人教版選修4第4章電化學基礎第2節(jié)化學電源第2課時作業(yè).doc

第2節(jié)化學電源第2課時作業(yè)1、鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為koh溶液，反應為2zno24oh2h2o=2zn(oh)。下列說法正確的是()a充電時，電解質(zhì)溶液中k向陽極移動b充電時，電解質(zhì)溶液中c(oh)逐漸減小c放電時，負極反應為zn4oh2e=zn(oh)d放電時，電路中通過2 mol電子，消耗氧氣22.4 l(標準狀況)2、世界某著名學術刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結構如圖所示。下列有關該電池放電時的說法正確的是()aa極發(fā)生氧化反應b正極的電極反應式為feox2xe=fexo2c若有22.4 l(標準狀況)空氣參與反應，則電路中有4 mol電子轉移d鐵表面發(fā)生的反應為xh2o(g)fe=feoxxh23、鎳鈷錳三元材料是近年來開發(fā)的一類新型鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等重要優(yōu)點。鎳鈷錳三元材料中ni為主要活潑元素，通?？梢员硎緸椋簂iniacobmnco2，其中a+b+c=1，可簡寫為liao2。放電時總反應為liao2 + nc = li1-xao2 + lixcn（0x1），工作原理如下圖所示，則以下說法錯誤的是（ ） a. 放電時ni元素最先失去電子b. 放電時電子從a電極由導線移向b電極c. 充電時的陽極反應式為liao2 - xe-= li1-xao2 + xli+d. 充電時轉移1mol電子，理論上陰極材料質(zhì)量增加7g4、室溫下，可充電的鈉二氧化碳電池是當今新能源領域的熱點，具有優(yōu)異的性能。下列說法正確的是( )a. 鈉金屬片為正極b. 該電池中的電解質(zhì)為naclo4，工作時clo4-向碳納米管電極移動c. 總反應為：d. 放電時，每消耗3molco2，轉移12mol電子5、圣路易斯大學研制的新型乙醇燃料電池，用能傳遞質(zhì)子(h)的介質(zhì)作溶劑，反應為c2h5oh3o22co23h2o，如圖是該電池的示意圖，下列說法正確的是()aa極為電池的正極b電池正極的電極反應：4ho24e=2h2oc電池工作時電流由a極沿導線經(jīng)燈泡再到b極d電池工作時，1mol乙醇被氧化時有6mol電子轉移6、mg -agcl 電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述不正確的是（ ）a負極反應式為mg-2e-=mg2+b負極會發(fā)生副反應mg+2h2o=mg(oh)2+h2c正極反應式為agcl+e-=ag+cl-d電池放電時cl-由負極向正極遷移7、h2s廢氣資源化利用途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫。反應原理為：2h2s(g) + o2(g) = s2(s) + 2h2o(l) h-632kjmol-1。右圖為質(zhì)子膜h2s燃料電池的示意圖。下列說法不正確的是（）a. 電路中每流過2mol電子，電池內(nèi)部釋放316kj熱能b. 每34gh2s參與反應，有2mol h+經(jīng)質(zhì)子膜進入正極區(qū)c. 電極a為電池的負極d. 電極b上發(fā)生的電極反應為：o2+4e-+4 h+2h2o8、2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()aa為電池的正極b電池充電反應為limn2o4=li1xmn2o4xlic放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化d放電時，溶液中l(wèi)i從b向a遷移9、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應用.鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應式為：zn(s)+2mno2(s)+h2o(l)=zn(oh)2(s)+mn2o3(s),下列說法錯誤的是（ ）a. 電池工作時,鋅失去電子b. 電池正極的電極反應式為：2mno2(s)+h2o(1)+2e-=mn2o3(s)+2oh-(aq)c. 電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極d. 外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g10、li-cu-空氣燃料電池的原理示意如圖，電池通入空氣腐蝕銅電極而產(chǎn)生正極反應物cu2o。下列有關說法正確的是（）a. 電池工作時，正極上有金屬鋰析出b. 電池工作時,負極區(qū)溶液中c(oh-)增大c. 電池放電過程中的總反應為:2cu+2li+2oh-=2li+cu2o+h2od. 停止通入空氣一段時間，電池將停止放電11、一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(y2o3)的氧化鋯(zro2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導o2-。下列對該燃料電池說法正確的是()a. 在熔融電解質(zhì)中，o2-由負極移向正極b. 電池的總反應式：2c4h1013o2=8co210h2oc. 通入空氣的一極是負極，電極反應為o24e-=2o2-d. 通入丁烷的一極是負極，電極反應為c4h1026e-13o2-=4co25h2o12、聯(lián)氨（n2h4）是一種無色的可燃液體。請回答下列問題：（1）聯(lián)氨是火箭的重要燃料。已知：(a) n2h4(l)的燃燒熱h1 = -624.0 kjmol1(b) h2 =-66.4 kjmol1(c) h3 =-28.6 kjmol1寫出n2h4(l)在n2o4(g)中燃燒生成氮氣和液態(tài)水的熱化學方程式_。（2）n2h4能使鍋爐內(nèi)壁的鐵銹（主要成分為fe2o3xh2o）變成磁性氧化鐵，從而可減緩鍋爐銹蝕。反應過程中每生成0.1 mol磁性氧化鐵，轉移的電子數(shù)為_。（3）聯(lián)氨-空氣燃料電池的電解質(zhì)為koh溶液。寫出該電池放電時負極的反應式_。（4）聯(lián)氨的制備方法有多種，尿素法是其中之一。在kmno4的催化作用下，尿素co(nh2)2和naclo、naoh溶液反應生成聯(lián)氨、水和兩種鈉鹽,寫出該反應的化學方程式_。13、常見鉛蓄電池是二次電池，其電極材料分別為pb和pbo2，電解液為稀h2so4溶液，工作時的總反應式為pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o。請依據(jù)上述情況判斷：（1）鉛蓄電池的負極材料是_。（2）請依據(jù)兩極材料和總反應，寫出放電時正極反應是_。（3）請依據(jù)總反應式和正極反應式，寫出放電時負極反應是_。（4）放電時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向_極；電流方向從_極流向_極。（5）放電時，電解質(zhì)溶液的酸性_（填“增強”、“減弱”或“不變”）。14、（1）氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料氫氣燃燒熱值高實驗測得，在常溫常壓下，1 mol h2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kj熱量則表示h2燃燒熱的熱化學方程式是 ah2（g）+o2（g）h2o（g） h=+285.8kj/molbh2（g）+o2（g）h2o（l） h=285.8kj/molch2（g）+o2（g）h2o（l） h=+285.8kj/moldh2+o2h2o h=285.8 kj/mol氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應的熱化學方程式如下：n2（g）+3h2（g）2nh3（g）h=92.4 kj/mol反應達到平衡后，升高溫度則反應速率 （填“增大”或“減小”）；平衡將向 （填“正反應方向”或“逆反應方向”）移動（2）鋅銀電池能量大、電壓平穩(wěn)，廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器電解質(zhì)溶液是koh溶液，電池總反應為zn+ag2ozno+2ag該電池的負極材料是 ；電池工作時，陽離子向 （填“正極”或“負極”）移動；（3）常溫下，0.1mol/l nh4cl溶液呈 性（填“酸”、“堿”或“中”），升高溫度可以 （填“促進”或“抑制”）nh4cl的水解15、酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是碳粉，mno2，zncl2和nh4cl等組成的糊狀填充物，該電池在放電過程產(chǎn)生mnooh，回收處理該廢電池可得到多種化工原料，有關數(shù)據(jù)下表所示：溶解度/(g/100g水) 溫度/化合物020406080100nh4cl29.337.245.855.365.677.3zncl2343395452488541614化合物zn(oh)2fe(oh)2fe(oh)3ksp近似值10-1710-1710-39回答下列問題：（1）該電池的正極反應式為 ，電池反應的離子方程式為 。（2）維持電流強度為0.5a，電池工作五分鐘，理論上消耗zn g。（已經(jīng)f96500c/mol）（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有zncl2和nh4cl，二者可通過 分離回收；濾渣的主要成分是mno2、_和 ，欲從中得到較純的mno2，最簡便的方法是 ，其原理是 。（4）用廢電池的鋅皮制備znso47h2o的過程中，需去除少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀硫酸和h2o2溶解，鐵變?yōu)開，加堿調(diào)節(jié)至ph為 時，鐵剛好完全沉淀（離子濃度小于110-5mol/l時，即可認為該離子沉淀完全）；繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)至ph為_時，鋅開始沉淀（假定zn2濃度為0.1mol/l）。若上述過程不加h2o2后果是 ，原因是 。參考答案1、【答案】c【解析】a項，充電時裝置為電解池，溶液中的陽離子向陰極移動。b項，充電時的總反應為放電時的逆反應：2zn(oh)=2zno24oh2h2o，c(oh)逐漸增大。c項，放電時負極失電子發(fā)生氧化反應，由放電時的總反應可知，負極反應式為zn4oh2e=zn(oh)。d項，由放電時的總反應可知，電路中通過2 mol電子時，消耗0.5 mol o2，其體積為11.2 l(標準狀況)。2、【答案】d【解析】a極通入空氣，o2在該電極發(fā)生得電子的還原反應，a錯誤；o2在正極發(fā)生反應，電極反應式為o24e=2o2，b錯誤；由b項分析可知，電路中有4 mol電子轉移時正極上消耗1 mol o2，在標準狀況下的體積為22.4 l，則通入空氣的體積約為22.4 l5112 l，c錯誤；由圖可知，鐵表面h2o(g)參與反應生成h2，則發(fā)生的反應為xh2o(g)fe=feoxxh2，d正確。3、【答案】c【解析】根據(jù)li+的移動方向可知，a為負極，b為正極。a鎳鈷錳三元材料中ni為主要活潑元素，放電時ni元素最先失去電子，故a正確；b放電時電子從負極，即a電極由導線移向正極，即b電極，故b正確；c. 充電時的陽極反應式是放電時的正極反應式的逆反應， lixcn - xe-= nc+xli+，故c錯誤；d. 充電時，陰極反應式為li1-xao2 + xli+ +xe-= liao2，轉移1mol電子，理論上陰極材料質(zhì)量增加1mol鋰離子，質(zhì)量為7g，故d正確；故選c。4、【答案】c【解析】a.該電池放電時鈉金屬片發(fā)生失去電子的氧化反應，鈉金屬片是電池的負極，故a錯誤。b.原電池放電時陰離子移向電池的負極（即該電池的鈉金屬片），故b錯誤。c.該電池也被稱為“可呼吸鈉二氧化碳電池”，放電時吸收co2，充電時放出co2，總反應為4na+3co22na2co3+c 故c正確。d.放電時每3 mol co2參加反應，其中只有1 mol co2被還原為c，轉移4 mol電子，.故d錯誤。故選c。5、【答案】b【解析】原電池工作時，陽離子向正極移動，則a極為負極，a錯誤；正極氧氣得到電子被還原，電極反應式為4ho24e=2h2o，b正確；電池工作時，電流由正極經(jīng)外電路流向負極，在該電池中由b極流向a極，c錯誤；乙醇中c元素的化合價為2價，被氧化后升高到4價，則電池工作時，1mol乙醇被氧化時有12mol電子轉移，d錯誤。6、【答案】d7、【答案】a【解析】解:a.根據(jù)方程式，電路中每流過2mol電子，有1molh2s發(fā)生反應，電池內(nèi)部釋放316kj的總能量，部分以電能的形式發(fā)出，部分以其他形式的能量發(fā)出，a錯誤；b. 34gh2s的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)方程式，有2mol h+經(jīng)質(zhì)子膜進入正極區(qū)，與氧氣結合生成水，b正確；c. 該電池屬于燃料電池，通入燃料的為負極，通入空氣或氧氣的為正極，故電極a為電池的負極，c正確；d.根據(jù)圖示，酸性條件下，o2 在此極上得電子變?yōu)?2價的化合物水，電極b上發(fā)生的電極反應為：o2+4h+4e-=2h2o，d正確；答案選a。8、【答案】c【解析】圖示所給出的是原電池裝置。a.由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的一端為原電池的負極，即b為負極，a為正極，故正確。b.電池充電時為電解池，反應式為原電池反應的逆反應，故正確。c.放電時，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應的是mn元素，鋰元素的化合價沒有變化，故不正確。d.放電時為原電池，鋰離子為陽離子，應向正極(a極)遷移，故正確。9、【答案】c【解析】解：a、根據(jù)總電極反應式，鋅的化合價升高，鋅失去電子，故說法正確；b、正極是得到電子，化合價降低，負極反應式為zn-2e-2oh=zn（oh）2，總電極反應式減去負極反應式，得出正極反應式為：2mno2（s）+h2o（1）+2e-=mn2o3（s）+2oh-（aq），故說法正確；c、電子從負極經(jīng)外電路流向正極，故說法錯誤；d、zn-2e-2oh-=zn（oh）2，通過0.2mol電子，消耗鋅的質(zhì)量理論上是6.5g，故說法正確。10、【答案】d【解析】解：本題考查原電池原理。a、電池工作時，正極發(fā)生反應為cu2o+h2o+2e-=2oh-+2cu，沒有金屬鋰析出，選項a錯誤；b、負極為鋰失電子生成li+，負極區(qū)無水溶液，選項b錯誤；c、電池放電過程中的總反應為：2li+cu2o+h2o=2cu+2li+2oh-，選項c錯誤；d、停止通入空氣一段時間，銅電極不能再氧化生成cu2o，當正極的cu2o全部轉化為cu后，電池將停止放電，選項d正確。答案選d。11、【答案】b【解析】解：本題考查燃料電池的工作原理。12、【答案】(1) h =-1124.4 kjmol1 (2) 6.021022 (3) n2h4-4e-+4oh-=n2+4h2o(4) co(nh2)2+naclo+2naoh=n2h4 +h2o+nacl+na2co3【解析】解：（1）(a)的熱化學方程式為n2h4(l)+ o2(g)=n2(g)+2h2o(l) h1 =-624.0 kjmol1， n2h4(l)在n2o4(g)中燃燒生成氮氣和液態(tài)水的熱化學方程式為(d): 2n2h4(l)+n2o4(g)=3n2(g)+4h2o(l) h4，方程式d=2a-(b+2c)，所以h4=2h1-（h2+2h3）=-1124.4 kjmol1，所以對應的熱化學方程式為：2n2h4(l)+n2o4(g)=3n2(g)+4h2o(l) h4=-1124.4 kjmol1。（2）磁性氧化鐵為fe3o4，fe2o3xh2o被n2h4還原為fe3o4，鐵的化合價從+3價降低到+8/3價，生成1molfe3o4得到電子（3-8/3）31mol=3mol，所以生成0.1 mol磁性氧化鐵轉移的電子數(shù)為0.136.021023= 6.021022。（3）聯(lián)氨-空氣燃料電池中，聯(lián)氨在負極失去電子生成n2，負極的電極反應式為：n2h4-4e-+4oh-=n2+4h2o。（4）kmno4作催化劑，尿素co(nh2)2和naclo、naoh溶液反應生成聯(lián)氨、水和兩種鈉鹽，據(jù)此可寫出相應的化學方程式為：co(nh2)2+naclo+2naoh=n2h4 +h2o+nacl+na2co3。13、【答案】(1) pb (2) pbo2+2e-+4h+so42-=pbso4+2h2o(3) pb-2e-+so42-= pbso4(4) 負極 ； 正 ； 負 (5) 減弱【解析】解：本題通過鉛酸蓄電池放電時的反應情況考查原電池工作原理。（1）根據(jù)電池總反應式可知，pb元素化合價由0價、+4價變?yōu)?2價，因為在原電池中負極發(fā)生失電子化合價升高的氧化反應，所以pb為負極材料。（2）放電時，正極上pbo2得電子，同時與h2so4反應生成pbso4和水，電極反應式為：pbo2+2e-+4h+so42-=pbso4+2h2o。（3）放電時，負極pb失電子發(fā)生氧化反應，同時與so42-反應生成pbso4，電極反應式為：pb-2e-+so42-= pbso4。（4）放電時，負極pb失電子，電子從負極沿外電路流向正極，電流方向與電子運動方向相反，故電流從正極流向負極；陽離子與電流方向形成閉合，陰離子與電子方向形成閉合，所以電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動。（5）放電時，h2so4參加反應導致溶液中c(h+)降低，故電解質(zhì)溶液的酸性減弱。14、【答案】（1）b；增大；逆反應方向；（2）zn；正極；（3）酸；促進【解析】解：（1）在298k、101kpa時，2g 即1molh2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kj熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為h2（g）+o2（g）=h2o（l）h=285.8kj/mol，故選b，故答案為：b；因為合成氨反應的熱化學方程式如下：n2（g）+3h2（g）2nh3（g）h=92.4 kj/mol為放熱反應，所以升高溫度則反應速率增大，平衡將向吸熱反應方向即逆反應方向移動，故答案為：增大；逆反應方向；（2）負極上失電子發(fā)生氧化反應，根據(jù)電池總反應為zn+ag2ozno+2ag可知，zn失電子為負極；原電池中陽離子向正極移動，故答案為：zn；正極；（3）常溫下，0.1mol/l nh4cl溶液為強酸弱堿鹽在溶液中水解，溶液顯酸性；升高溫度促進nh4cl的水解，故答案為：酸；促進15、【答案】（1）mno2eh=mnooh zn2mno22h=zn22mnooh （2）0.05g（3）加熱濃縮、冷卻結晶 鐵粉、mnooh 在空氣中加熱；