2024-2025学年高中化学第四章第二节化学电源综合训练含解析新人教版必修4

PAGE3-化学电源综合训练一、选择题1．下列关于化学电源的叙述错误的是()A．一般锌锰干电池中碳棒为正极B．铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板C．氢氧燃料电池的正极是通入氧气的电极D．碱性锌锰干电池的比能量和储存时间比一般锌锰干电池高答案B解析铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板为正极板，Pb板为负极板，故B项错。2．获得“863”安排和中科院“百人安排”支持的环境友好型铝碘电池已研制胜利，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为2Al＋3I2=2AlI3。下列说法不正确的是()A．该电池负极的电极反应为Al－3e－=Al3＋B．该电池的正极材料不能是镁C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多D．该电池的正极材料是碘答案D解析由总反应式知A项正确；由镁比铝活泼及镁也能与I2反应知B项正确；转移1mole－消耗锂、铝的质量分别为7g、9g，故C项正确；碘不是导体，故不能作电极材料，D项错误。3.用于潜航器的镁­过氧化氢燃料电池工作原理如图所示。以下说法中错误的是()A．电池的负极反应为Mg－2e－=Mg2＋B．电池工作时，H＋向负极移动C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大D．电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O答案B解析Mg－H2O2燃料电池中Mg作负极：Mg－2e－=Mg2＋，Pt作正极：H2O2＋2H＋＋2e－=2H2O，总反应式为Mg＋H2O2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使c(H＋)减小，pH增大，且H＋移向正极，B项说法错误。4．一种微生物燃料电池的结构示意图如下所示，关于该电池的叙述正确的是()A．电池工作时，电子由a流向bB．微生物所在电极区放电时发生还原反应C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区D．正极反应式为：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O答案D解析A项，左侧MnO2反应转化为Mn2＋，Mn元素化合价降低，发生还原反应，所以左侧电极为电源的正极，所以电子由b流向a，故错误；B项，微生物在右侧，右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，故错误；C项，依据电流的方向，所以放电过程中，H＋从负极区移向正极区，故错误；D项，电池左侧为电池的正极区，MnO2在H＋条件下发生得电子反应，所以正极反应式为：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，故正确。5．已知反应AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液结果发觉电流计指针均发生偏转，据此，下列推断正确的是()A．操作Ⅰ过程中，C1为正极B．操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向B烧杯溶液C．操作Ⅰ过程中，C2棒上发生的反应为AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋＋2e－=AsOeq\o\al(3－,3)＋H2OD．操作Ⅱ过程中，C1棒上发生的反应为2I－－2e－=I2答案C解析操作Ⅰ加入盐酸，反应AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O向正反应方向移动，C1极上I－被氧化为I2，故C1为负极，C2为正极，C2棒上AsOeq\o\al(3－,4)得电子，被还原为AsOeq\o\al(3－,3)，电极反应为AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋＋2e－=AsOeq\o\al(3－,3)＋H2O，故A项错误，C项正确；操作Ⅱ向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液，反应向逆反应方向进行，B烧杯中AsOeq\o\al(3－,3)被氧化为AsOeq\o\al(3－,4)，即C2为负极，C1为正极，A烧杯中C1棒上I2被还原为I－，电极反应为I2＋2e－=2I－，盐桥中K＋(阳离子)向正极移动，即移向A烧杯，故B、D两项错误。二、非选择题6．设计出燃料电池使汽油氧化干脆产生电流是本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，一极通入空气，另一极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。回答如下问题：(1)以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应方程式是________________________________________________________________________。(2)这个电池负极发生的反应是C4H10＋13O2－－26e－=4CO2＋5H2O，正极发生的反应是____________________________________，固体电解质里O2－的移动方向是________，向外电路释放电子的电极是________。(3)人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在ZrO2晶体里掺杂Y2O3，用Y3＋代替晶体里的部分Zr4＋对提高固体电解质的导电实力有帮助，你认为缘由是______________________________________________________________________________________________。(5)汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全，产生________堵塞电极的气体通道。答案(1)2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O(2)O2＋4e－=2O2－向负极移动负极(3)燃料电池具有较高的能量转化率(4)为维持电荷平衡，晶体中的O2－将削减，从而使