《2020高中化学第四章电化学基础第2节化学电源作业含解析新人教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高中化学第四章电化学基础第2节化学电源作业含解析新人教版选修4（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化学电源1对于如图所示的锌锰电池，下列说法不正确的是()AMnO2是氧化剂，被还原B碳棒为正极，锌筒为负极C使用过程中锌筒会逐渐变薄D此为普通锌锰干电池，电池容量较低答案D解析MnO2是氧化剂，被还原，A项正确；该电池中碳棒为正极，锌筒为负极，锌筒会被腐蚀，B项正确、C项正确；此为碱性锌锰干电池，D项错误。2普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝的时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为2CuAg2O=Cu2O2Ag。下列说法中正确的是()A测量过程中，氧化银被氧化成单质银B测量原理示意图中，Ag2O为负极C负极的电
2、极反应：2Cu2OH2e=Cu2OH2OD工作中电流由Cu电极流向Ag2O电极答案C解析由原理图知，这是一个原电池，铜作负极，发生氧化反应，氧化银在正极上被还原，A、B错误；由总反应方程式知，负极铜反应后生成Cu2O，C正确；电流方向与电子流动方向相反，D错误。3碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，电子
3、由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过02 mol电子，锌的质量理论上减少65 g答案C解析由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，失去2 mol电子，则会有2 mol电子从负极Zn开始经过外电路流向正极，并在正极发生反应：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)，故外电路中每通过02 mol电子，锌的质量就减少65 g。4镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是()A充电时阳极反应：Ni(OH
4、)2eOH=NiOOHH2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动答案A解析A项，充电时阳极发生氧化反应，电极反应为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，正确；B项，充电时，电能转化为化学能，错误；C项，由总反应可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd2e2OH=Cd(OH)2，负极附近溶液碱性变弱，错误；D项，正极反应为2NiOOH2e2H2O=2Ni(OH)22OH，放电时，电解质溶液中OH由正极向负极移动，错误。可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。(1)原电池
5、的负极与电解池的阳极均发生氧化反应，对应元素化合价升高。(2)原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应，对应元素化合价降低。(3)二次电池反应原理中化合物一般不溶于水，书写电极反应式时不能拆分，如铅蓄电池。5某储氢的碳纳米管二次电池的工作原理如图所示，该电池的电解质溶液为6 mol/L的KOH溶液。下列说法正确的是()A放电过程中，碳纳米管的质量一直保持恒重B放电时正极附近溶液的pH减小C充电时阳极反应为NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OHD该二次电池的工作原理为H22NiO(OH)2Ni(OH)2答案D解析利用图示可知放电时，储有氢气的碳纳米管中H2失电子发生氧化反应H22e2OH=2
6、H2O，放电过程中，碳纳米管的质量不断减少，A项错误；正极上NiO(OH)得电子发生还原反应：NiO(OH)eH2O=Ni(OH)2OH，放电时正极附近溶液的pH增大，B项错误；充电时阳极应发生氧化反应，C项错误；将正、负极的电极反应式相加可知电池工作原理为H22NiO(OH)2Ni(OH)2，D项正确。6阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2O2=2H2O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，下列叙述正确的是()A电池能发出蓝色火焰BH2为正极，O2为负极C正极反应为：O22H2O4e=4OHD正极反应为：2H24OH4e=4H2O答案C解析因为是燃料电
7、池，不可能有火焰，A项错误；由电池反应知，H2为负极，O2为正极，正极反应为O22H2O4e=4OH，所以B、D两项错误，C项正确。燃料电池(1)氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应如下：介质负极反应式正极反应式酸性H22e=2HO24H4e=2H2O碱性H22e2OH=2H2OO22H2O4e=4OH(2)燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等气体或液体。若用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入甲醇和氧气，则负极发生氧化反应，电极反应式是CH3OH6e8OH=CO236H2O；正极发生还原反应，电极反应式是O22H2O4e=4OH；总反应式是2CH3OH3O2
8、4OH=2CO6H2O。7一种燃料电池中发生的化学反应是：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳，则该电池负极发生的反应是()ACH3OHO22e=H2OCO22HBO24H4e=2H2OCCH3OHH2O6e=CO26HDO22H2O4e=4OH答案C解析燃料电池中燃料在负极上失去电子发生氧化反应。A项，甲醇是燃料，氧气是助燃性气体，A项反应中既有氧化剂又有还原剂；B项反应为氧气在酸性环境中得到电子发生的还原反应，是电池正极发生的反应；C项，甲醇作负极失去电子，在酸性环境中生成二氧化碳和氢离子；D项反应为氧气在碱性(或中性)环境中得到电子发生的还原反应，本题选C。8电化学气敏传感器可用于
9、监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()AO2在电极b上发生还原反应B溶液中OH向电极a移动C反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为45D负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O答案C解析构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A项正确；电池放电过程中，溶液中的阴离子移向负极(a极)，B项正确；1 mol NH3反应生成N2转移3 mol电子，1 mol O2反应转移4 mol电子，根据得失电子守恒可知，消耗的NH3与O2的物质的量之比为43，C项错误；负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，D项正确。9有人设计出利用CH4和O2反应
10、，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法中正确的是()每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e负极上CH4失去电子，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH电池放电时，溶液pH不断升高A B C D答案A解析CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4CO2，生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O，1 mol CH4参加反应有8 mol e发生转移，O2在正极上发生反应，获得电
11、子，电极反应式为O22H2O4e=4OH。虽然正极产生OH，负极消耗OH，但从总反应CH42O22KOH=K2CO33H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的pH不断下降，故正确，错误。10(1)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，则“水”电池在放电时：该电池的负极的电极反应式为_。Na不断向“水”电池的_极移动。每有1 mol e转移，生成_mol Na2Mn5O10。(2)图1为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 左右，电池反应为2NaxS
12、=Na2Sx，正极的电极反应式为_。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠高能电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。(3)如图2所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。则该电池的负极反应为_，正极反应为_。答案(1)AgCle=AgCl正05(2)xS2e=S(或2NaxS2e=Na2Sx)导电和隔离钠与硫45(3)CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4HO24e4H=2H2O解析(1)根据电池总反应可判断出Ag为该电池的负极，电极反应式为AgCle=AgCl。在原电池中，阴离子
13、向负极移动，阳离子向正极移动，故Na移向正极。根据电池总反应和得失电子守恒知，生成1 mol Na2Mn5O10的同时生成2 mol AgCl，转移2 mol电子，故每有1 mol电子转移，生成05 mol Na2Mn5O10。(2)正极的电极反应式为xS2e=S，M的作用一是导电，二是因钠与硫易反应，故它起到隔离作用。钠高能电池中负极为钠，消耗46 g钠转移2 mol e，铅蓄电池的电池反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，铅蓄电池中铅是负极，消耗207 g铅时转移2 mol e，故钠高能电池的理论放电量是铅蓄电池的45(倍)。(3)从图中可以看出，负极上C2H5OH发生氧化反应生成醋酸，正极上O2发生还原反应，生成H2O。
