2019年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)42化學(xué)電源練習(xí)新人教版選修4

第二節(jié)化學(xué)電源基礎(chǔ)鞏固1下列化學(xué)電源屬于綠色電池的是()A.干電池B.鎳鎘電池C.鋅錳電池D.氫氧燃料電池答案D2鋅錳干電池在放電時(shí),總反應(yīng)方程式可以表示為Zn+2MnO2+2NH4+Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,在此電池放電時(shí)正極(石墨棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()A.ZnB.碳C.MnO2和NHD.Zn2+和NH3答案C3正在研究的鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池,它具有容量大等優(yōu)點(diǎn),其電池反應(yīng)為2Zn+O22ZnO,其原料為鋅、電解液和空氣,則下列敘述正確的是()A.鋅為正極,空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)B.負(fù)極反應(yīng)為Zn2eZn2+C.正極發(fā)生氧化反應(yīng)D.電解液是強(qiáng)酸答案B4一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。下列對(duì)該燃料電池的說法正確的是()A.在熔融電解質(zhì)中,O2由負(fù)極移向正極B.電池的總反應(yīng)是:2C4H10+13O28CO2+10H2OC.通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為:O2+4e2O2D.通入丁烷的一極是正極,電極反應(yīng)為:C4H10+26e+13O24CO2+5H2O答案C5微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是()A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O解析C6H12O6中C的平均化合價(jià)為0價(jià),二氧化碳中C的化合價(jià)為+4價(jià),所以生成二氧化碳的反應(yīng)為氧化反應(yīng),故CO2在負(fù)極生成,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;在微生物的作用下,該裝置為原電池裝置,反應(yīng)速率加快,所以微生物促進(jìn)了反應(yīng)的發(fā)生,B項(xiàng)正確;質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(即H+)通過,原電池中陽離子向正極移動(dòng),C項(xiàng)正確;電池的總反應(yīng)實(shí)質(zhì)是C6H12O6的氧化反應(yīng),D項(xiàng)正確。答案A6如圖裝置為某新型燃料電池的工作示意圖,以HCl—NH4Cl溶液為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說法中正確的是()A.通入H2的電極為正極B.該電池的負(fù)極反應(yīng)式為:N2+6e+8H+2NH4C.圖中分離出的A物質(zhì)為NH4ClD.該電池工作一段時(shí)間后,溶液的pH減小答案C7鋰電池是新一代高能電池,目前已研發(fā)出多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式為Li+MnO2LiMnO2。下列說法中正確的是()A.Li是正極,MnO2是負(fù)極B.放電時(shí)負(fù)極的反應(yīng):LieLi+C.放電時(shí)正極發(fā)生氧化反應(yīng)D.電池放電時(shí),產(chǎn)生高錳酸根離子解析Li為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):LieLi+,屬氧化反應(yīng),MnO2為正極,發(fā)生還原反應(yīng),整個(gè)過程無高錳酸根離子產(chǎn)生。答案B8(2018湖北宜昌期中)鋅錳堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為Zn(s)+MnO2(s)+H2O(l)ZnO(s)+Mn(OH)2(s),下列說法錯(cuò)誤的是()A.電池工作時(shí),鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為MnO2(s)+2H2O(l)+2eMn(OH)2(s)+2OH(aq)C.電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極D.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g解析電池工作時(shí),鋅作負(fù)極失去電子,負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l),正極電極反應(yīng)式為MnO2(s)+2H2O(l)+2eMn(OH)2(s)+2OH(aq)。在外電路,電子由負(fù)極流向正極。通過0.2mol電子,鋅消耗0.1mol,其質(zhì)量減小6.5g。答案C9下列關(guān)于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的四種裝置的說法正確的是()A.電池Ⅰ中鋅是正極B.電池Ⅱ是一次性電池C.電池Ⅲ工作時(shí),氫氣發(fā)生還原反應(yīng)D.電池Ⅳ工作時(shí),電子由鋅通過導(dǎo)線流向石墨棒解析電池Ⅰ中鋅是負(fù)極,銅是正極,A錯(cuò)誤;電池Ⅱ?yàn)殂U蓄電池,屬于二次電池,B錯(cuò)誤;電池Ⅲ為氫氧燃料電池,H2在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),C錯(cuò)誤;電池Ⅳ為鋅錳干電池,鋅為負(fù)極,石墨棒為正極,電子由負(fù)極流向正極,D正確。答案D10一種由甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液(作電解質(zhì))組成的新型電池,可持續(xù)使用一個(gè)月,其電池反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4OH2CO32-+6H2O,則有關(guān)說法正確的是()A.放電時(shí)CH3OH參與反應(yīng)的電極為正極B.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH6eCO32-+6HC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,通入5.6LO2并完全反應(yīng)后,有0.5mol電子轉(zhuǎn)移D.放電一段時(shí)間后,通入氧氣的電極附近溶液的pH降低解析該原電池負(fù)極電極反應(yīng)式為2CH3OH+16OH12e2CO32-+12H2O,正極反應(yīng)式為3O2+6H2O+12e12OH答案B11鎳氫電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎳鎘電池。鎳氫電池的總反應(yīng)式是12H2+NiO(OH)Ni(OH)2。根據(jù)此反應(yīng)式判斷,下列敘述正確的是()A.電池放電時(shí),電池負(fù)極周圍溶液的堿性增強(qiáng)B.電池放電時(shí),鎳元素被氧化C.電池放電時(shí),氫元素被還原D.電池放電時(shí),氫氣是負(fù)極反應(yīng)物解析充電電池在放電時(shí)是一個(gè)電源(原電池),發(fā)生原電池反應(yīng),在這個(gè)反應(yīng)方程式中從左到右是放電,根據(jù)發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的是正極,所以D正確,B、C錯(cuò)誤;而H2作為電池的負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是H2+2OH2e2H2O,溶液中應(yīng)該是OH濃度減小,所以A錯(cuò)誤。答案D12鉛蓄電池是化學(xué)電源,其電極材料分別是Pb和PbO2,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,工作時(shí)該電池的總反應(yīng)式為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。試根據(jù)上述情況判斷:(1)蓄電池的負(fù)極材料是。

(2)工作時(shí),正極反應(yīng)為。

(3)工作時(shí),電解質(zhì)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)工作時(shí),電解質(zhì)溶液中陰離子移向極。

(5)外電路中電流方向從極流向極。

答案(1)Pb(2)PbO2+SO42-+4H++2ePbSO4+2H(3)增大(4)負(fù)(5)正負(fù)13若用鋅棒和石墨作電極,氯化銨溶液為電解液,制成一化學(xué)電源如下圖所示。試回答:(1)電極名稱:Zn,C。

(2)電子移動(dòng)方向,電流方向。離子移動(dòng)方向:陽離子移向極。

(3)電解質(zhì)溶液的質(zhì)量(填“變大”或“變小”)。

(4)若負(fù)極質(zhì)量減輕1.3g,則通過電路的電子數(shù)目為。

解析(1)符合構(gòu)成原電池的條件,在組成的原電池中Zn作負(fù)極,C為正極。(2)電子從負(fù)極(Zn)沿導(dǎo)線流向正極(C),電流方向與電子流動(dòng)方向相反,電解質(zhì)溶液中的陽離子移向正極。(3)原電池反應(yīng)為Zn+2NH4+Zn2++2NH3↑+H2↑。電解質(zhì)溶液由NH4Cl變?yōu)閆nCl2,故溶液的質(zhì)量變大。(4)m(Zn)=1.3g,n(Zn)=0.02mol,失電子數(shù)(即通過電路的電子數(shù))為0.04×6.02×1023=2.408×1022答案(1)負(fù)極正極(2)從負(fù)極(Zn)沿導(dǎo)線移向正極(C)電流從正極流向負(fù)極正(3)變大(4)2.408×1022能力提升★1在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2OCO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.X是電源的負(fù)極B.陰極的電極反應(yīng)式是H2O+2eH2+O2,CO2+2eCO+O2C.總反應(yīng)可表示為H2O+CO2H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1解析H2O、CO2混合氣體制備H2和CO時(shí),氫元素及碳元素的化合價(jià)降低,H2O和CO2發(fā)生還原反應(yīng),則該極為陰極,連接電源的負(fù)極,A選項(xiàng)正確;因電解質(zhì)是金屬氧化物,故該過程中可以傳遞O2,則陰極反應(yīng)為H2O+2eH2+O2,CO2+2eCO+O2,B選項(xiàng)正確;圖中陽極放出的是O2,2O24eO2↑,則總反應(yīng)方程式為H2O+CO2H2+CO+O2,C選項(xiàng)正確;從總反應(yīng)方程式看,陰極和陽極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶1,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D★2(2018河北唐山二模)鎂、鋅等金屬與H2O2可形成“金屬H2O2”電池,能為潛水器提供動(dòng)力,可用食鹽水作為電解質(zhì)溶液,如圖所示。下列有關(guān)ZnH2O2電池的說法正確的是()A.電流從Zn電極沿導(dǎo)線流向Pt電極B.Pt為正極,電極反應(yīng)為H2O2+2e2OHC.每消耗6.5gZn,將反應(yīng)0.05molH2O2D.食鹽水中Cl向Pt電極移動(dòng)解析ZnH2O2電池中鋅作負(fù)極,Pt作正極,電子從Zn電極沿導(dǎo)線流向Pt電極,電流從Pt電極沿導(dǎo)線流向Zn電極,故A錯(cuò)誤;Pt為正極,過氧化氫在電極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為H2O2+2e2OH,故B正確;負(fù)極Zn2eZn2+,正極H2O2+2e2OH,每消耗6.5gZn,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,將反應(yīng)0.1molH2O2,故C錯(cuò)誤;食鹽水中Cl向Zn電極移動(dòng),故D錯(cuò)誤。答案B3以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是()A.該電池能夠在高溫下工作B.電池的負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6+6H2O24e6CO2↑+24H+C.放電過程中,H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移D.在電池反應(yīng)中,每消耗1mol氧氣,理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.解析微生物主要成分是蛋白質(zhì),高溫條件下蛋白質(zhì)變性,失去活性,A錯(cuò)誤;通入燃料C6H12O6的極為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6+6H2O24e6CO2↑+24H+(能放出CO2,應(yīng)該是酸性溶液,所以右邊寫H+。不能在左邊加OH、右邊寫H2O),B正確;正極反應(yīng)為6O2+24H++24e12H2O,從兩極反應(yīng)可知:負(fù)極生成H+,正極消耗H+,即通過質(zhì)子交換膜從負(fù)極到正極傳導(dǎo)H+,C錯(cuò)誤;從總反應(yīng)C6H12O6+6O26CO2+6H2O可知,每消耗1mol氧氣,理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.4L,D錯(cuò)誤。答案B4鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是Ni(OH)2+MNiOOH+MH。已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH6Ni(OH)2+NO2下列說法正確的是()A.NiMH電池放電過程中,正極的電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OHB.充電過程中OH從陽極向陰極遷移C.充電過程中陰極的電極反應(yīng)式:H2O+M+eMH+OH,H2O中的H被M還原D.NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液解析NiMH放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng),分析化合價(jià)可知正極為NiOOH得電子生成Ni(OH)2,可知A項(xiàng)正確;OH由陰極向陽極移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò);M是金屬,無負(fù)價(jià),只能失電子,C項(xiàng)錯(cuò);D項(xiàng)由已知信息可知NiOOH與氨水反應(yīng),錯(cuò)誤。答案A★5有一種以甲醇為原料,以KOH為電解質(zhì)的用于的可充電的高效燃料電池,充一次電可以連續(xù)使用一個(gè)月。已知該電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O請(qǐng)?zhí)羁?(1)放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)為。

(2)充電時(shí),原電池的負(fù)極與外電源的極相連。

(3)若在常