2020-2021學年高中化學人教版選修4課后作業(yè)：4-2 化學電源 Word版含解析

1、一、選擇題(每小題4分，每小題有1個正確選項，共44分)1一種液氨液氧燃料電池示意圖如圖所示，有關說法正確的是(a)a電池總反應為4nh33o2=2n26h2ob電池工作時，oh向正極移動c電極2發(fā)生的電極反應為o24h4e=2h2od電流由電極1經外電路流向電極2解析：該電池反應中，nh3和o2反應生成了n2和h2o，a項正確；b項，原電池工作時，溶液中陰離子向負極移動，b項錯誤；電極1上，還原劑nh3被氧化，故電極1為負極，電極2上，氧化劑o2發(fā)生還原反應，故電極2為正極，由于電解質溶液呈堿性，故正極反應為o22h2o4e=4oh，c項錯誤；電流由電極2(正極)經外電路流向電極1(負極)，

2、d項錯誤。2. 固體氧化物燃料電池(sofc)以固體氧化物作為電解質。其工作原理如圖所示。下列關于固體燃料電池的有關說法正確的是(d)a電極b為電池負極，電極反應式為2o24e=4o2b固體氧化物的作用是讓電子在電池內通過c若h2作為燃料氣，則接觸面上發(fā)生的反應為h22oh4e=2hh2od若c2h4作為燃料氣，則接觸面上發(fā)生的反應為c2h46o212e=2co22h2o解析：a項中電極b為正極；b項中固體氧化物的作用是通過陰陽離子，電子不能通過；c項中反應應為h2o22e=h2o。3. 二甲醚是一種綠色、可再生的新能源。如圖是綠色電源“燃料電池”的工作原理示意圖(a、b均為多孔性pt電極)。

3、該電池工作時，下列說法不正確的是(b)aa電極為該電池負極bo2在b電極上得電子，被氧化c電池工作時，a電極反應式：ch3och312e3h2o=2co212hd電池工作時，燃料電池內部h從a電極移向b電極解析：a項，充入燃料二甲醚的a電極為負極，a項正確；b項，o2在b電極上得電子，被還原，b項錯誤；c項，電池工作時，負極(a電極)反應為ch3och312e3h2o=2co212h，c項正確；d項，電池工作時，燃料電池內部h移向正極，即從a電極移向b電極，d項正確。4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)2mno

4、2(s)2h2o(l)=zn(oh)2(s)2mnooh(s)下列說法錯誤的是(c)a電池工作時，鋅失去電子b電池正極的電極反應式：2mno2(s)2h2o(l)2e=2mnooh(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0.2 mol電子，鋅的質量理論上減小6.5 g解析：由所給的電池總反應可知，電池工作時，每有1 mol zn參加反應，失去2 mol電子，則會有2 mol電子從負極zn開始流經外電路而流向正極，并在正極發(fā)生反應，2mno2(s)2h2o(l)2e=2mnooh(s)2oh(aq)，外電路每通過0.2 mol電子，zn的質量就減輕6.5 g

5、。5.我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的na­co2二次電池。將naclo4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料，電池的總反應為3co24na2na2co3c。下列說法錯誤的是(d)a放電時，clo向負極移動b充電時釋放co2，放電時吸收co2c放電時，正極反應為3co24e=2cocd充電時，正極反應為nae=na解析：根據電池的總反應知，放電時負極反應：4na4e=4na，正極反應：3co24e=2coc，充電時，陰(負)極：4na4e=4na，陽(正)極：2coc4e=3co2，放電時，clo向負極移動。根據充電和放電時的電極反應式知，充電時釋放c

6、o2，放電時吸收co2。6鎳鎘(nicd)可充電電池在現代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為koh溶液，其充、放電按下式進行：cd2niooh2h2ocd(oh)22ni(oh)2有關該電池的說法正確的是(a)a充電時陽極反應：ni(oh)2eoh=nioohh2ob充電過程是化學能轉化為電能的過程c放電時負極附近溶液的堿性不變d放電時電解質溶液中的oh向正極移動解析：由總反應可知，放電時，負極cd發(fā)生氧化反應：cd2e2oh=cd(oh)2，負極堿性變弱，c項錯誤；正極反應為2niooh2e2h2o=2ni(oh)22oh，放電時，oh由正極向負極移動(內電路)，d項錯誤；充電時

7、，電能轉化為化學能，b項錯誤；充電時陽極發(fā)生氧化反應，即為ni(oh)2ohe=nioohh2o，a項正確。7熱激活電池常用作火箭的工作電源，某種熱激活電池以ca和pbso4為電極材料，以無水liclkcl為電解質，電池總反應為pbso42liclca=cacl2li2so4pb。當電解質受熱熔融后，電池即可瞬間放電。下列有關說法不正確的是(c)apbso4電極發(fā)生還原反應b負極的電極反應為ca2e=ca2c放電時k向負極移動 d每轉移1 mol電子正極質量減少48 g解析：a項，ca為原電池的負極，pbso4為正極，正極發(fā)生還原反應，a項正確；b項，負極發(fā)生氧化反應，電極反應為ca2e=ca

8、2，b項正確；c項，放電時陽離子k移向正極，c項錯誤；d項，正極反應式為pbso42e=pbso，每轉移1 mol電子，正極消耗0.5 mol pbso4，產生0.5 mol pb，故正極減少的質量為0.5 mol×(303207) g·mol148 g，d項正確。8下圖是某種酶生物燃料電池的工作原理示意圖。下列說法中不正確的是(c)a葡萄糖是還原劑b外電路中電子由a極移向b極c溶液中h由b極區(qū)移向a極區(qū)db極電極反應式為：h2o22h2e=2h2o解析：根據圖中信息可知，h2o2轉化為h2o，氧元素化合價由1降為2價，得到電子發(fā)生還原反應，b極為燃料電池的正極，a極為燃料

9、電池的負極。a.葡萄糖發(fā)生氧化反應作為還原劑，選項a正確；b.外電路中電子由負極a極移向正極b極，選項b正確；c.電池中陽離子向正極移動，故溶液中h由a極區(qū)移向b極區(qū)，選項c不正確；d.b極為正極，h2o2得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：h2o22h2e=2h2o，選項d正確。答案選c。9有四種燃料電池：a.固體氧化物燃料電池、b.堿性氫氧化物燃料電池、c.質子交換膜燃料電池、d.熔融鹽燃料電池，下面是工作原理示意圖，其中正極反應生成水的是(c)解析：a項，正極反應生成o2；b項，正極反應生成oh；c項，正極反應生成h2o；d項，正極反應生成co。10.科學家用氮化鎵材料與銅組裝如圖所示人

10、工光合系統，利用該裝置成功地實現了以co2和h2o合成ch4。下列說法不正確的是(c)a該過程是將太陽能轉化為化學能的過程bgan表面發(fā)生氧化反應：2h2o4e=o24hccu表面的反應是：co28e6h2o=ch48ohdh透過質子交換膜從左向右遷移解析：由電池裝置圖可知原電池的工作原理：失去電子電極為負極，得到電子的電極為正極，電子由負極流向正極，陽離子向正極移動，陰離子往負極移動。電極反應式：cu作正極，二氧化碳得到電子生成甲烷，則cu電極上的電極反應為：co28e8h=ch42h2o，氮化鎵作負極，h2o失去電子變成o2 ，則氮化鎵電極反應式為：2h2o 4e=4ho2，整個過程太陽能

11、轉化為化學能，化學能轉化為電能。a.該過程是將太陽能轉化為化學能，選項a正確；b.gan作負極發(fā)生氧化反應：h2o失去電子變成o2 ，電極反應式為：2h2o4e=4ho2，選項b正確；c.銅電極得電子為正極，電極反應式為：co28e8h=ch42h2o，選項c不正確；d.電池內部h透過質子交換膜從左向右遷移，選項d正確。答案選c。11高鐵電池是一種新型可充電電池，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充電時陽極反應

12、為：fe(oh)33e5oh=feo4h2oc放電時每轉移3 mol電子，正極有1 mol k2feo4被氧化d放電時正極附近溶液的堿性增強解析：依據放電的電池反應式，鐵的化合價從6價降低到3價，即1 mol k2feo4被還原得到3 mol電子。(1)易錯選項分析：本題往往會因為搞不清可充電電池的反應方向，混淆電極反應，而錯選a或b。放電時zn為負極，發(fā)生氧化反應，充電時陽極發(fā)生氧化反應。(2)其他錯誤選項分析錯誤選項錯因剖析d項原因在于搞不清可充電電池的反應方向，混淆充、放電時的電極周圍的各種粒子變化，放電時的正極反應為：feo3e4h2o=fe(oh)35oh。二、非選擇題(共56分)1

13、2(16分)鉛蓄電池是典型的可充電電池，電池總反應式為：pbpbo24h2so2pbso42h2o。請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)：(1)放電時，正極的電極反應式是pbo22e4hso=pbso42h2o；電解液中h2so4的濃度將變??；當外電路通過1 mol電子時，理論上負極板的質量增加48 g。(2)在完全放電耗盡pbo2和pb時，若按圖連接，電解一段時間后，則在a電極上生成pb，電極反應：pbso42e=pbso，b電極上生成pbo2，電極反應：pbso42h2o2e=pbo24hso，此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換。解析：(1)放電時正極上發(fā)生還原反應，由總電池反應知，發(fā)生

14、還原反應的物質為pbo2，產物為pbso4，同時消耗h2so4，故正極反應為pbo22e4hso=pbso42h2o。(2)當完全耗盡pbo2和pb時，按圖連接時，a極為電解池的陰極，電解質溶液中pbso4產生的pb2，在此極上得電子，發(fā)生還原反應pbso42e=pbso；而b為電解池的陽極，電極反應可由總電池反應2pbso42h2opbpbo24h2so減去陰極反應得到：pbso42h2o2e=pbo24hso。13(10分)(1)我國首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池作為能源的新型的海水標志燈，以海水為電解質溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流，只要把燈放入海水數分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光。則電

15、源的負極材料是鋁，負極反應為4al12e=4al3；正極材料是石墨等惰性電極，正極反應為3o26h2o12e=12oh。(2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視， 可用li2co3和na2co3的熔融鹽混合物作電解質，co為陽極燃氣，空氣與co2的混合氣為陰極助燃氣，制得在650 下工作的燃料電池，完成有關電池反應式。陽極反應式：2co2co4e=4co2，陰極反應式：o22co24e=2co，電池總反應式：2coo2=2co2。(3)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機陽離子、al2cl和alcl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應接電源的負極，已知電鍍過程中不

16、產生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，陰極電極反應式為4al2cl3e=al7alcl。若改用alcl3水溶液作電解液，則陰極產物為h2。(4) “鎂次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖所示，該電池的正極反應式為clo2eh2o=cl2oh。解析：(1)該電池為原電池，負極材料為鋁，鋁失去電子，電極反應式為4al12e=4al3；正極材料為石墨等惰性電極，氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為3o26h2o12e=12oh。(2)空氣中的o2在陰極得到電子并與co2反應生成co，陰極反應式為：o22co24e=2co；將兩個電極方程式相加得到電池總反應式：2coo2=2co2。(3) 鋼制品

17、上電鍍鋁，所以鋼制品作陰極，連接電源的負極；al2cl在陰極上得到電子生成al，從而鋁鍍在鋼制品上，陰極電極反應式為4al2cl3e=al7alcl；若改用alcl3水溶液作電解液，陰極上將是水溶液中的h得到電子生成h2，故陰極產物為h2。(4) “鎂次氯酸鹽”燃料電池，鎂作負極，clo在正極上得到電子生成cl，同時溶液中產生oh，所以正極反應式為clo2eh2o=cl2oh。14(14分)zn­mno2干電池應用廣泛，其電解質溶液是zncl2­nh4cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是zn(或鋅)。電池工作時，電子流向正極(填“正極”或“負極”)。(2)若zncl2&#

18、173;nh4cl混合溶液中含有雜質cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是鋅與被還原出來的cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。欲除去cu2，最好選用下列試劑中的b(填代號)。anaoh bzncfe dnh3·h2o(3)干電池都標有保質期，長時間放置會自行放電的原因是鋅與其中的雜質構成原電池而加快鋅的腐蝕。(提示 ：干電池的鋅片不純，常常混有碳等雜質)解析：(1)負極是失電子的一極，zn失電子，電子由負極經外電路流向正極。(2)鋅與還原出來的cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質，所以應選zn將cu2置換為單質而除去。(3)鋅與其中的雜質構成原電池而加快鋅的腐蝕。15(16分)co2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：o