2019學(xué)年高二化學(xué)選修4課時(shí)訓(xùn)練：第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化1.3.1(魯科版)

1、課時(shí)訓(xùn)練 5 原電池的工作原理 化學(xué)電源基礎(chǔ)夯實(shí)i 電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)，下列相關(guān)電池的敘述準(zhǔn)確的是（）A鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B. 氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸. 氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化D. 太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅解析：選項(xiàng) A 中鋅錳干電池作負(fù)極的是 Zn 石墨作電池的正極，只起導(dǎo)電的作用，被腐蝕的是 Zn; 選項(xiàng) B中氫氧燃料電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不是把熱能直接轉(zhuǎn)化為電能；選項(xiàng) D 中太 陽能電池的主要材料是高純度的單晶硅，它的能量轉(zhuǎn)化率高。答案：C2.下圖是 Zn 和

2、Cu 形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡片上記錄如下，其中描述 合理的是（）NO.: 28 Date： 201935實(shí)驗(yàn)后的記錄：1Zn 為正極，Cu 為負(fù)極。2H+向負(fù)極移動(dòng)。3電子流動(dòng)方向 Zn-Cuo4Cu 極上有 H2產(chǎn)生。5若有 1 mol 電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生 H2為 0.5 molo6正極的電極反應(yīng)式為-_ 2+Zn-2eZn解析：Zn 比 Cu 活潑，Zn 為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e- Zn2+,Cu 為正極，電極反應(yīng)式為2H+2e-H2f，每轉(zhuǎn)移 1 mol 電子產(chǎn)生 H20.5 mol,電子由 Zn 流出經(jīng)導(dǎo)線流向 Cu,溶液中向正極移動(dòng),S 向負(fù)極移動(dòng)，

3、故選 Bo答案：B3.（2019 天津理綜,4）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。 下列相關(guān)敘述準(zhǔn)確的是（）A.B.CD.ICLLSO4(ftjq)A銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B. 電池工作一段時(shí)間后，甲池的 c（S）減小C. 電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡解析：原電池反應(yīng)為 Zn+CuSQZnSQ+CuCu 電極作正極,Cu2+在正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng),A 項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)閮砂氤刂械年庪x子 S 不能透過半透膜，故 c（S）都不變,B 項(xiàng)錯(cuò)誤;甲池中因?yàn)樯?Zn2+, 而乙池中 Cu2+2e-Cu

4、,則乙池中的 CuSO 部分變?yōu)?ZnSQ,導(dǎo)致乙池中溶液總質(zhì)量變大,C 項(xiàng)準(zhǔn) 確;陰離子不能透過半透膜，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C4.研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電 極材料，以 LiOH 為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不準(zhǔn)確的是（）A水既是氧化劑又是溶劑B.放電時(shí)正極上有氫氣生成C 放電時(shí) OH-向正極移動(dòng)D.總反應(yīng)為 2Li+2H2O2LQH+H2f解析：這種電池名稱叫鋰水電池?？赏茰y其總反應(yīng)為 2Li+2H2O2LQH+H2f,再寫出其電極反應(yīng)如下：負(fù)極為 2Li-2e-2Li+;正極為 2H2O+2e- 2OH-+H2f

5、結(jié)合選項(xiàng)分析 A、B、D 都是準(zhǔn)確的。答案：C5.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl 混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSQ+2LiCI+CaCaC2+L2SO4+Pb。 下列相關(guān)說法準(zhǔn)確的是（）A. 正極反應(yīng)式：Ca+2Cl-2e-_B. 放電過程中丄向負(fù)極移動(dòng)C. 每轉(zhuǎn)移 0.1 mol 電子,理論上生成 20.7 g PbD. 常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)解析：正極上發(fā)生還原反應(yīng),A 項(xiàng)錯(cuò)誤；放電過程中 Li+向正極移動(dòng),B 項(xiàng)錯(cuò)誤;由電池總反應(yīng)式可知 每轉(zhuǎn)移0.1 m

6、ol 電子,理論上生成 0.05 mol Pb,質(zhì)量為 10.35 g,C 項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài) 離子不能移動(dòng)，不能產(chǎn)生電流，所以連接電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)。答案：D6.某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為Li1-xCoO2+LXC66C+LiCoQ,其電池如圖所示。下列說法不準(zhǔn)確的是（）A. 放電時(shí)丄 ixC6發(fā)生氧化反應(yīng)B. 充電時(shí)丄 i+通過陽離子交換膜從左向右移動(dòng)C 充電時(shí)將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連D 放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為 Lii-xCoO2+xLi+xe-LiCoQ解析：由電池放電時(shí)的反應(yīng)看出 LixC6中 C 的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng),Lii-xCoO2中

7、 Li 化合價(jià)降 低,發(fā)生還原反應(yīng)，A、D 項(xiàng)準(zhǔn)確;充電時(shí)將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連,C 項(xiàng)準(zhǔn)確；充電時(shí),陽離子由陽極(右邊電極)移向陰極(左邊電極),B 項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B7.生產(chǎn)鉛蓄電池時(shí)，在兩極板上的鉛、銻合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSQ,干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是 2PbSO4+2H2O : PbO2+Pb+2F2SQ下列對(duì)鉛蓄電池的說法錯(cuò)誤的是()A. 需要定期補(bǔ)充硫酸B. 工作時(shí) Pb 是負(fù)極,PbO2是正極C. 工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb+S-26 一 PbSQD. 工作時(shí)電解質(zhì)的密度減小解析：鉛蓄電池放電時(shí)相當(dāng)于原電池，Pb 是負(fù)極,PbO2是正極；負(fù)極發(fā)

8、生的反應(yīng)是 Pb 失去電子生 成Pb2+,Pb2與溶液中的 S 生成 PbSQ 沉淀；放電時(shí)消耗的硫酸與充電時(shí)生成的硫酸相等，在制備 電池時(shí)，PbSQ 的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明 H2SQ 不用補(bǔ)充 放電時(shí)，H2SQ 被消耗，溶液中的 H2SQ 的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。答案：A8.1902 年美國發(fā)明家愛迪生發(fā)明了鎳鐵堿性蓄電池，其在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：NiO2+Fe+2H?O；Fe(OH+Ni(OH)2。用該蓄電池電解(陰、陽極均為惰性電極)M(NO3)x溶液時(shí)，若此蓄電池工作一段時(shí)間后消耗0.36 g 水。(1)_ 電解時(shí)電解池的陽極應(yīng)連接(填序

9、號(hào))。A.NiO2B.FeC.Fe(OHD.Ni(OH)2電解 M(NO3)X溶液時(shí)某一極質(zhì)量增加m g,金屬 M 的相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算式為 _ (用 m、x表示)。電解后溶液的 H+濃度_ (填增大”減小”或不變”)。解析：(1)該蓄電池放電時(shí),NiO2得電子被還原作正極,Fe 失電子被氧化作負(fù)極。根據(jù)電解池的構(gòu)造，陽極應(yīng)與蓄電池的正極 NiO2相連，陰極應(yīng)與蓄電池的負(fù)極Fe 相連。(2)M(NO3)x溶液中的 Mx+在陰極上放電析出金屬M(fèi) : Mx+xe-M;由蓄電池放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)可得到關(guān)系式：2H2OFe2e-Fe(OH)2，再根據(jù)串聯(lián)電極上通過電子的物質(zhì)的量相等，得到金屬 M 與出。

10、的關(guān)系為：M xe-xH2O,結(jié)合析出金屬 M 的質(zhì)量 m g 及消耗水的質(zhì)量 0.36 g,可求出金屬 M 的相對(duì)原子質(zhì)量表達(dá)式為 18xm/0.36=50mx。(3)因?yàn)殛枠O是水電離出的0H-放電生成。2,濃度增大。答案：(1)A (2)50mx增大水平提升9.某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動(dòng)性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與 鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入 6 molL-1的稀硫酸中，乙同學(xué)將電極放入 6 molL-1的 NaOH 溶 液中，如圖所示。H H攤言蜒巴SO膵渣甲(1) 寫出甲池中發(fā)生的相關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式： 負(fù)極_, 正極_。(2) 寫出乙池中發(fā)生的相關(guān)電極反

11、應(yīng)的反應(yīng)式： 負(fù)極_, 正極_。總反應(yīng)離子方程式為_。(3) 如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”,則甲會(huì)判斷出活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出_活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元 素符號(hào))。由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些結(jié)論？。A. 利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序應(yīng)注意選擇合適的電解質(zhì)B. 鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序表已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值D該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析解析：(1)甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg+H2SQ-MgSO4+H2f,Mg 作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+;Al

12、作正極，電極反應(yīng)式為 2H+2e-H2T。(2) 乙池中電池總反應(yīng)方程式為 2Al+2NaOH+6H2O 2NaAI(OH)4+3H2f,負(fù)極上為 Al 被氧 化生成Al3+后與 OH-反應(yīng)生成AI(OH)4-，電極反應(yīng)式為 2Al+8OH-6e-2AI(OH)4-；正極產(chǎn)物為 H2,電極反應(yīng)式為 6H2O+6e-6OH-+3H2f。(3) 甲池中 Mg 為負(fù)極,Al 為正極；乙池中 Al 為負(fù)極,Mg 為正極，若根據(jù)負(fù)極材料金屬比正極活 潑，則甲判斷 Mg 活動(dòng)性強(qiáng)，乙判斷 Al 活動(dòng)性強(qiáng)。(4) 選 AD。Mg 的金屬活動(dòng)性一定比 Al 強(qiáng),金屬活動(dòng)性順序表是準(zhǔn)確的，應(yīng)用廣泛。答案：(1)

13、Mg-2e - Mg 2H +2e-H2f(2) 2Al+8OH-6e-2Al(OH)4-6H2O+6e- 6OH-+3H2f2Al+2OH-+6H2O2AI(OH)4-+3H2f(3) Mg Al (4)AD10. 科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是 21 世紀(jì)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催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下：電解質(zhì)辭液腳稱硫黴甲醇燃料電池工作原理示意圖請(qǐng)回答下列問題：(1)Pt(a)電極是電池的 _極,電極反應(yīng)式為 _ ;Pt(b)電極發(fā)生_反應(yīng)(填 氧化或 還原”),電極反應(yīng)式為 _。(2)電池的總反應(yīng)方程式為 _。如果該電池工作時(shí)電路中通過2 mol 電子,則消耗的 CfOH 有mol。(4)使用該燃