离子电池是指Li＋嵌入化合物为正负电极的二次电池。正极采用锂化合物Li1－xCoO2，负极为锂原子嵌入石墨形成的复合材料LiC6，电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等的有机溶液，电池反应为：LiCoO2＋Li1－xC6Li1－xCoO2＋LiC6。下列有关说法不正确的是 ()A．将LiCoO2改写成为氧化物的形式为Li2O·Co2O3B．锂离子电池放电时电池内部Li＋向正极移动C．电流充电时，LiCoO2发生还原反应D．电池放电时，负极反应为：LiC6－xe－＝Li1－xC6＋xLi＋【解析】本题所考查的可逆电池，放电时，负极反应为：LiC6－xe－＝Li1－xC6＋xLi＋，正极反应为：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2；充电时，阳极反应为：LiCoO2－xe－＝Li1－xCoO2＋xLi＋，阴极反应为：Li1－xC6＋xLi＋＋xe－＝LiC6；显然，充电时，LiCoO2发生氧化反应。【答案】C16．(2009·盐城模拟)最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是 ()A．该电池Zn为负极，MnO2为正极B．该电池的正极反应为：MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向ZnD．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片【解析】选C。原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O即得正极反应式MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。【答案】C二、非选择题17．某原电池中，电解质溶液为稀H2SO4，分别向负极通入CO(或H2S)，向正极通入O2(或Cl2)，试完成下列问题。(1)当分别通入CO和O2时：①正极反应：_______________________________________________________________；②负极反应：_______________________________________________________________；③电解质溶液pH的变化：____________________________________________________。(2)当分别通入H2S和Cl2时：①正极反应：_______________________________________________________________；②负极反应：_______________________________________________________________；③电池总反应：_____________________________________________________________；④电解质溶液pH的变化：____________________________________________________。【答案】(1)①O2＋4e－＋4H＋＝2H2O②2CO－4e－＋2H2O＝2CO2＋4H＋③不变(2)①Cl2＋2e－＝2Cl－②H2S－2e－＝2H＋＋S③Cl2＋H2S＝2Cl－＋2H＋＋S④变小18．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气(以C4H10表示)，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。(1)已知该电池的负极反应为C4H10＋13O2－－26e－＝4CO2＋5H2O，则该电池的正极反应式为__________________________，电池工作时，固体电解质里的O2－向____________移动。(2)液化石油