《2019年高中化学人教版必修2训练：2.2.2 发展中的化学电源》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中化学人教版必修2训练：2.2.2 发展中的化学电源（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019年教学资料课时提升作业 九发展中的化学电源(25分钟50分)一、选择题(本题包括5小题,每小题6分,共30分)1.(2018浏阳高一检测)废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是()A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物直接作化肥用【解析】选D。电池中含有重金属,不能作化肥用。2.(2018铜陵高一检测)有一种新型的碱性锌锰电池,它是在酸性锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中不正确的
2、是()A.碱性锌锰电池工作时,电子由Zn极经外电路流向碳极B.这种电池较酸性锌锰电池使用寿命长C.碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化D.这种电池的电解质由传统的NH4Cl换成湿的KOH【解析】选C。该新型的锌锰电池也是一次性电池(即干电池),不是二次电池(即充电电池),它只能实现化学能转化为电能,而不能将电能转化为化学能,故C错。3.下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是()A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C.铅蓄电池工作时,电能转化成化学能D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源【解析】选C。选项A正
3、确;在干电池中,Zn作负极,被氧化,B正确;氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内,且工作的最终产物是水,故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,D正确;铅蓄电池工作时化学能转化成电能,充电时电能转化成化学能,C错误。4.(2018泰安高一检测)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂 B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动 D.总反应为2Li +2H2O2LiOH+H2【解析】选C。该电池的负极是锂,氧化剂水在正极上
4、得到电子生成氢气,电解质是LiOH,故A、B、D项正确;原电池中OH-向负极移动,C项错误。5.(2018邯郸高一检测)氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,电极是多孔镍电极,电解质溶液是质量分数为30%的KOH溶液,有关叙述正确的是()负极反应为2H2-4e-4H+负极反应为2H2+4OH-4e-4H2O工作时正极pH增大,而负极pH减小工作时负极pH增大,而正极pH减小工作时溶液中阴离子移向正极使用一段时间,KOH溶液质量分数仍为30%A.B.C.D.【解析】选B。氢氧燃料电池在碱性条件下,负极:2H2-4e-4H+和4H+4OH- 4H2O(即2H2+4OH-4e-4H2O),pH减小
5、;正极:O2+4e-+2H2O4OH-,pH增大。工作时溶液中OH-移向负极。使用一段时间,电解质的物质的量保持不变,由于生成了H2O,KOH浓度变小。【补偿训练】(2018成都高一检测)新型乙醇燃料电池用能传递质子(H+)的介质作溶剂,反应式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,如图是该电池的示意图,下列说法正确的是()A.a极为电池的正极B.电池正极的电极反应为4H+O2+4e-2H2OC.电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极D.电池工作时,1 mol乙醇被氧化成CO2时就有6 mol电子转移【解析】选B。由题图知a极为电池的负极,A项错误,B项正确;电池工作时电流由正极b极沿导线
6、经灯泡再到a极,C项错误;1 mol乙醇被氧化成CO2时就有12 mol电子转移,D项错误。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)6.(10分)(2018东莞高一检测)(1)有一种燃料电池,总反应式为2H2+O22H2O,则负极的电极反应式为_;正极是_。(2)如将(1)中的电解质由KOH改为稀硫酸,则电极反应式为_,_。两者的电解液不同,反应进行后,其溶液的pH变化是_。(3)如把H2改为CO,KOH作导电物质,则电极反应式为_,_。【解析】(1)由该电池的总反应式及原电池的概念可知,H2在反应中被氧化,应在负极上反应;O2被还原,应在正极上反应,又因在碱性条件下不可能有H+参加或生成,故
7、负极反应式为2H2+4OH-4e-4H2O;正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。(2)若将碱性溶液换成酸性溶液,此时不可能有OH-参加或生成,负极反应式为2H2-4e-4H+;正极反应式为O2+4H+4e-2H2O。由于前者在碱性条件下反应,KOH量不变,但原电池工作时,H2O增多,溶液变稀,pH将变小;而后者为酸性溶液,H2SO4量不变,H2O增多,溶液酸性减弱,故pH将变大。(3)如把H2改为CO,用KOH作导电物质,CO生成的CO2与碱反应生成C,则负极反应式为2CO+8OH-4e-2C+4H2O;正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。答案:(1)2H2+4OH-4e-4H
8、2OO2(2)负极:2H2-4e-4H+正极:O2+4H+4e-2H2O前者变小,后者变大(3)负极:2CO+8OH-4e-2C+4H2O正极:O2+2H2O+4e-4OH-7.(10分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),锌锰干电池的负极材料是_,负极发生的电极反应方程式为_。若反应消耗16.25 g负极材料,则电池中转移电子的物质的量为_mol。(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池总反应式可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni (OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于
9、酸,以下说法中正确的是_(填序号)。以上反应是可逆反应以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向,可知X极为电池的_(填“正”或“负”)极,Y极的电极反应方程式为_。【解析】(1)锌锰干电池中的负极是Zn,发生氧化反应,失去电子生成锌离子,电极反应式是Zn-2e-Zn2+;16.25 g Zn的物质的量是=0.25 mol,每个Zn失去2个电子,所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。(2)该反应的反应条件不同,所以不是可逆反应,错误,正确;充电时是把电能转化为化学能,放电时是把化学能转化为电能,所以错误,正确。
10、(3)氢氧燃料电池中,电子从负极向正极移动,X是电子流出的一极,所以X是负极;Y是正极,发生还原反应,结合电解质溶液,氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。答案:(1)锌Zn-2e-Zn2+0.5(2)(3)负O2+2H2O+4e-4OH-(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液作为电解质溶液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是()A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为O2+2H2O+4e-4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反
11、应为Al+3OH-3e-Al(OH)3C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极【解析】选A。当电解质溶液显碱性或中性时,该燃料电池的正极发生的反应均为O2+2H2O+4e-4OH-,A项正确;铝作负极,负极反应应该是铝失去电子变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为Al+4OH-3e-Al+2H2O,B项错误;该电池在碱性条件下工作时,消耗了碱,反应的化学方程式为4Al+3O2+4OH-4Al+2H2O,溶液的碱性减弱,C项错误;电池工作时,电子从负极流出,经过外电路流向正极,D
12、项错误。2.酸性干电池装置示意图如图所示,电池总反应式为Zn+2NZn2+2NH3+H2,下列说法正确的是()A.碳为电池的负极B.氨气在碳棒上生成C.电流由锌极流向碳极D.H2在Zn片上生成【解析】选B。A.放电时,锌元素化合价由0价变为+2价、氢元素化合价由+1价变为0价,所以Zn是负极、C是正极,故A错误;B.碳是正极,正极上得电子发生还原反应,电极反应式为2N+2e-2NH3+H2,所以氨气、氢气在碳棒上生成,故B正确,D错误; C.电流从正极流向负极,即由碳棒流向锌极,故C错误。3.(2018襄阳高一检测)原电池装置如图所示,下列有关叙述正确的是(已知:阳离子交换膜只允许阳离子通过)
13、()A.锌电极上发生还原反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)不变C.电池工作一段时间后,甲池溶液的总质量增加D.该装置将化学能转化为电能,一段时间后,装置内的电子总量减少【解析】选B。锌是负极,发生氧化反应,A错误;原电池工作时,阴离子由正极向负极运动,但阴离子不能通过阳离子交换膜,只出现锌离子由甲池移向乙池,甲池的c(S)不变,B正确;根据B的分析电池工作一段时间后,甲池溶液仍是硫酸锌溶液,质量不变,C错误;该装置是原电池装置,将化学能转化为电能,电子的定向移动产生电流,但电子总量不变,D错误。4.(2018安庆高一检测)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方
14、程式为2AgCl+MgMg2+2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是()A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电【解析】选D。Mg失去电子发生氧化反应,是电池的负极,A项错误;负极反应为Mg-2e-Mg2+,B项错误;Mg-AgCl电池能够被海水激活,改用KCl作电解质溶液也能够激活该电池,C项错误;Mg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电,D项正确。【互动探究】(1)该电池可能发生的副反应为_。提示:Mg+2H2OMg(OH)2+H2。镁为活泼金属,可以与水反应。(2)由该电池反应能否说明镁的金属性大于银?提示:可以。电池反应都是可以自发进行的氧化还原反应,由方程式可知,镁的还原性大于银,即金属性镁大于银。5.(2018清远高一检测)锂-碘电池可用来为心脏起搏器提供能源,其电池反应式可简化为2Li+I22LiI。下列有关说法正确的是()A.I2发生氧化反应B.碘电极为该电池的正极C.正极反应为Li-e-Li+D.该电池放电时电能转化为化学能【解析】选B。分析反应前后元素化合价变化,可得Li为还原剂,I2为氧化剂,负极材料为Li(还原剂),发生氧化反应,电极反应式为Li-e-Li+,正极发生还原反应,
