化学人教版选修4成长训练：第四章2.化学电源 Word版含解析(5页).doc

-化学人教版选修4成长训练：第四章2.化学电源 Word版含解析-第 5 页主动成长夯基达标1.碱性锌锰电池获得了广泛的应用，根据电池的电极反应，下列判断正确的是（ ）A.Zn为负极，MnO2为正极B.Zn为正极，MnO2为负极C.工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极D.Zn电极发生还原反应，MnO2电极发生氧化反应 已知蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用硫酸溶液作电解质溶液。在放电时，两极发生的反应可分别表示为：Pb+=PbSO4+2e-PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2O充电时，两极发生的反应分别表示为：PbSO4+2e-=Pb+PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+根据上述材料，回答24题。解析：Zn作负极，MnO2作正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。答案：A2.在放电时，下列说法正确的是（ ）A.铅板为电源正极 B.铅板为电源负极C.铅板在放电时发生氧化反应 D.铅板在放电时发生还原反应解析：负极是金属发生氧化反应，正极是发生还原反应。答案：BC3.在蓄电池放电时，溶液的pH将（ ）A.不变 B.升高 C.降低 D.无法确定解析：将放电时的两个电极反应相加可得：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可见，放电时不断消耗H2SO4,c(H+)减小，pH升高。答案：B4.在蓄电池生产和使用时，下列说法正确的是（ ）A.生产和使用铅蓄电池时，不会造成环境污染B.生产和使用铅蓄电池时，可能引起铅中毒和环境污染C.使用铅蓄电池时，若铅板上有1 mol铅反应就消耗2 mol H2SO4D.在使用时，电池内溶液的密度会增大解析：铅的化合物会造成环境污染。硫酸的浓度越大，密度越大，所以在使用时，H2SO4溶液的浓度会逐渐降低。答案：BC5.目前人们正在研究开发一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠和硫为两极，以Na+导电的Al2O3陶瓷作固体电解质，反应式为2Na+xSNa2Sx。以下说法正确的是（ ）A.放电时，钠作正极，硫作负极B.放电时，钠极发生还原反应C.充电时，钠极与外接电源正极相连，硫极与外电源的负极相连D.充电时阳极发生的反应：-2e-=xS解析：放电时Na为活泼金属作负极，发生氧化反应；充电时，阳极应为S，使失电子重新变为S。答案：D6.某蓄电池放电、充电时的反应为：Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2下列推断中正确的是（ ）放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极 充电时，阴极上的电极反应式是：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH- 充电时，Ni(OH)2为阳极 蓄电池的电极必须浸在某种碱性电解质溶液中A. B. C. D.解析：蓄电池在放电时发生原电池反应，把化学能转变为电能。在充电时发生电解反应，将电能转变为化学能。反应方程式的左右各物质互为反应物和生成物。此蓄电池在放电时的反应：生成物为Fe(OH)2、Ni(OH)2，电解质溶液应为碱性溶液。Fe为负极，其电极反应为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2Ni2O3为正极，其电极反应为：Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni(OH)2+2OH-蓄电池在充电时的反应：Fe(OH)2+2Ni(OH)2Fe+Ni2O3+3H2O阳极Ni(OH)2发生氧化反应：2Ni(OH)2-2e-+2OH-=Ni2O3+3H2O阴极Fe(OH)2发生还原反应：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-由上述的放电和充电的过程可看出，反应是在碱性电解质溶液中进行的。答案：D7.氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，已用于宇宙飞船及潜艇中，其电极反应式为：负极：2H2-4e-+2OH-=4H2O正极：O2+4e-+2H2O=4OH-所产生的水还可作为饮用水，今欲得常温下1 L水，则电池内电子转移的物质的量约为（ ）A.8.9×10-3 mol B.4.5×10-2 mol C.1.1×102 mol D.5.6×10 mol解析：正负极反应合并得：2H2+O2=2H2O转移4 mol电子，生成2 mol H2O，则生成1 L水即 mol，转移电子为mol=1.1×102 mol。答案：C8.据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn+O2=2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是（ ）A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn-2e-=Zn2+C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸解析：2Zn+O2=2ZnO所以Zn作负极，负极发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+。如果电解液是强酸，由于c(H+)大，正极的反应是2H+2e-=H2，而不是O2得到电子。因此B、D项是正确的。答案：BD9.铅蓄电池的负极及负极反应物为Pb，正极反应物为PbO2，电解质溶液是稀H2SO4溶液，原电池反应的产物之一是难溶性的PbSO4。写出铅蓄电池中的电极反应式和总反应式。负极：_；正极：_；总反应式：_。解析：由题意可知，原电池反应中Pb失去电子变为Pb2+,PbO2中的Pb4+得到电子变为Pb2+并释放出O2-。在H2SO4稀溶液中，Pb2+必然与结合为PbSO4沉淀（非氧化还原反应），O2-必然与H+结合为H2O（非氧化还原反应）。将得到的两电极反应式相加即得总反应式。答案：Pb+-2e-=PbSO4PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H+2=2PbSO4+2H2O10.航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应均为2H2+O2=2H2O。酸式电池中的电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+，则其正极反应可表示为_；碱式电池中的电解质是碱，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为_。解析：原电池中，正极发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，因为电解质溶液显酸性，有4OH-+4H+=4H2O，两式合并得酸式电池的正极反应式为O2+4H+4e-=2H2O;原电池负极发生氧化反应：2H2-4e-=4H+，因在碱性溶液中，又有4H+4OH-=4H2O，合并后的负极反应式为：2H2+4OH-4e-=4H2O。答案：O2+4H+4e-=2H2O2H2+4OH-4e-=4H2O11.燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置，这是本世纪最具挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入了丁烷，电池的电解质是掺杂了Y2O3（三氧化二钇）的Zr2O2(二氧化锆）晶体，它在高温时能传导O2-。试完成下列问题：（1）该电池放电时的化学反应方程式为_。（2）该燃料电池的电极反应式为：电池正极：13O2+52e-=26O2-电池负极：2C4H10+26O2-52e-=8CO2+10H2O则固体电解质中的O2-向_极移动（填“正”或“负”）。解析：根据燃料电池的电极反应式，正、负极反应式相加即得总反应方程式。O2-的移动方向可由原电池工作时离子移动方向依据来判断，原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，因此O2-移向负极。答案：（1）2C4H10+13O2=8CO2+10H2O （2）负走近高考1.汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列叙述中正确的是（ ）A.PbO2是电源的负极 B.负极的电极反应式为：Pb+-2e-=PbSO4C.电池放电时，PbO2得电子，被氧化 D.电池放电时，溶液酸性增强解析：铅蓄电池放电时：负极反应：Pb+-2e-=PbSO4正极反应：PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2O故A、C、D不正确，B正确。答案：B2.某蓄电池充放电的反应如下:Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。下列推断中正确的是（ ）A.放电时铁为正极，NiO2为负极B.充电时阴极的电极反应式为：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-C.充电时，铁为阳极D.放电时，正极附近溶液的碱性减弱解析：要注意的是蓄电池放电的原理是原电池原理，放电过程损耗电极材料，而充电时是电解原理，也是一个补充电极材料的过程，放电时作为负极的铁与电源的负极相连，作为正极的NiO2与电源的正极相连。选项A放电时，较活泼金属作原电池的负极，故负极应为Fe,所以A不正确；选项B中，充电是补充电极材料的过程，故其电极反应式正确；C中充电时，铁应作为阴极，故C不正确；放电时正极的电极反应式为：NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-，所以正极附近溶液的碱性增强，故D不正确。答案：B3.氢氧燃料电池是一种污染小、效率高的新型化学电源，可用于航天器上，其总反应的化学方程式为：2H2+O2=2H2O，该电池的负极反应可表示为（ ）A.2H2-4e-=4H+ B.2H2O+O2+4e-=4OH-C.4H+4e-=4H2 D.4OH-4e-=2H2O+O2解析：根据原电池两极反应原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，再结合总反应化学方程式：2H2+O2=2H2O，所以负极反应为：2H2-4e-=4H+,故A项正确。答案：A