《化学电源》同步练习5(人教版选修4).docx

第四章 第二节 化学电源 一、选择题(每题有1个或2个选项符合题意)1(2022海南高考卷)关于铅蓄电池的说法正确的选项是()A在放电时，正极发生的反响是Pb(s)SO(aq)PbSO4(s)2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反响是PbSO4(s)2ePb(s)SO(aq)【解析】铅蓄电池的充放电反响为：PbPbO22H2SO4PbSO42H2O，放电时Pb作负极：Pb2eSOPbSO4，在正极上：PbO22e4HSOPbSO42H2O；充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上发生的是氧化反响，是失去电子而不是得到电子。【答案】B2科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷通入以KOH为电解质的燃料电池发电。电池负极反响为()ACH48e8OHCO26H2OBO24H4e2H2OCCH410OH8eCO7H2ODO22H2O4e4OH【解析】甲烷燃料电池的总反响：CH42O22KOHK2CO34H2O，根据氧化复原反响类型，判断出负极通入甲烷，正极通入氧气，故B、D错。然后根据甲烷中碳元素的化合价变化：H4O，写出1 mol甲烷转移的电子数，最后根据各原子守恒，配平即可得负极反响：CH410OH8eCO7H2O，故A错，所以正确答案为C。【答案】C3镍氢电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反响式是H2NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反响式判断，以下表达正确的选项是()A电池放电时，电池负极周围溶液的碱性增强B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被复原D电池放电时，氢气是负极【解析】充电电池在放电时是一个电源(原电池)，发生原电池反响，在这个反响方程式中从左到右是放电，根据发生氧化反响的是负极，发生复原反响的是正极，所以D正确，B错误；而H2作为电池的负极发生的反响是：H22e2H，溶液中应该是H浓度增大，OH浓度减小，所以A错误；充电反响是从右到左，所以H2被复原，C正确。【答案】CD4(2022江苏高考卷)镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiO(OH)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的选项是()A充电时阳极反响：Ni(OH)2eOHNiO(OH)H2OB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【解析】由总反响方程式可知，放电时，负极Cd发生氧化反响：Cd2e2OHCd(OH)2，负极碱性变弱，C不正确；正极反响为2NiO(OH)2e2H2O2Ni(OH)22OH，放电时，OH由正极向负极移动，D不正确；充电时，由电能转化为化学能，B不正确；阳极发生氧化反响，Ni(OH)2OH2eNiO(OH)2H2O，A正确。【答案】A5(2022宁夏高考卷)一种燃料电池中发生的化学反响式：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反响是()ACH3OH(g)O2(g)H2O(l)CO2(g)2H(aq)2eBO2(g)4H(aq)4e2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)CO2(g)6H(aq)6eDO2(g)2H2O(l)4e4OH【解析】此题考查原电池电极反响式的书写。该原电池的负极反响物为甲醇，负极反响式中不应该出现氧化剂，而A、B、D负极电极反响物中出现氧化剂氧气，所以A、B、D不正确。【答案】C6以下说法正确的选项是()A镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池B燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C化学电池的反响根底是氧化复原反响D铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2【解析】锌锰电池是一次电池，A不正确；燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池，B不正确；铅蓄电池放电时正极是PbO2，负极是Pb，D不正确。【答案】C7据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型 电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反响为：2CH3OH3O24OH2CO6H2O，那么以下说法错误的选项是()A放电时CH3OH参与反响的电极为正极B充电时电解质溶液的pH逐渐增大C放电时负极的电极反响为：CH3OH6e8OHCO6H2OD充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子【解析】从总反响可知：电池放电时甲醇被氧化生成碳酸根离子，而原电池负极发生氧化反响，故甲醇参与反响的电极为负极，电极反响为CH3OH6e8OHCO6H2O。充电时，由反响式可知生成OH，故pH逐渐增大。【答案】A8锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反响式为：LiMnO2LiMnO2。以下说法中正确的选项是()ALi是正极，MnO2是负极B放电时负极的反响：LieLiC放电时正极的反响：MnOeMnO2D电池放电时，产生高锰酸根离子【解析】Li为负极发生：LieLi，MnO2为正极发生：MnO2eMnO。【答案】B9一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反响式为：C2H618OH14e2CO12H2O7H2O7/2O214e14OH，有关此电池的推断正确的选项是()A通氧气的电极为负极B参加反响的氧气与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D电解质溶液中，CO向正极移动【解析】燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极，A不正确；由于KOH参与电极反响，所以KOH的物质的量浓度减小，C不正确；电解质溶液中，CO几乎不移动，D不正确。【答案】B10蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“，另一个接线柱旁标有“。关于标有“的接线柱，以下说法中正确的选项是()A充电时作阳极，放电时作正极B充电时作阳极，放电时作负极C充电时作阴极，放电时作负极D充电时作阴极，放电时作正极【解析】铅蓄电池是最常见的二次电池，充电时电极反响是放电时电极反响的逆反响。放电时正极得到电子发生复原反响，充电时那么失去电子发生氧化反响作阳极。【答案】A11(2022盐诚调研)常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反响通常表示为LaNi5H66NiO(OH)LaNi56Ni(OH)2。以下说法不正确的选项是()A放电时储氢合金作负极B充电时储氢合金作阴极C充电时阴极周围c(OH)减小D放电时负极反响：LaNi5H66OH6eLaNi56H2O【解析】A选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反响：LaNi5H66NiO(OH)LaNi56Ni(OH)2，储氢合金是复原剂，作原电池的负极。B选项，充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极。C选项，充电时阴极：LaNi56H2O6eLaNi5H66OH，所以充电时阴极周围c(OH)应该增大，C选项错误。D选项正确。【答案】C12据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反响为2ZnO22ZnO，其原料为锌、电解液和空气，那么以下表达正确的选项是()A锌为正极，空气进入负极反响B负极反响为Zn2eZn2C正极发生氧化反响D电解液肯定不是强酸【解析】由电池反响知：负极发生氧化反响为Zn2eZn2，由此可知A、C不对，B正确。由于负极是较活泼的金属锌且产物为ZnO，故电解液肯定不是强酸，否那么无论电池工作与否，锌极很快就会被腐蚀完，故D也正确。【答案】BD13银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反响式如下：Ag2OH2O2e2Ag2OHZn2OH2eZn(OH)2以下判断正确的选项是()A锌为负极，氧化银为正极B锌为正极，氧化银为负极C原电池工作时，负极区溶液pH增大D原电池反响的化学方程式为：ZnAg2OH2OZn(OH)22Ag【解析】从电极反响式看，锌失电子被氧化，所以锌为负极；Ag2O得电子被复原，所以是正极。由电极反响式相加，可得总化学方程式：ZnAg2OH2OZn(OH)22Ag从负极电极反响式分析，OH被消耗，所以负极区溶液的pH应减小，所以应选A、D。【答案】AD14(2022广东高考卷)LiFePO4电池具有稳定性高、平安、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反响为：FePO4LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li导电固体为电解质。以下有关LiFePO4电池说法正确的选项是()A可参加硫酸以提高电解质的导电性B放电时电池内部Li向负极移动C充电过程中，电池正极材料的质量减少D放电时电池正极反响为：FePO4LieLiFePO4【解析】放电时，负极：LieLi，正极：FePO4LieLiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4eFePO4Li，阴极：LieLi，所以易知C、D正确。假设参加硫酸，与Li单质(固体)发生反响，所以A错；放电时，Li(正电荷)应在电池内部(电解质中)向正极移动，故B错。【答案】CD15(2022无锡调研)液态锂离子电池是指Li嵌入化合物为正负电极的二次电池。正极采用锂化合物Li1x CoO2，负极为锂原子嵌入石墨形成的复合材料LiC6，电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等的有机溶液，电池反响为：LiCoO2Li1xC6Li1x CoO2LiC6。以下有关说法不正确的选项是()A将LiCoO2改写成为氧化物的形式为Li2OCo2O3B锂离子电池放电时电池内部Li向正极移动C电流充电时，LiCoO2发生复原反响D电池放电时，负极反响为：LiC6xeLi1xC6xLi【解析】此题所考查的可逆电池，放电时，负极反响为：LiC6xeLi1xC6xLi，正极反响为：Li1xCoO2xLixeLiCoO2；充电时，阳极反响为：LiCoO2xeLi1xCoO2xLi，阴极反响为：Li1xC6xLixeLiC6；显然，充电时，LiCoO2发生氧化反响。【答案】C16(2022盐城模拟)最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反响为：Zn2MnO2H2OZnO2MnOOH。以下说法不正确的选项是()A该电池Zn为负极，MnO2为正极B该电池的正极反响为：MnO2eH2OMnOOHOHC导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向ZnD电池工作时水分子和OH都能通过薄层纸片【解析】选C。原电池反响中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反响式减去负极反响式Zn2e2OHZnOH2O即得正极反响式MnO2eH2OMnOOHOH。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。【答案】C二、非选择题17某原电池中，电解质溶液为稀H2SO4，分别向负极通入CO(或H2S)，向正极通入O2(或Cl2)，试完成以下问题。(1)当分别通入CO和O2时：正极反响：_；负极反响：_；电解质溶液pH的变化：_。(2)当分别通入H2S和Cl2时：正极反响：_；负极反响：_；电池总反响：_；电解质溶液pH的变化：_。【答案】(1)O24e4H2H2O2CO4e2H2O2CO24H不变(2)Cl22e2ClH2S2e2HSCl2H2S2Cl2HS变小18化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气(以C4H10表示)，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2。(1)该电池的负极反响为C4H1013O226e4CO25H2O，那么该电池的正极反响式为_，电池工作时，固体电解质里的O2向_移动。(2)液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化反响不完全而产生的_(填写物质的名称)堵塞电极的气体通道。【解析】(1)O2在正极应该失去电子，结合题意可知生成O2，或结合电子守恒由总方程式减去负极反响可得正极反响，正极生成O2，负极消耗O2，故O2向负极移动。【答案】(1)O24e2O2负(2)固体碳(或炭粒)19将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如下列图)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表如示：金属电子流动方向电压/VAAFe0.76BFeB0.18CCFe1.32DDFe0.28构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大。请判断：(1)A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是_(用字母表示)。(2)假设滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后，那么在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色。那么滤纸上方的金属片为_(用字母表示)，此时负极反响_。【解析】由电子流动方向可判断金属的相对活泼性，可知A、C、D的活泼性比Fe强，由电压大小判断出C最强。由题可知有Fe(OH)2生成，说明Fe作负极生成Fe2，A、C、D中均是Fe作正极，只有B中是Fe作负极，那么可知金属片为B，负极反响：2Fe4e2Fe2。【答案】(1)C(2)B2Fe4e2Fe2