《化学电源》分层作业

第2课时化学电源合格考达标练一、选择题：共5小题1.下列对化学电源的叙述正确的是()A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高B.最早使用的化学电源是铅蓄电池C.化学电源均是安全、无污染的D.化学电源是指可充电电池2.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.碳棒取出洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有NH4Cl等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥施用3.下列有关电池的叙述不正确的是()A.水果电池是方便实用的家用电池B.铅蓄电池是一种常用的二次电池C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄4.如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是()A.铜为负极,其附近的溶液变蓝,溶液中有Cu2+产生B.该装置能量转化的形式主要是化学能→电能→光能C.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向将发生改变D.如果将稀硫酸换成柠檬汁,LED灯将不会发光5.汽车的启动电源常用铅蓄电池,其结构如图所示,放电时的电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O根据此反应判断下列叙述正确的是()A.PbO2是电池的负极B.Pb是负极C.PbO2得电子,被氧化D.电池放电时,溶液酸性增强二、非选择题：共2小题6.化学电源在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),锌锰干电池的负极材料是,负极发生的电极反应式为。

锌锰干电池的构造示意图若反应消耗32.50g负极材料,则电池中转移电子的物质的量为mol。

(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池的电池总反应式可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法正确的是。

A.NiO(OH)作负极B.Cd作负极C.此电池是一次电池D.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极的电极反应式为。

氢氧燃料电池的构造示意图7.有人设计以铂和锌为电极材料的原电池,植入人体做某种心脏病患者的心脏起搏器的电源装置,它依靠人体血液中一定浓度的O2和H2O进行工作。请回答下列问题:(1)负极材料是,电极反应为。

(2)正极材料是,电极反应为。

等级考提升练一、选择题：共6小题8.下列金属单质一般不用电解的方法制取的是()A.钠 B.铝 C.钙 D.铁9.最早使用的化学电源是锌锰干电池,即大家所熟悉的干电池,其结构如图所示。尽管这种电池历史悠久,但人们对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为,放电时,电池中的反应如下:E极:2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-F极:Zn+2NH4Cl-2e-Zn(NH3)2Cl2+2H+总反应式:2MnO2+Zn+2NH4Cl2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2下列说法正确的是()A.E极是电池的正极,发生的是氧化反应B.F极是电池的负极,发生的是氧化反应C.从结构上分析,锌锰干电池应属于可充电电池D.锌锰干电池内部发生的氧化还原反应是可逆的10.燃料电池是一种新型电池,主要是利用燃料燃烧原理将化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的基本反应是:X极:12O2+H2O+2e-2OH-Y极:H2+2OH--2e-2H2O下列说法正确的是()A.X是负极 B.Y是正极C.Y极上发生还原反应 D.Y极上发生氧化反应11.最近科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.右边吸附层中发生氧化反应B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-2H2OC.当右边吸附层中产生标准状况下氢气2.24L时,电子在溶液中通过了0.2molD.电解质溶液中Na+向左移动,ClO412.某化学电源的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.采用多孔金属作电极可增大电极接触面积,提高对气体的吸附能力B.通H2的电极作负极,发生氧化反应C.通O2的电极发生的电极反应:O2+4e-+4H+2H2OD.该电池工作时发生的主要能量转化形式为化学能转化为电能和热能13.燃料电池车采用的燃料是装在特别的高压储罐中的液氢。下列有关此燃料电池的说法正确的是()A.该电池工作时,可产生蓝色的火焰B.该电池工作时,电子由正极流向负极C.该电池进空气的极为电池负极,发生电极反应:2H2O+O2+4e-4OH-D.燃料电池的能量利用率比氢气直接燃烧高二、非选择题：共2小题14.(1)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。①该电池的正极材料是。

②若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的(填字母)。

A.NaOH B.ZnC.Fe D.NH3·H2O(2)目前已经使用的乙醇(CH3CH2OH)燃料电池的X极电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,则①X是(填“正极”或“负极”),发生(填“氧化”或“还原”)反应。该电池的电解质显(填“酸性”“碱性”或“中性”)。

②若将电解质换成酸性介质,则正极反应为,通入乙醇的一极是(填“正”或“负”)极。

③标准状况下,有44.8LO2完全反应,则电路中转移mol电子。

15.同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中,对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。[提出问题]影响自制电池效果的因素有哪些?[查阅资源]电极材料,电极间距,水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。[实验探究]Ⅰ.按如图所示连接水果电池。Ⅱ.实验记录如下:序号电极电极间距水果种类电流表示数(μA)①Cu-Al2.0cm西红柿78.5②Cu-Fe2.0cm西红柿70.3③Al-Al2.0cm西红柿0④Cu-Al2.0cm柠檬45.7⑤Cu-Al1.0cm柠檬98.4⑥石墨棒-Al1.0cm柠檬104.5[解释与结论](1)实验①②③的目的是。

对比实验①②③得出的结论是。

(2)欲得出“水果种类对自制水果电池效果有影响”的结论,需要对比实验(填序号)。

对比④⑤得出结论是。

[反思与探讨](3)水果电池中,水果的作用是。

(4)对比实验①②③可知,构成水果电池的电极必须具备的条件为,构成水果电池的其他要素还有、、。

(5)水果电池是利用水果中的化学物质和金属发生化学反应而产生电能的一种装置,如将实验①中的西红柿换成硫酸铜溶液进行实验,电流表示数不为零,Cu片和Al片上发生的电极反应式分别为、,总离子方程式为。

合格考达标练1.下列对化学电源的叙述正确的是()A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高B.最早使用的化学电源是铅蓄电池C.化学电源均是安全、无污染的D.化学电源是指可充电电池答案A解析火力发电的能量转化率不如化学电源的能量转化率高,A项正确;最早使用的化学电源是锌锰干电池,最早使用的充电电池是铅蓄电池,B项错误;化学电源一般较安全,但含重金属的电源如果随意丢弃,将会给环境带来严重的污染,C项错误;有些化学电源是可充电电池,如铅蓄电池,有些是不可充电的电池,如干电池,D项错误。2.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.碳棒取出洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有NH4Cl等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥施用答案D解析虽然氯化铵是一种化学肥料,但电池内部还有其他有害物质,如果用作化肥,会污染土壤,进入生物链后,影响人体健康。3.下列有关电池的叙述不正确的是()A.水果电池是方便实用的家用电池B.铅蓄电池是一种常用的二次电池C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄答案A解析水果电池产生的电流非常微弱且不能连续长时间放电,不能作为家用电池,A项错误;铅蓄电池是一种常用的二次电池,B项正确;氢氧燃料电池产物为水,无污染,C项正确;锌锰干电池工作时,Zn放电被消耗,故工作一段时间后,锌外壳会逐渐变薄,D项正确。4.如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是()A.铜为负极,其附近的溶液变蓝,溶液中有Cu2+产生B.该装置能量转化的形式主要是化学能→电能→光能C.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向将发生改变D.如果将稀硫酸换成柠檬汁,LED灯将不会发光答案B解析锌片作负极,发生氧化反应,铜片作正极,发生还原反应,A错误;该装置的能量转化形式是化学能→电能→光能,B正确;如果把锌片换为铁片,铜片依然为正极,电路中的电流方向不会发生改变,C错误;如果将稀硫酸换为柠檬汁,由于柠檬汁中含有柠檬酸,溶液呈酸性,LED灯也会发光,D错误。5.汽车的启动电源常用铅蓄电池,其结构如图所示,放电时的电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O根据此反应判断下列叙述正确的是()A.PbO2是电池的负极B.Pb是负极C.PbO2得电子,被氧化D.电池放电时,溶液酸性增强答案B解析根据电池反应可知,放电过程中Pb失去电子,作原电池的负极,其电极反应式为Pb+SO42--2e-PbSO4,故B项正确;PbO2在放电过程中得到电子被还原,作原电池的正极,因此A、C两项错误;原电池放电的过程中消耗硫酸,所以溶液的酸性减弱,故6.化学电源在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),锌锰干电池的负极材料是,负极发生的电极反应式为。

锌锰干电池的构造示意图若反应消耗32.50g负极材料,则电池中转移电子的物质的量为mol。

(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池的电池总反应式可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法正确的是。

A.NiO(OH)作负极B.Cd作负极C.此电池是一次电池D.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极的电极反应式为。

氢氧燃料电池的构造示意图答案(1)锌Zn-2e-Zn2+1.0(2)BD(3)负O2+2H2O+4e-4OH-解析(1)锌锰干电池的负极是Zn,失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+;32.50gZn的物质的量是32.50g÷65g·mol-1=0.5mol,1molZn失去2mol电子,所以电池中转移电子的物质的量是1.0mol。(2)由电池总反应式可知,Cd元素化合价由0→+2,化合价升高被氧化,Cd作电池的负极,A错误,B正确;电池可以充放电,因此是二次电池,C错误;放电时化学能转变为电能,D正确。(3)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,X是负极,发生氧化反应,Y是正极,发生还原反应,电解质溶液是KOH溶液,氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。7.有人设计以铂和锌为电极材料的原电池,植入人体做某种心脏病患者的心脏起搏器的电源装置,它依靠人体血液中一定浓度的O2和H2O进行工作。请回答下列问题:(1)负极材料是,电极反应为。

(2)正极材料是,电极反应为。

答案(1)锌2Zn-4e-2Zn2+(2)铂O2+2H2O+4e-4OH-解析以铂和锌为电极材料的原电池,植入人体做某种心脏病患者的心脏起搏器的电源装置,正极是铂,负极是锌,电解质溶液是人体血液。工作时,负极锌被氧化,血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为O2+2H2O+4e-4OH-,负极的反应为2Zn-4e-2Zn2+。等级考提升练8.下列金属单质一般不用电解的方法制取的是()A.钠 B.铝 C.钙 D.铁答案D解析铁一般不用电解的方法制取。9.最早使用的化学电源是锌锰干电池,即大家所熟悉的干电池,其结构如图所示。尽管这种电池历史悠久,但人们对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为,放电时,电池中的反应如下:E极:2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-F极:Zn+2NH4Cl-2e-Zn(NH3)2Cl2+2H+总反应式:2MnO2+Zn+2NH4Cl2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2下列说法正确的是()A.E极是电池的正极,发生的是氧化反应B.F极是电池的负极,发生的是氧化反应C.从结构上分析,锌锰干电池应属于可充电电池D.锌锰干电池内部发生的氧化还原反应是可逆的答案B解析E极是电池的正极,发生的是还原反应,A错误;F极是电池的负极,发生的是氧化反应,B正确;从结构上分析,锌锰干电池应属于一次电池,内部发生的氧化还原反应是不可逆的,C、D错误。10.燃料电池是一种新型电池,主要是利用燃料燃烧原理将化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的基本反应是:X极:12O2+H2O+2e-2OH-Y极:H2+2OH--2e-2H2O下列说法正确的是()A.X是负极 B.Y是正极C.Y极上发生还原反应 D.Y极上发生氧化反应答案D解析由电极反应式可知,X极上发生还原反应,是电池的正极,Y极上发生氧化反应,是电池的负极。11.最近科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.右边吸附层中发生氧化反应B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-2H2OC.当右边吸附层中产生标准状况下氢气2.24L时,电子在溶液中通过了0.2molD.电解质溶液中Na+向左移动,ClO4答案B解析由电子流向可知,右边吸附层为正极,发生还原反应,故A错误;由电子流向可知,左边吸附层为负极,发生氧化反应,电极反应式是H2-2e-+2OH-2H2O,故B正确;电子不能通过电解质溶液,故C错误;原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以电解质溶液中Na+向右移动,ClO4-向左移动,故D12.某化学电源的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.采用多孔金属作电极可增大电极接触面积,提高对气体的吸附能力B.通H2的电极作负极,发生氧化反应C.通O2的电极发生的电极反应:O2+4e-+4H+2H2OD.该电池工作时发生的主要能量转化形式为化学能转化为电能和热能答案C解析该化学电源中通H2的电极为负极,通O2的电极为正极,电解质溶液为KOH,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,C项错误。13.燃料电池车采用的燃料是装在特别的高压储罐中的液氢。下列有关此燃料电池的说法正确的是()A.该电池工作时,可产生蓝色的火焰B.该电池工作时,电子由正极流向负极C.该电池进空气的极为电池负极,发生电极反应:2H2O+O2+4e-4OH-D.燃料电池的能量利用率比氢气直接燃烧高答案D解析燃料电池工作时燃料和氧化剂并不直接接触,所以不会产生火焰,A项错误;所有化学电源工作时,电子都是从负极流向正极,B项错误;发生氧化反应的极为负极,C项错误;燃料电池是特殊的能量转化装置,可使其理论能量转换效率高达90%,D项正确。14.(1)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。①该电池的正极材料是。

②若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的(填字母)。

A.NaOH B.ZnC.Fe D.NH3·H2O(2)目前已经使用的乙醇(CH3CH2OH)燃料电池的X极电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,则①X是(填“正极”或“负极”),发生(填“氧化”或“还原”)反应。该电池的电解质显(填“酸性”“碱性”或“中性”)。

②若将电解质换成酸性介质,则正极反应为,通入乙醇的一极是(填“正”或“负”)极。

③标准状况下,有44.8LO2完全反应,则电路中转移mol电子。

答案(1)①MnO2②锌与还原出来的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀B(2)①正极还原碱性②O2+4H++4e-2H2O负③8解析(1)②锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质,所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去。(2)①X极是O2得电子发生还原反应,作正极,根据X极的电极反应式确定电解质显碱性。③在标准状况下,有44.8LO2即2molO2完全反应,1molO2得4mol电子,则电路中转移电子8mol。15.同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中,对影响