2019_2020学年高中化学课时作业21化学电源含解析新人教版选修.doc

课时作业21化学电源10基础训练1(2019年辽宁省期末)下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C氢氧燃料电池可把化学能转化为电能D铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极解析：手机上用的锂离子电池既能放电又能充电，故其属于二次电池，A正确；锌锰干电池中，碳棒是正极、锌电极是负极，B正确；氢氧燃料电池可把化学能转化为电能，C正确； 铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极，D不正确。答案：D2(2019年辽宁省大连市高二期末)关于下列装置的说法，正确的是()A装置中，盐桥中的K移向CuSO4溶液B装置中，Zn为负极，发生还原反应 C装置中的Fe发生析氢腐蚀D装置中电子由Fe流向石墨，然后再经溶液流向Fe解析：装置为原电池，锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极，盐桥中的K移向CuSO4溶液，即向正极移动，故A正确；装置中，Zn为负极，发生氧化反应，故B错误；装置电解质为氯化钠，溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，故C错误；电子只能经过外电路，不能经过溶液，故D错误。答案：A3. (2019年河南省二模)铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是()A放电时，N为负极，其电极反应式为PbO2SO424H2e=PbSO42H2OB放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加C充电时，阳极反应式为PbSO42e=PbSO42D充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2解析：放电时，是原电池，N作正极，A不正确；放电时，正、负极均消耗硫酸，c(H2SO4)减小，B不正确；充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为PbSO42e2H2O=PbO2SO424H，C不正确；充电时，若N连电源正极，则该极为阳极，电极反应产物为PbO2，D正确。答案：D4目前科学家已开发出一种新型燃料电池固体氧化物电池，该电池用辛烷(C8H18)作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，下列说法正确的是()A电池工作时，氧气发生氧化反应B电池负极的电极反应：O22H2O4e=4OHC电池负极的电极反应：C8H1825O250e=8CO29H2OD若消耗的O2为11.2 L(标准状况)，则电池中有1 mol电子发生转移解析：该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，A项错误；负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H1825O250e=8CO29H2O，B项错误，C项正确；标准状况下11.2 L氧气的物质的量为0.5 mol，根据O24e=2O2，当消耗0.5 mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍，所以转移电子的物质的量为2 mol，D项错误。答案：C5乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 左右时供电，电池总反应式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是()A电池工作时，质子向电池的负极迁移B电池工作时，电流由b极沿导线流向a极Ca极上发生的电极反应是C2H5OH3H2O12e=2CO212HDb极上发生的电极反应是2H2OO24e=4OH解析：通入乙醇的一极(a极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b极)为正极，发生还原反应，电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙醇应该失电子被氧化，C项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH，D项不正确。答案：B6熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600700)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是()A电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B负极反应式为H22eCO32=CO2H2OC该电池可利用工厂中排出的CO2，减少温室气体的排放D电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2解析：根据图示，在氢氧熔融碳酸盐燃料电池中，通入氢气的电极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为H22eCO32=CO2H2O，通入氧气的电极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为O22CO24e=2CO32，总反应为：2H2O2=2H2O。A. 根据上述分析，电池工作时，熔融碳酸盐参与了电极反应，故A错误；B. 负极发生氧化反应，电极反应式为H22eCO32=CO2H2O，故B正确；C.根据总反应，该电池工作时没有消耗二氧化碳，不能减少温室气体的排放，故C错误；D.电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，消耗0.05 mol氧气，质量为1.6 g O2，故D错误。答案：B7(2019年四川省广安市期末)金属(M)空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是()A金属M作电池负极BM2移向金属(M)电极C正极的电极反应为O24e2H2O=4OHD电池反应为2MO22H2O=2M(OH)2解析：M失去电子作负极，A正确；原电池中阳离子向正极移动，则M2移向正极，金属(M)电极是负极，B错误；正极上氧气得到电子，则正极的电极反应O24e2H2O=4OH，C正确；M失去电子、氧气得到电子，则电池反应为2MO22H2O=2M(OH)2，D正确。答案：B8(2019年四川省遂宁市期末)某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。下列说法正确的是()A正极反应为AgCle=AgClB负极反应为Age=AgC放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成D当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子解析：A.该原电池正极的电极反应式是Cl22e=2Cl，故A错误；根据电池总反应为2AgCl2=2AgCl 知负极电极反应式为AgeCl=AgCl，故B 错误；Ag在左侧，所以在左侧生成白色沉淀，故C错误；参加电极反应的是Cl2和Ag，左侧溶液发生的电极反应式是：AgeCl=AgCl，当电路中转移0.01 mol电子时，Cl减少0.01 mol，同时有0.01 mol的H移向右侧，故离子共减少0.02 mol，故D正确。答案：D9(1)美国“阿波罗”宇宙飞船中使用的氢氧燃料电池，其构造如图所示：KOH作电解质，其反应为：2H2O2=2H2O，则负极通入的是_，电极反应式为：_；正极通入的是_，电极反应式为：_。(2)如果KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为：负极_，正极_。(3)如把H2改为CH4，KOH作电解质，则电极反应式为：负极_，正极_。解析：根据原电池的原理，负极发生氧化反应，电子流出；正极发生还原反应，电子流入；燃料电池的燃料为负极，氧化剂为正极。(1)KOH作电解质，则负极通入的是H2，因为电解质溶液显碱性，所以氢气失去电子变成H后将与OH结合生成水，电极反应为2H24OH4e=4H2O。正极通入的是O2，氧气得到电子变成O2后将与H2O结合生成OH，电极反应为O22H2O4e=4OH。(2)稀H2SO4作电解质时，溶液显酸性，所以氧气得到电子变成O2后将与H结合生成水，正极反应为O24H4e=2H2O，负极反应为2H24e=4H。(3)把H2改为CH4，KOH作电解质，则负极通入的是CH4，因为电解质溶液显碱性，所以甲烷失去电子后将与OH反应生成水和CO32，利用反应前后电荷守恒，配平负极反应为CH410OH8e=CO327H2O。答案：(1)H22H24OH4e=4H2OO2O22H2O4e=4OH(2)2H24e=4HO24H4e=2H2O(3)CH410OH8e=CO327H2O2O24H2O8e=8OH提高训练10(2019年云南省红河州高三检测)某电池以Na2FeO4和Zn为电极材料，NaOH溶液为电解质溶液，下列说法正确的是()A该电池放电过程中电解质溶液浓度减小B正极反应式为2FeO4210H6e=Fe2O35H2OC电池工作时OH向负极迁移DZn为电池的正极解析：该电池总方程式为3Zn2Na2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34NaOH，生成NaOH，则该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，故A错误；因电解质溶液为NaOH，呈碱性，则正极电极方程式为2FeO426e8H2O=2Fe(OH)310OH，故B错误；原电池在工作时阴离子OH向负极迁移，故C正确；根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，则为负极材料，故D错误。答案：C11查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH2e=X2H。下列说法中正确的是()A电池内部H由正极向负极移动B另一极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极D电池总反应式为2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O解析：根据原电池工作原理、反应规律及质量守恒等，可以确定乙醇作原电池的负极，正极反应式为O24H4e=2H2O，物质X的分子式为C2H4O，是乙醇被氧化的产物，为CH3CHO，则电池的总反应式为2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O；工作过程中负极产生H，正极消耗H，所以，H应由负极向正极移动；外电路中的电子应由负极流出，正极流入。答案：D12(2019年辽宁省沈阳市实验中学期中)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是新型氢氧燃料电池，则下列说法中不正确的是()A图2电池放电过程中，O2从B极区向A极区迁移B图2电池负极区的电极反应为H22eO2=H2OC若用氯化钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则铅笔芯C点先变红后褪色D图1的铅笔为正极解析：图2是氢氧燃料电池，燃料电池放电过程中，通燃料气体的A极是负极，通氧气的B极是正极，O2从正极区(B)向负极区(A)迁移，故A正确；图2是氢氧燃料电池，燃料电池放电规律是：通燃料气体的A极为负极，燃料在该极失电子，通氧气的B极是正极，氧气在该极得电子，所以负极区的电极反应为H22eO2=H2O，故B正确；若用氯化钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，水电离的氢离子得电子，在该极生成大量的氢氧化钠，能使酚酞变红色，故C错误；用导线将a、b直接相连，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，氧气得电子，故D正确。答案：C13. (2019年河南省联考)一种碱性“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”具有启动快、能量密度高、效率高等优点，其电池总反应为：CH3OCH33O24OH=2CO325H2O，下列说法不正确的是()A电池正极可用多孔碳材料制成B电池负极发生的反应为：CH3OCH312e3H2O=2CO3212HC理论上，1 mol二甲醚放电量是1 mol甲醇放电量的2倍D电池工作时，OH向电池负极迁移解析：多孔碳是碳单质，是一种具有不同孔结构的碳素材料，可用作氢氧燃料电池的电极材料，选项A正确；根据电池总反应式可知电解质溶液呈碱性，负极电极反应为CH3OCH312e12OH=2CO326H2O，选项B不正确；每1 mol的二甲醚(CH3OCH3)燃烧会转移电子的物质的量为12mol；1mol的甲醇反应会转移电子6 mol，故做为燃料电池理论上，1 mol二甲醚放电量是1 mol甲醇放电量的2倍，选项C正确；电池工作时，阴离子向电池的负极迁移，即OH向电池负极迁移，选项D正确。答案：B14.LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2，电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。(1)电池正极发生的电极反应为_。(2)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_。.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。(3)该燃料电池负极电极反应式为_。(4)该燃料电池正极电极反应式为_。解析：(1)原电池的负极发生氧化反应，电极反应式为4Li4e4Cl=4LiCl，则正极的电极反应式用总反应方程式减去负极反应得2SOCl24e=4ClSSO2。(2)用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成，说明反应过程中S元素的化合价仍是4价，未发生氧化还原反应，所以SOCl2与水反应的产物是二氧化硫与氯化氢，氯化氢与水结合形成白雾，则实验现象是出现白雾，有刺激性气味气体生成；化学方程式为SOCl2H2O=SO22HCl。(3)燃料电池的负极发生氧化反应，所以丁烷在负极发生氧化反应，失去电子，因为熔融的K2CO3为电解质，所以生成二氧化碳和水，电极反应式为C4H1013CO3226e=17CO25H2O。(4)正极是氧气发生还原反应，并与二氧化碳结合生成碳酸根离子，电极反应式为O22CO24e=2CO32。答案：(1)2SOCl24e=4ClSSO2(2)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(3)C4H1013CO3226e=17CO25H2O(4)O22CO24e=2CO3215航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能，我国发射的“神舟”五号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为：CH42O22OH=CO323H2O。(1)负极上的电极反应为_。(2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有_mol电子发生转移。(3)开始放电时，正极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)根据总的化学方程式知CH4CO32，C元素的化合价由44，则有CH48eCO32，根据电荷守恒，左边应配10个OH，最后根据质量守恒得：CH410OH8e=CO327H2O；(2)正极反应为：2O24H2O8e=8OH，5.6 L O2的物质的量为0.25 mol，故得电子的物质的量为0.25 mol41 mol；(3)由于正极生成OH，故其附近的pH增大。答案：(1)CH410OH8e=CO327H2O(2)1(3)增大探究创新16镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2请回答下列问题：(1)以下说法正确的是()以上反应是可逆反应以上反应是不可逆反应放电时镍元素化合价升高放电时化学能转变为电能ABCD(2)上述反应式中左边物质的总能量_(填“大于”“小于”或“等于)右边物质的总能量。(3)放电时负极发生反应的物质是_，正极的电极反应式为_。(4)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是_。解析：(1)放电和充电是不同条件，该反应为不可逆反应；放电时，镍元素化合价降低；放电时化学能转化为电能，故B项正确。(2)原电池放电时对外释放能量，故反应物的总能量大于生成物的总能量。(3)分析元素化合价的变化，可知该电池放电时Cd失电子，作电池负极，NiOOH得到电子，作正极，电极反应式为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH。(4)镉镍废旧电池中残留Cd2、Ni2等重金属离子，易对土壤和水源造成污染。答案：(1)B(2)大于(3)CdNiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(4)防止废旧电池中残留的镍、镉离子污染土壤和水源11