高中化学复习专题-化学电源练习题含答案.doc

第四章第二节一、选择题1废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。其首要原因是()A为了利用电池外壳的金属材料B防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D回收其中的石墨电极解析：废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。答案：B2下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化C太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅D氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能解析：选项原因分析结论A锌锰干电池工作后碳棒不变×B氢氧燃料电池工作时都是负极发生氧化反应，H22e=2HC太阳能电池的主要材料是高纯度的硅×D氢氧燃料电池是将化学能转变为电能×答案：B3燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃烧电池的说法不正确的是()A负极反应式为CH410OH8e=CO7H2OB正极反应式为2O24H2O8e=8OHC随着不断放电，电解质溶液碱性不变D甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大解析：A、B两项是正确的；综合A、B两项知C项不正确；根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，D项正确。答案：C4(2015·北京东城期末)如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反应原理是4LiFeS2=Fe2Li2S。下列说法不正确的是()A该装置将化学能转化为电能B电子移动方向是由a极流向b极C可以用水代替SO(CH3)2作溶剂Db极反应式是FeS24Li4e=Fe2Li2S解析：Li作负极发生Lie=Li，正极FeS2中铁的化合价由2价降低到0价、硫由1价降低到2价，电极反应式为FeS24e4Li=Fe2Li2S；水与Li发生反应，C选项错误。答案：C5高效能电池的研发制约电动汽车的推广。有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H67O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断中正确的是()A负极反应为：14H2O7O228e=28OHB放电过程中KOH的物质的量浓度不变C每消耗1 mol C2H6，则电路上转移的电子为14 molD放电一段时间后，负极周围的pH升高解析：燃料作负极，氧气作正极，A选项错误；由总反应可知放电过程中消耗KOH，B选项错误；分析总反应，7个O2参加反应转移28个电子，C选项正确；负极电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O，D选项错误。答案：C6将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即可构成CH4燃料电池。已知通入CH4一极的电极反应式是：CH410OH=CO7H2O8e；通入O2一极的电极反应式是：O22H2O4e=4OH。下列有关叙述中，不正确的是()A通入CH4的电极为负极B正极发生氧化反应C溶液中的OH向负极移动D工作一段时间后应补充KOH解析：该燃料电池正极发生还原反应，B不正确。根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应，通入CH4的电极为负极，A正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极，C正确；该电池总反应为CH42O22OH=CO3H2O，工作时消耗KOH，D正确。答案：B7(2015·课标)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 ()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O解析：根据微生物电池工作原理示意图可知：C6H12O6在负极上发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H；O2在正极上发生还原反应，电极反应式为6O224e24H=12H2O。负极有CO2生成，A项错误；B项，微生物促进了反应中电子的转移，正确；C项，质子通过交换膜从负极区移向正极区，正确；D项，电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，正确。答案：A8(2015·新课标冲刺卷)如图装置为某新型燃料电池的工作示意图，以HClNH4Cl溶液为电解质溶液。下列有关说法中正确的是()A通入H2的电极为正极B该电池的负极反应式为：N26e8H=2NHC图中分离出的A物质为NH4ClD该电池工作一段时间后，溶液的pH减小解析：分析题目中示意图可得，正极反应式为：N26e8H=2NH，负极反应式为：3H26e=6H，故A、B项错误；电池工作的总反应式为：N23H22H=2NH，消耗H，故电池工作一段时间后，溶液的pH增大，故D项错误；从电池的总反应式可知最终生成的物质为NH4Cl，则图中分离出的A物质为NH4Cl，故C项正确。答案：C9(2015·南充高二检测)市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2，下列说法不正确的是()A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质溶液D放电过程中Li向负极移动解析：A项，Li从零价升至正价，失去电子，作负极，正确；B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故不能用水溶液作为电解质溶液，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极得电子，故错。答案：D10科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池的说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B该电池的总反应是：C3H85O2=3CO24H2OC电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H820e10O2=3CO24H2O解析：该燃料电池的化学反应原理是：C3H85O2=3CO24H2O，B正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：C3H820e10O2=3CO24H2O，C正确；通入O2的电极为正极：O24e=2O2，产生的O2将向负极移动，A项错。答案：A二、非选择题11氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：(1)通入氯气的电极是_极(填“正”或“负”)，电极反应式为：_。(2)加入铝的电极是_极(填“正”或“负”)，电极反应式为：_。(3)电子从_极流向_极(填“Al”或“Cl2”)。解析：根据Cl2和Al的反应方程式：3Cl22Al=2AlCl3可知，铝易失电子被氧化，为负极，但电解液为KOH溶液，故负极反应为：2Al6e8OH=2AlO4H2O，Cl2易得电子被还原，为正极，电极反应为3Cl26e=6Cl。在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向正极(Cl2极)。答案：(1)正3Cl26e=6Cl(2)负2Al6e8OH=2AlO4H2O(3)AlCl212ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填字母)。ANaOH BZnCFe D NH3·H2O解析：(1)负极是失电子的一极，Zn失去电子，电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2置换为单质而除去。答案：(1)Zn(或锌)正极(2)Zn与Cu2反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率B13(2015·经典习题选萃)铅蓄电池是化学电源，它工作时的电池总反应为：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O。试回答：(1)蓄电池负极的电极材料是_。(2)工作时该蓄电池正极的电极反应式是_。(3)铅蓄电池工作时，电解质溶液的密度_，pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)如果用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，当制得0.05 mol Cl2时，在理论上电池内部消耗的H2SO4的物质的量是_。解析：(1)由电池总反应可知，Pb发生氧化反应，所以Pb是负极。(2)正极上的反应是PbO2PbSO4，则必然有H2SO4参加：PbO24HSO2e=PbSO42H2O(负极反应为Pb2eSO=PbSO4，将正、负极反应合并，与题给总反应相符)。(3)在蓄电池的工作过程中，Pb被氧化，H2SO4被消耗，所以溶液的密度减小，pH增大。(4)用铅蓄电池作电源，电解饱和食盐水制0.05 mol Cl2，需提供0.10 mol e(2Cl2e=Cl2)，每消耗2 mol H2SO4时转移2 mol e，故至少消耗0.10 mol H2SO4。答案：(1)Pb(2)PbO24HSO2e=PbSO42H2O(3)减小增大(4)0.10 mol点评：将蓄电池与电解槽相连接时，前者将化学反应的能量转化为电能提供给后者，使其发生氧化还原反应，在电路中流过的电子的物质的量相等。14锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为ZnAg2O=ZnO2Ag。请回答下列问题：(1)该电池的正极材料是_；电池工作时，阳离子向_(填“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为_。(2)电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为ZnOCZnCO，此法为_。A电解法 B热还原法 C热分解法电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为_。答案：(1)Ag2O正极Zn2e2OH=ZnOH2O(2)B2Ag2O4AgO215氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为：_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82 g·cm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。解析：(1)氢氧燃料电池中，负极通H2，正极通O2，所以导线中电子由a到b。(2)负极H2被氧化，写电极反应式时要注意电解质溶液的组成。(3)本题考查读题能力，铂粉作用在题设中有说明。(4)2LiH22LiH22.4 L 16 g吸收224 L H2时，生成的LiH的质量为160 g，LiH体积与被吸收的H2体积比为：224 L11 148LiHH2O=LiOHH28 g 1 mol160 g LiH与H2O作用生成20 mol H2，H2完全被氧化失40 mol电子，若能量转化率为80%，则导线中通过的电子的物质的量为40 mol×80%32 mol。答案：(1)由化学能转变为电能由a到b(2)2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率(4)LiH2O(或8.71×104)32