人教版選修4 第4章第2節(jié) 化學電源 作業(yè) (2).doc

第四章第二節(jié)化學電源過關訓練試題（時間：45分鐘 滿分：100分）一、單項選擇題(每小題5分，共50分)1對化學電源的敘述正確的是(a)a化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高b化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位c化學電源均是安全、無污染的d化學電源即為充電電池解析：化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高，故a正確；火力發(fā)電居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位，故b錯誤；部分廢舊化學電源會引起重金屬污染，故c錯誤；化學電源包括一次電池、充電電池、燃料電池等，故d錯誤。2據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池。因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染。其電池反應為2zno2=2zno，原料為鋅粒、電解液和空氣。則下列敘述正確的是(b)a鋅為正極，空氣進入負極反應 b負極反應為zn2e=zn2c正極發(fā)生氧化反應 d電解液可能為強酸3nicd可充電電池，可以發(fā)生如下反應：cd(oh)22ni(oh)2cd2nio(oh)2h2o，由此可知，該電池的負極材料是(a)acd bnio(oh) ccd(oh)2 dni(oh)2解析：發(fā)生原電池反應即放電反應時，一定是較活潑的金屬作負極，發(fā)生氧化反應。故cd是負極材料。4某固體酸燃料電池以cahso4固體為電解質傳遞h，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2h2o2=2h2o，下列有關說法正確的是(d)a電子通過外電路從b極流向a極bb極上的電極反應式為：o22h2o4e=4ohc每轉移0.1 mol 電子，消耗1.12 l的h2dh由a極通過固體酸電解質傳遞到b極解析：由電池總反應方程式及原電池原理可知，充入h2的一極即a極是負極，充入o2的一極即b極是正極；電子由負極經(jīng)外電路流向正極；電池內(nèi)部陽離子即h移向正極，正極即b極的電極反應式應為：o24h4e=2h2o，故a項、b項錯誤，d項正確。c項沒有指明標準狀況，故c項錯誤。5harbermann等設計出利用desulfovibrio desulfurcan 菌種生成的硫化物作為微生物燃料電池的電解質，電池內(nèi)部有質子通過，該系統(tǒng)不經(jīng)任何維護可持續(xù)運行5年，該電池的負極反應式為s24h2o8e=so8h。有關該電池的下列說法中正確的是(c)a若有1.12 l氧氣參與反應，則一定有0.2 mol電子發(fā)生轉移b質子由正極移向負極c該電池的總反應式為s22o2=sod正極的電極反應式為2o28e4h2o=8oh解析：未標明1.12 l氧氣所處的壓強和溫度，不能確定氧氣的物質的量，a項錯誤；質子由負極移向正極，b項錯誤；正極的電極反應式為2o28h8e=4h2o，d項錯誤。6高鐵電池是一新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓，高鐵電池的總反應為：3zn2k2feo48h2o3zn(oh)22fe(oh)34koh下列敘述不正確的是(c)a放電時負極反應為：zn2e2oh=zn(oh)2b放電時正極反應為：feo4h2o3e=fe(oh)35ohc放電時每轉移3mol電子，正極有1molk2feo4被氧化d放電時，正極附近溶液的堿性增強解析：本題主要考查電化學知識和氧化還原反應的有關知識，重點考查對原電池的理解及分析能力。由電池反應式看出放電時zn為負極，k2feo4為正極。放電時，每轉移3mol電子，正極應有1molk2feo4被還原。放電時正極附近有koh生成。7燃料電池的基本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑。此種電池的能量利用率可高達80%(一般柴油發(fā)電機只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關燃料電池的說法錯誤的是(c)a上述燃料電池的負極反應物是氫氣、甲烷、乙醇等物質b氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用c乙醇燃料電池的電解質常用koh溶液，該電池的負極反應為c2h5oh12e=2co23h2od甲烷堿性燃料電池的正極反應為o22h2o4e=4oh解析：氫氣、甲烷、乙醇等在燃料電池中，發(fā)生的反應為氧化反應，故作為電池的負極。電解質為強堿koh溶液，因此電極反應中不可能生成二氧化碳，應該生成co，即負極反應為：c2h5oh12e16oh=2co11h2o。故c錯誤。8流動電池是一種新型電池，其主要特點是可以通過電解質溶液的循環(huán)流動，在電池外部調節(jié)電解質溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。北京化工大學新開發(fā)的一種流動電池如圖所示，電池總反應為cupbo22h2so4=cuso4pbso42h2o。下列說法不正確的是(d)aa為負極，b為正極b該電池工作時，pbo2電極附近溶液的ph增大ca極的電極反應式為cu2e=cu2d調節(jié)電解質溶液的方法是補充cuso4解析：a項，根據(jù)電池總反應可得銅為負極，pbo2為正極，正確；b項，該電池工作時，pbo2電極上發(fā)生的反應為pbo24hso2e=pbso42h2o，消耗了溶液中的h，故溶液的ph增大，正確；c項，銅電極的電極反應為cu2e=cu2，正確；d項，反應生成了cuso4，消耗了h2so4，故應補充h2so4，錯誤。9一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：ch3ch2oh4eh2o=ch3cooh4h。下列有關說法正確的是(c)a檢測時，電解質溶液中的h向負極移動b若有0.4 mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48 l氧氣c電池反應的化學方程式為：ch3ch2oho2=ch3coohh2od正極上發(fā)生的反應為：o24e2h2o=4oh解析：電解質溶液中陽離子應向正極移動，a項錯誤；酸性溶液中，正極上的電極反應為o24e4h=2h2o，d項錯誤；結合正極反應，轉移0.4 mol電子時，消耗0.1 mol o2，其在標準狀況下的體積為2.24 l，b項錯誤；c項符合題目要求。10近年來aist正在研制一種“高容量、低成本”鋰銅空氣燃料電池。該電池通過一種復雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過程為2licu2oh2o=2cu2li2oh，下列說法不正確的是(b)a放電時，li透過固體電解質向cu極移動b放電時，負極的電極反應式為cu2oh2o2e=2cu2ohc通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生cu2od整個反應過程中，銅相當于催化劑解析：根據(jù)放電時的反應判斷鋰電極是負極，銅電極是正極。在電池內(nèi)部陽離子移向正極，即li透過固體電解質向cu極移動，故a正確。負極發(fā)生失電子的氧化反應，故b錯誤。據(jù)圖示和題干信息可知，通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生cu2o，放電時，負極生成銅，整個反應過程中，銅相當于催化劑，故c、d正確。二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11（每空3分，共9分）某學校設計了一節(jié)實驗活動課，讓學生從廢舊干電池中回收碳棒、鋅皮、mno2、nh4cl、zncl2等物質，整個實驗過程如下：(1)了解有關干電池的基本構造和工作原理。如圖所示為干電池的基本構造圖。干電池工作時負極上的電極反應式是_，mno2的作用是除去正極上產(chǎn)生的h2，本身生成mn2o3，該反應的化學方程式是_。(2)鋅皮和碳棒的回收：用鉗子和剪子剪開回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，并刷洗干凈，將電池內(nèi)的黑色粉末移入小燒杯中。(3)氯化銨、氯化鋅的提取、檢驗和分離。如何從黑色粉末中提取nh4cl和zncl2晶體的混合物？寫出簡要的實驗步驟：_。答案：(1)zn2e=zn2 h22mno2=h2omn2o3(3)將黑色粉末溶于水，然后過濾，對濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾、洗滌、烘干12（除標注外，每空2分，共16分）科學家預言，燃料電池是21世紀獲得電子的重要途徑。甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作電極催化劑，在硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。試回答以下問題：(1)配平電池放電時發(fā)生的化學反應方程式：ch3oh_o2_co2_h2o。(2)在硫酸電解液中，ch3oh失去電子，此電池的正極發(fā)生的反應是_，負極發(fā)生的反應是_。(3)電解液中的h向_極移動，向外電路釋放電子的電極是_極。(4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先燃料電池的能量轉換效率高，其次是_。(5)甲醇燃料電池與氫氧燃料電池相比，其主要缺點是甲醇燃料電池的輸出功率較低，但其主要優(yōu)點是_。解析：(1)根據(jù)得失電子守恒配平反應方程式，注意ch3oh中的h顯1價，o顯2價。(2)電極反應的書寫應注意電解質溶液，本題給出的是酸性溶液。(3)由電極反應可知，h在正極被消耗，在負極生成，所以h向正極移動。答案：（1）2324（3分）（2）o24h4e=2h2och3ohh2o6e=co26h（3分）（3）正負(4)對空氣無污染(5)甲醇比h2廉價13（每空2分，共12分）被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點。如圖所示為氫氧燃料電池的結構示意圖，電解質溶液為koh溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒。當氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負兩極通入燃料電池時，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流。試回答下列問題：(1)圖中通過負載的電子流動方向為_(填“向左”或“向右”)。(2)寫出氫氧燃料電池工作時的電極反應和總反應。正極：_，負極：_，總反應：_。(3)為了獲得氫氣，除了充分利用太陽能外，工業(yè)上利用石油產(chǎn)品與水在催化劑作用下制取氫氣。寫出c3h8和h2o反應生成h2和co化學方程式_。(4)若將此燃料電池改為甲烷空氣燃料電池，該電池工作時的負極反應為_。解析：h2在負極上被氧化，o2在正極上被還原，電解質溶液為koh溶液，在書寫電極反應時不出現(xiàn)h。書寫甲烷空氣燃料電池的電極反應時，甲烷被o2氧化的產(chǎn)物是co2，在堿溶液中繼續(xù)反應生成co。答案：（1）向右（2）2h2oo24e=4oh2h24oh4e=4h2o2h2o2=2h2o（3）c3h83h2o3co7h2（4）ch410oh8e=co7h2o14(除標注外，每空2分，共13分)科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下圖：請回答下列問題：(1)pt(a)電極是電池的_極，電極反應式為_；pt(b)電極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為_。(2)該電池的總反應