2022-2023學(xué)年魯科版選擇性必修1 第1章 第2節(jié)　第2課時(shí)　化學(xué)電源 作業(yè)

1、第2課時(shí)化學(xué)電源課時(shí)作業(yè)鞏固選題表考查點(diǎn)基礎(chǔ)鞏固能力提升一次電池、二次電池15,6燃料電池37新型電池及綜合應(yīng)用2,48,9基礎(chǔ)題組1.(2021四川成都開學(xué)考)AlMnO4-電池是一種高能電池,以Ga2O3為緩蝕劑,其示意圖如圖所示。已知電池反應(yīng)為Al+MnO4-+2H2OAl(OH)4-+MnO2,下列說法正確的是(C)A.電池工作時(shí),K+向負(fù)極移動(dòng)B.電池工作時(shí),電子由Al經(jīng)電解質(zhì)溶液流向NiC.負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-Al(OH)4-D.電池工作時(shí),Ni電極周圍溶液pH減小解析:由電池反應(yīng)和示意圖分析,鋁失去電子作負(fù)極,鎳作正極,MnO4-在正極得電子生成MnO2。原電池工作時(shí)

2、,陽離子向正極移動(dòng),A錯(cuò)誤;電子從負(fù)極通過導(dǎo)線和負(fù)載進(jìn)入正極,B錯(cuò)誤;負(fù)極鋁失電子后與堿性溶液中的OH-反應(yīng),電極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-Al(OH)4-,C正確;電池工作時(shí),Ni電極發(fā)生反應(yīng)MnO4-+3e-+2H2OMnO2+4OH-,周圍溶液pH增大,D錯(cuò)誤。2.執(zhí)法交警最常用的一種酒精檢測儀的工作原理示意圖如圖所示,其反應(yīng)原理為CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O,被測者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應(yīng)產(chǎn)生微小電流,該電流經(jīng)電子放大器放大后在液晶顯示屏上顯示其酒精含量。下列說法不正確的是(B)A.電解質(zhì)溶液中的SO42-移向a極B.b極為正極,電極反應(yīng)為O2+2H2O

3、+4e-4OH-C.呼出氣體中酒精含量越高,微處理器中通過的電流越大D.a極上的電極反應(yīng)為CH3CH2OH+H2O-4e-CH3COOH+4H+解析:b極為正極,電解質(zhì)溶液為酸性環(huán)境,正極上O2得電子和H+反應(yīng)生成水,所以電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2O,B錯(cuò)誤。3.如圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖,電池反應(yīng)為2CH3OH+3O22CO2+4H2O,下列說法正確的是(C)A.左電極為電池的正極,a處通入的物質(zhì)是甲醇B.右電極為電池的負(fù)極,b處通入的物質(zhì)是空氣C.負(fù)極反應(yīng)為CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+D.正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-解析:通過電子的移動(dòng)方向可知,左電極

4、為負(fù)極,右電極為正極;燃料電池中,燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。左電極是電池的負(fù)極,A錯(cuò)誤;右電極為電池的正極,B錯(cuò)誤;甲醇在負(fù)極上失電子生成二氧化碳,負(fù)極反應(yīng)為CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+,C正確;酸性條件下,正極反應(yīng)為O2+4H+4e-2H2O,D錯(cuò)誤。4.(2021黑龍江大慶開學(xué)考)根據(jù)電化學(xué)的知識(shí),填寫下列空格:.如圖為原電池的示意圖。(1)Zn極為原電池的負(fù)極,該極的電極反應(yīng)是,屬于(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)。(2)如Zn棒質(zhì)量減輕13 g,則另一電極放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為L。.將氫氣與氧氣的反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池,其利用率更高

5、,裝置如圖所示(a、b為多孔碳棒)。(3)該電池中(填“A”或“B”)處電極入口通氫氣,b電極的電極反應(yīng)為。(4)當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣33.6 L時(shí),假設(shè)能量轉(zhuǎn)化率為90%,則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。解析:.(1)鋅、銅為兩電極,稀硫酸為電解質(zhì)溶液的原電池,Zn極為負(fù)極,失電子,被氧化,屬于氧化反應(yīng),電極反應(yīng)是Zn-2e-Zn2+。(2)另一電極放出的氣體是H2,根據(jù)得失電子數(shù)相等,有ZnH265 g 22.4 L13 g V(H2)65 g13 g=22.4 LV(H2),解得V(H2)=4.48 L,故另一電極放出氣體的體積為4.48 L。.(3)燃料電池中燃料通入負(fù)極,氧氣通入

6、正極,從圖中電子的流向判斷,a電極是負(fù)極,b電極是正極,故A處電極入口通氫氣,b電極的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-。(4)因H22e-,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的物質(zhì)的量為33.6 L22.4 Lmol-1=1.5 mol,故導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5 mol290%=2.7 mol。答案:(1)Zn-2e-Zn2+氧化反應(yīng)(2)4.48(3)AO2+4e-+2H2O4OH-(4)2.7能力題組5.(2022山東濟(jì)寧檢測)銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,下列說法中不正確的

7、是(A)A.溶液中OH-向正極移動(dòng),K+、H+向負(fù)極移動(dòng)B.正極發(fā)生的反應(yīng)是Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.原電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Zn,發(fā)生氧化反應(yīng)D.工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液c(OH-)減小解析:放電時(shí),溶液中的OH-向負(fù)極移動(dòng),K+、H+向正極移動(dòng),故A不正確;正極上Ag2O得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,故B正確;根據(jù)電池反應(yīng)Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2可知,放電時(shí)Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià),所以負(fù)極上Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故C正確;電解質(zhì)溶液為KOH溶液,所以負(fù)極反應(yīng)為Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,

8、在負(fù)極區(qū),OH-被消耗,導(dǎo)致c(OH-)減小,故D正確。6.(2021四川仁壽模擬)磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極材料的一種鋰離子二次電池,電池反應(yīng)為M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C,其原理如圖所示,下列說法正確的是(C)A.放電時(shí),石墨電極的電勢更高B.充電時(shí),Li+移向磷酸鐵鋰電極C.充電時(shí),磷酸鐵鋰電極應(yīng)與電源正極相連D.放電時(shí),正極反應(yīng)為M1-xFexPO4+e-+Li+LiFexPO4+(1-x)M解析:從電池反應(yīng)可以分析出,放電時(shí)LiC6變?yōu)長i+和6C,Li元素化合價(jià)升高被氧化,所以石墨電極是負(fù)極,磷酸鐵鋰電極為正極,放電時(shí)電解質(zhì)中Li+向磷酸鐵鋰電極

9、方向移動(dòng)。根據(jù)分析,石墨電極為負(fù)極,故電勢較低,A錯(cuò)誤;根據(jù)分析,放電時(shí)Li+移向磷酸鐵鋰電極,而充電時(shí)離子移動(dòng)方向相反,向石墨電極移動(dòng),B錯(cuò)誤;放電時(shí),磷酸鐵鋰電極是正極,電子流入,充電時(shí),該電極需輸出電子,故要和電源正極相連,C正確;根據(jù)題圖可知,放電時(shí)正極反應(yīng)是M1-xFexPO4+e-+Li+LiM1-xFexPO4,D錯(cuò)誤。7.(2021福建龍巖月考)微生物燃料電池可以凈化廢水,同時(shí)還能獲得能源或有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品,圖1為其工作原理,圖2為廢水中Cr2O72-濃度與去除率的關(guān)系。下列說法不正確的是(D)A.N極為電池正極,Cr2O72-被還原B.該電池工作時(shí),M極的電極反應(yīng)為CH3CO

10、OH-8e-+2H2O2CO2+8H+C.Cr2O72-濃度較大時(shí),可能會(huì)造成還原菌失去活性D.當(dāng)M極產(chǎn)生22.4 L CO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),有4 mol電子從N極進(jìn)入溶液解析:根據(jù)圖1,電子由M極流向N極,說明M極為電池負(fù)極,N極為正極,Cr2O72-在正極得電子被還原為Cr(OH)3,A正確;M極為負(fù)極,由圖1知,CH3COOH在負(fù)極被氧化為CO2,電極反應(yīng)為CH3COOH-8e-+2H2O2CO2+8H+,B正確;由圖2可知,當(dāng)Cr2O72-濃度較大時(shí),去除率幾乎為0,因?yàn)槠溆袕?qiáng)氧化性和毒性,使還原菌的蛋白質(zhì)變性而失去活性,C正確;M極產(chǎn)生22.4 L CO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),根據(jù)

11、轉(zhuǎn)移電子關(guān)系CO24e-知有4 mol電子從M極流向N極,但電子不進(jìn)入溶液,D錯(cuò)誤。8.(2021湖南長沙期中)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅碘溴液流電池,其工作原理示意圖如圖。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是(B)A.放電時(shí),a電極反應(yīng)為I2Br-+2e-2I-+Br-B.放電時(shí),溶液中離子的數(shù)目減小C.充電時(shí),b電極每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充電時(shí),a電極接外電源正極解析:根據(jù)電池的工作原理示意圖可知,放電時(shí)a電極上I2Br-轉(zhuǎn)化為Br-和I-,電極反應(yīng)為I2Br-+2e-2I-+Br-,A項(xiàng)正確;放電時(shí)正極區(qū)I2Br-

12、轉(zhuǎn)化為Br-和I-,負(fù)極區(qū)Zn轉(zhuǎn)化為Zn2+,溶液中離子的數(shù)目增大,B項(xiàng)不正確;充電時(shí)b電極發(fā)生反應(yīng)Zn2+2e-Zn,b電極增重0.65 g時(shí),轉(zhuǎn)移0.02mol e-,a電極發(fā)生反應(yīng)2I-+Br-2e-I2Br-,根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同,則有0.02mol I-被氧化,C項(xiàng)正確;放電時(shí)a電極為正極,充電時(shí)a電極為陽極,接外電源正極,D項(xiàng)正確。9.(2021山東昌樂月考)回答下列問題。(1)蓄電池是一種反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。此蓄電池在充電時(shí),負(fù)極應(yīng)與外加電源的(填“正”或“負(fù)”,下同)極連接,電極反應(yīng)為 。(2)已知肼(N2H4)在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退ｋ驴諝馊剂想姵厥且环N堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%30%的KOH溶液。肼空氣燃料電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)為。(3)以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙烷,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。放電時(shí),CO32-移向電池的極,負(fù)極的電極反應(yīng)為。解析:(1)此蓄電池在充電時(shí),負(fù)極應(yīng)與外加電源的負(fù)極連接;充電時(shí)負(fù)極對應(yīng)的是陰極得電子,所以陰極的電極反應(yīng)為Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-。(2)肼空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是KOH溶液,通入空氣