（新教材适用）高中化学第4章化学反应与电能第1节原电池第2课时化学电源课后习题新人教版选择性必修1

第2课时化学电源基础巩固1.下列化学电源属于绿色电池的是()。A.铅酸蓄电池B.镍镉电池C.锌锰电池D.氢氧燃料电池答案:D解析:铅酸蓄电池、镍镉电池、锌锰电池都含有一些毒性很强的重金属元素,若处理不当会造成土壤、水源的严重污染;氢氧燃料电池中反应产物是水,无污染。2.下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是()。A.电池Ⅰ中锌是正极B.电池Ⅱ是一次电池C.电池Ⅲ工作时,氢气发生还原反应D.电池Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向石墨棒答案:D解析:电池Ⅰ中锌是负极;电池Ⅱ是铅酸蓄电池,属于二次电池;电池Ⅲ工作时,负极氢气发生氧化反应,A、B、C项都不正确。电池Ⅳ中,锌作负极,工作时电子由锌通过导线流向石墨棒,D项正确。3.正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅酸蓄电池,它具有容量大等优点,其电池反应为2Zn+O22ZnO,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Zn2eZn2+C.正极发生氧化反应D.电解液是强酸答案:B解析:由电池反应知,负极Zn失电子发生氧化反应:Zn2eZn2+,正极上O2得电子发生还原反应,A项、C项错误,B项正确;根据电池总反应可知,电解液不能是强酸,否则无论电池工作与否,锌极很快就会被腐蚀,且酸性溶液中不会有ZnO生成,D项错误。4.环保、安全的铝空气电池的工作原理如图所示,下列有关叙述错误的是()。A.NaCl的作用是增强溶液的导电性B.正极的电极反应式为2H2O+O2+4e4OHC.电池工作过程中,电解质溶液的pH不断增大D.用该电池作电源电解KI溶液制取1molKIO3,消耗铝电极的质量为54g答案:C解析:由图示可知Al电极为负极,电极反应式为3OH+Al3eAl(OH)3,O2在正极发生反应2H2O+O2+4e4OH,总反应方程式为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3↓,电解质溶液的pH基本不变,A、B项正确,C项错误;由1molKI制得1molKIO3转移6mol电子,消耗2molAl,即54g铝,D项正确。5.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+MnO2LiMnO2。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:LieLi+C.电池放电时,正极发生氧化反应D.电池放电时,产生高锰酸根离子答案:B解析:根据锂电池的总反应式可知,Li作负极,发生氧化反应生成Li+;MnO2作正极,发生还原反应,生成MnO2-而不是高锰酸根离子Mn6.在碱性锌锰电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列该电池的电极反应,书写正确的是()。A.负极反应为Zn2eZn2+B.负极反应为Zn+2H2O2eZn(OH)2+2H+C.正极反应为2MnO2+2H++2e2MnO(OH)D.正极反应为2MnO2+2H2O+2e2MnO(OH)+2OH答案:D解析:根据电池的总反应式和氢氧化钾为电解质,Zn作负极,发生氧化反应生成Zn(OH)2,电极反应式中不能出现H+,A项和B项错误;MnO2作正极,发生还原反应,生成MnO(OH),电极反应式中不能出现H+,C项错误,D项正确。7.用锌棒和石墨作电极,氯化铵溶液为电解质溶液,制成一化学电源,如图所示。请回答下列问题。(1)电极名称:Zn,石墨。

(2)电子移动方向为从沿导线移向,电流方向为从流向;电解质溶液中阳离子移向极。

(3)电解质溶液的质量(填“变大”或“变小”)。

(4)若负极质量减小1.3g,则通过电路的电子数目为。

答案:(1)负极正极(2)负极(Zn)正极(石墨)正极(石墨)负极(Zn)正(3)变大(4)2.408×1022解析:(1)在组成的原电池中,Zn作负极,石墨为正极。(2)电子从负极(Zn)沿导线流向正极(石墨),电流方向与电子流动方向相反。电解质溶液中的阳离子移向正极。(3)原电池反应为Zn+2NH4+Zn2++2NH3↑+H2↑,电解质由NH4Cl变为ZnCl2,溶液的质量变大。(4)m(Zn)=1.3g,n(Zn)=0.02mol,失去电子数为0.02mol×2×6.02×1023mol1=2.408×10228.铅酸蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,该电池工作时发生的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。试回答下列问题。(1)铅酸蓄电池的负极材料是,正极反应为。(2)电池工作时,溶液中SO42-(3)电池工作时,电解质溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)若有1mol电子从某电极流出,则参加反应的H2SO4是mol,负极的质量变化是(填“增大”或“减小”)g。

答案:(1)PbPbO2+4H++SO42-+2ePbSO4+2H(2)负(3)增大(4)1增大48解析:(1)蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及原电池原理,负极发生氧化反应,Pb为负极;正极PbO2发生还原反应,正极反应式为PbO2+SO42-+4H++2ePbSO4+2H2O。(2)原电池工作时,溶液中阴离子移向负极。(3)从电池总反应可知H2SO4参加反应,且生成H2O,所以溶液pH增大。(4)根据总反应式,若从负极流出1mol电子,参加反应的H2SO4是1mol,负极有0.5molPb转化为PbSO4,负极增大质量即为0.5molS能力提升1.(双选)一种由甲醇、氧气和强碱溶液组成的新型电池,可持续使用一个月,其电池反应为2CH3OH+3O2+4OH2CO32-+6HA.放电时CH3OH参与反应的电极为正极B.放电时负极的电极反应式为CH3OH+8OH6eCO32-+6HC.标准状况下,通入5.6LO2并完全反应后,有1mol电子转移D.放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH降低答案:BC解析:该原电池负极电极反应式为2CH3OH+16OH12e2CO32-+12H2O,正极反应式为3O2+6H2O+12e2.市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),两极材料通过一种能传导Li+的高分子材料相连。这种锂离子电池的电池反应式为Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是()。A.放电时,负极的电极反应式:LieLi+B.充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C.该电池不能用水溶液作为电解质溶液D.放电过程中Li+向负极移动答案:D解析:放电时在负极上Li失去电子生成Li+,A项正确;充电时,反应物中Li化合价降低、Ni化合价升高,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应,B项正确;由于Li能与水反应,电解质溶液应为非水溶液,C项正确;原电池中阳离子应移向正极,D项错误。3.(双选)科学家设计出质子膜H2S燃料电池,实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是()。A.电极a为电池的负极B.电极b上发生的电极反应:O2+4e2O2C.电路中每通过4mol电子,在正极消耗44.8LH2SD.每17gH2S参与反应,有1molH+经质子膜进入正极区答案:BC解析:该电池为燃料电池,通氧气的一极为正极,即电极b为正极,电极a为负极,A项正确;电极b为正极,有质子存在下氧气得电子生成水,电极反应式为O2+4H++4e2H2O,B项错误;根据装置图,电池总反应为2H2S+O2S2+2H2O,电路中每通过4mol电子,正极消耗1molO2,负极消耗2molH2S,但题中没有给定“标准状况”的条件,所以H2S不一定是44.8L,C项错误;17gH2S即0.5molH2S,每0.5molH2S参与反应会消耗0.25molO2,根据正极反应式O2+4H++4e2H2O,可知有1molH+经质子膜进入正极区,D项正确。4.锂锰电池的体积小、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LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过该有机溶剂迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列问题。(1)外电路的电流方向是由(填字母,下同)极流向极。

(2)电池正极反应式为。

(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?(填“是”或“否”),原因是

。

答案:(1)ba(2)MnO2+Li++eLiMnO2(3)否电极Li是活泼金属,能与水反应解析:(1)根据所给装置图以及原电池反应原理,可知Li作负极材料,MnO2作正极材料,电子流向是a→b,则电流方向是b→a。(2)根据“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过该有机溶剂迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2”,正极的电极反应式为MnO2+Li++eLiMnO2。(3)负极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应,故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。5.高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:图1图2(1)该电池放电时正极的电极反应式为。

(2)盐桥中装有含饱和KCl溶液的琼脂,盐桥中的Cl向(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则K+向(填“左”或“右”)移动。

(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,