微課時(shí)二十一

1、微課時(shí)二十一一、選擇題1(2018·廣東深圳校級(jí)月考)對(duì)于銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)后得出的結(jié)論和認(rèn)識(shí)中，正確的是()A構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬B由銅、鋅電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負(fù)極C電子由鋅片流經(jīng)稀硫酸到銅片，氫離子在銅片上得到電子放出氫氣D銅鋅原電池工作時(shí)，若有13 g鋅被溶解，電路中就有0.4 mol 電子通過(guò)解析：構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料不一定是兩種金屬，也可以是一種金屬和一種非金屬；由銅、鋅電極與硫酸銅溶液組成的原電池中失電子的是鋅，所以鋅是負(fù)極；電子由鋅片流經(jīng)導(dǎo)線而不是經(jīng)稀硫酸到銅片，氫離子在銅片上得到電子放出氫氣；銅鋅原電池工作時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)Zn2e

2、=Zn2，若有13 g鋅即0.2 mol鋅被溶解，電路中就有0.4 mol 電子通過(guò)。答案：D2(2018·大同三模)液流式鉛蓄電池以可溶性的甲基磺酸鉛(CH3SO3)2Pb代替硫酸作為基質(zhì)溶液，該電池充放電的總反應(yīng)為2Pb22H2OPbPbO24H，下列說(shuō)法正確的是()A該電池放電時(shí)，兩極質(zhì)量均增加B放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為PbO24H2e=Pb22H2OC充電時(shí)，溶液中Pb2向陽(yáng)極移動(dòng)D充電時(shí)，陽(yáng)極周圍溶液的pH增大解析：電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Pb2e=Pb2，正極反應(yīng)式為PbO24H2e=Pb22H2O，該電池放電時(shí)，兩極質(zhì)量均減少；充電時(shí)，溶液中Pb2向陰極移動(dòng)；充電時(shí)陽(yáng)

3、極反應(yīng)式為Pb22H2O2e=PbO24H，pH減小。答案：B3(2018·河北衡水點(diǎn)睛第三次聯(lián)考)有一種燃料電池，所用燃料為H2和空氣，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。電池的總反應(yīng)式為2H2O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2CO2e=H2OCO2。該電池放電時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A正極反應(yīng)為2H2OO24e=4OHBCO向負(fù)極移動(dòng)C電子由正極經(jīng)外電路流向負(fù)極D電池中CO的物質(zhì)的量將逐漸減少解析：該燃料電池燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3，總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2CO2e=H2OCO2，用總反應(yīng)減負(fù)極得正極反應(yīng)式：O22CO24e=2CO，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中，陰離子

4、向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，以形成閉合回路，B項(xiàng)正確；外電路中電子由負(fù)極流向正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)式可知，電池中CO的物質(zhì)的量不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B4(2018·蘭州模擬)科學(xué)家設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()A通入N2的電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：N26e8H=2NHB反應(yīng)過(guò)程中溶液的pH會(huì)變大，故需要加入鹽酸C該電池外電路電流從通入H2的電極流向通入N2的電極D通入H2的電極為負(fù)極，A為NH4Cl解析：正極反應(yīng)式為N26e8H=2NH，負(fù)極反應(yīng)式為：H22e=2H，總反應(yīng)

5、式為：N23H22H=2NH，因此A為NH4Cl，其反應(yīng)過(guò)程中溶液的pH會(huì)增大，故A、B、D正確。答案：C5如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB電池的電解液可為KOH溶液C充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MHOH=H2OMeDMH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高解析：在金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)中，MH(M為零價(jià)，H為零價(jià))在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：MHOHe=MH2O，NiOOH在正極發(fā)生反應(yīng)：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，電解液可為KOH溶液，A、B正確

6、；充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為MH2Oe=MHOH，C錯(cuò)誤；MH中氫密度越大，單位體積電池所儲(chǔ)存電量越多，即電池能量密度越高，D正確。答案：C6(2018·遵義聯(lián)考)科學(xué)家們?cè)谘兄埔环N吸氣式的鋰空氣電池，工作時(shí)吸收空氣中的氧氣在多孔金制成正極表面上反應(yīng)。總反應(yīng)可表示為2LiO2 Li2O2，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A充電時(shí)，多孔金制成的電極外接電源負(fù)極B放電時(shí)，吸收空氣中22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的O2，就有4 mol e從電池負(fù)極流出C放電時(shí)，Li從負(fù)極向正極移動(dòng)D該電池可使用含Li的水溶液作電解質(zhì)溶液解析：充電時(shí)，Li2O2中氧元素失電子生成氧氣，所以多孔金制成的電極作陽(yáng)極，與外接電源的正

7、極相連；Li2O2中的氧元素為1價(jià)，故有2 mol e從負(fù)極流出；放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以Li從負(fù)極向正極移動(dòng)；該電池的負(fù)極材料為L(zhǎng)i，能與水反應(yīng)，所以該電池不能使用含Li的水溶液作電解質(zhì)溶液。答案：C7(2018·甘肅二診)如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測(cè)儀，具有自動(dòng)吹氣流量偵測(cè)與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)酒精檢測(cè)。下列說(shuō)法不正確的是()A電流由O2所在的鉑電極經(jīng)外電路流向另一電極BO2所在的鉑電極處發(fā)生還原反應(yīng)C該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：CH3CH2OH3H2O12e=2CO212HD微處理器通過(guò)檢測(cè)電流大小而計(jì)算出被測(cè)氣體中酒精的含量解析：O2所在的鉑電極為正極，即電流從

8、鉑電極經(jīng)外電路流向另一電極，故A正確；乙醇燃料電池中，O2所在的鉑電極處得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；由題圖知，CH3CH2OH被氧化生成CH3COOH，故負(fù)極反應(yīng)式為CH3CH2OH4eH2O=4HCH3COOH，故C錯(cuò)誤；根據(jù)微處理器通過(guò)檢測(cè)電流大小可以得出電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量，根據(jù)電極反應(yīng)式可以計(jì)算出被測(cè)氣體中酒精的含量。答案：C8(2018·贛州一模)如圖為一種微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是()A分子組成為Cm(H2O)n的物質(zhì)一定是糖類B正極反應(yīng)式為：MnO24H2e=Mn22H2OC放電過(guò)程中，H從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)D若Cm(H2O)n是葡萄糖，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移

9、了6NA電子時(shí)，反應(yīng)的葡萄糖質(zhì)量是60 g解析：分子組成為Cm(H2O)n的物質(zhì)不一定為糖類，如甲醛、乳酸、乙酸乙酯等物質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；MnO2被還原生成Mn2，為原電池的正極，電極反應(yīng)式為MnO24H2e=Mn22H2O，B項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，H從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若Cm(H2O)n是葡萄糖，C元素化合價(jià)可認(rèn)定為0價(jià)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移了6NA個(gè)電子時(shí)，反應(yīng)的葡萄糖的物質(zhì)的量為0.25 mol，質(zhì)量是0.25 mol×180 g/mol45 g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B9(2018·大連二模)以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價(jià)為3價(jià))和H2O2作原料的燃料電池，負(fù)極材料

10、采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A電池放電時(shí)Na從a極區(qū)移向b極區(qū)B電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有還原作用C該電池的負(fù)極反應(yīng)為：BH8OH8e=BO6H2OD每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6 mol解析：原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則Na從a極區(qū)移向b極區(qū)，A項(xiàng)正確；電極b采用MnO2，為正極，H2O2發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH，MnO2既作電極材料又有催化作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO，電極反應(yīng)式為BH8OH8e=BO6H2O，C項(xiàng)正確；正極電極反應(yīng)式為H2O

11、22e=2OH，每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6 mol，D項(xiàng)正確。答案：B10(2018·云南一模)糖生物電池是一種酶催化燃料電池(EFC)，它使用便宜的酶代替貴金屬催化劑，利用空氣氧化糖類產(chǎn)生電流。下列有關(guān)判斷不合理的是()A該電池不宜在高溫下工作B若該電池為酸性介質(zhì)，正極反應(yīng)式為：O24e4H=2H2OC放電過(guò)程中，電池內(nèi)陽(yáng)離子向正極遷移D若該電池為堿性介質(zhì)，以葡萄糖為原料并完全氧化，負(fù)極反應(yīng)式為：C6H12O624e6H2O=6CO224H解析：因?yàn)槊冈诟邷叵掳l(fā)生變性，所以該電池不宜在高溫下工作；該電池為酸性介質(zhì)，正極為氧氣得電子結(jié)合氫離子生成水，反應(yīng)為O24e4H

12、=2H2O；根據(jù)放電過(guò)程中，電池內(nèi)陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極；該電池為堿性介質(zhì)，會(huì)生成CO和H2O。答案：D二、非選擇題11如圖所示，在不同的電解質(zhì)溶液中可以組成不同的電池。(1)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，F(xiàn)e電極是_(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)式為_(kāi)。當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，Al電極是_(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)若把鋁改為鋅，電解質(zhì)溶液為濃硝酸，則Fe電極是_(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)式為_(kāi)。解析：(1)電解質(zhì)溶液是稀硫酸時(shí)，Al電極是負(fù)極，F(xiàn)e電極是正極，正極反應(yīng)式為2H2e=H2。當(dāng)電解質(zhì)溶液是NaOH溶液時(shí)，鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而Fe不反應(yīng)

13、，故鋁作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al3e4OH=AlO2H2O。(2)把鋁改為鋅，用濃硝酸作電解質(zhì)溶液，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，則Fe電極是正極，Zn電極是負(fù)極，F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為NO2He=NO2H2O。答案：(1)正2H2e=H2負(fù)Al3e4OH=AlO2H2O(2)正NO2He=NO2H2O12(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見(jiàn)圖。該電池在使用過(guò)程中石墨電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為_(kāi)；若生成1 mol Y，則需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為_(kāi)L。(2)以甲醇為原料，使用堿性電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池，該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)；若以甲烷代替該燃料電池中的甲醇，向外

14、界提供相等電量，則每代替3.2 g甲醇，所需標(biāo)準(zhǔn)狀況下的甲烷的體積為_(kāi)L。解析：(1)氧氣一定為正極，所以石墨電極為負(fù)極，NO2失電子只能生成N2O5，由負(fù)極反應(yīng)式可知生成1 mol N2O5轉(zhuǎn)移1 mol電子，消耗mol O2，則需標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(O2)mol×22.4 L·mol15.6 L；(2)CH3OH中碳的化合價(jià)為2價(jià)，依據(jù)得失電子、電荷守恒、H元素守恒進(jìn)行配平；1 mol CH3OH、1 mol CH4分別失去6 mol、8 mol電子，n(CH3OH)0.1 mol，失去0.6 mol電子，n(CH4) mol，則V(CH4) mol×22.4 L&

15、#183;mol11.68 L答案：(1)NO2NOe=N2O55.6(2)CH3OH8OH6e=CO6H2O1.6813(1)二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體，可作為一種新型能源。二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h/kg)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_(kāi)，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過(guò)電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E_(列式計(jì)算。能量密度電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1 kW·h3.6×106J)。(2)在丁烷燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式

16、為_(kāi)、正極的反應(yīng)式為_(kāi)。(3)如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320 左右，電池反應(yīng)為2NaxS=Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是_。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的_倍。解析：(1)電解質(zhì)為酸性時(shí)，CH3OCH3失去電子生成CO2和H；CH3OCH3中的C為2價(jià)，因此1個(gè)CH3OCH3可產(chǎn)生12個(gè)電子的電量；1 000 g CH3OCH3輸出的電能為：1.2 V××12×96 500 C/mol3.02×107 J，則能量密度8.39 kJ&

17、#183;h/kg。(3)消耗Na和Pb均為23 g，則鈉硫電池理論放電量(轉(zhuǎn)移電子數(shù))是鉛蓄電池的倍數(shù)為1÷4.5。答案：(1)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12÷(3.6×106) J/(kW·h)8.39 kW·h/kg(2)C4H108H2O26e=4CO226HO226e26H=13H2O(3)xS2e=Sx(或2NaxS2e=Na2Sx)離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫4.514(1)工業(yè)上用CO合成甲醇的反應(yīng)式為：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)。甲醇可用作燃料電池，其電池的工作原理如圖所示。請(qǐng)寫(xiě)出X電極的電極反應(yīng)式：_。當(dāng)電路中有3 mol e轉(zhuǎn)移時(shí)，電池負(fù)極區(qū)中n(H)的變化量為_(kāi)。(2)熔融狀態(tài)下，Z(Na)的單質(zhì)和FeG2(G為Cl)能組成可充電電池(裝置示意圖如圖)，反應(yīng)原理為：2ZFeG2 Fe2ZG放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)；充電時(shí)，_(寫(xiě)物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極；該電池的電解質(zhì)為_(kāi)。(3)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，分別以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫(xiě)出該電池的正極電極反應(yīng)：_。解析：(1)從圖中電子轉(zhuǎn)移方向可知，X為負(fù)極、Y為正極，故a是甲醇，X電極的電極反應(yīng)式為：CH3