高二化学-随堂练习_化学电源.doc

【巩固练习】1下列说法错误的是（ ） A依据原电池的原理可设计出化学电源 B原电池是化学电源的雏形 C原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的负极材料的活动性 D氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源2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差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）A正极反应式：AgCl-e-=AgClB每生成1mol Na2Mn5O10转移2mol电子CNa+不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物3电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn+2OH2eZn(OH)2；Ag2O+H2O+2e2Ag+2OH。总反应式为：Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。下列判断正确的是（ ） AZn为正极，Ag2O为负极 BZn为负极，Ag2O为正极 C电池工作时，负极附近溶液的pH减小 D电池工作时，负极附近溶液的pH增大4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。电池总反应为：Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnOOH。下列说法不正确的是（ ） A该电池中Zn为负极，MnO2为正极 B该电池的正极反应为：2MnO2+2e+2H2O2MnOOH+2OH C导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D电池工作时水分子和OH都能通过薄层纸片5（2015 全国新课标I）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C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O6电动自行车由于灵活、快捷、方便，已成为上班族的主要代步工具，其电源为铅蓄电池，其反应原理为PbO2+Pb+2H2SO4PbSO4+2H2O，下列叙述正确的是（ ） A电池放电时，PbO2是电池的正极，被氧化 B电池放电时，SO42只在负极发生反应 C电池放电时，溶液的pH不断减小 D电池放电时，正极反应式为：PbO2+4H+SO42+2ePbSO4+2H2O7一种新型乙醇电池用磺酸类质子作溶质，比甲醇电池效率高出32倍。电池总反应为：C2H5OH+3O22CO2+ 3H2O，电池示意图如图。 下列对这种电池的说法正确的是（ ） Ab极为电池的负极 B电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再到a极 C电池正极的电极反应为：4H+O2+4e2H2O D设每个电子所带电量为q，则l mol乙醇被氧化产生6NA q的电量8我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3，下列说法不正确的是（ ） A正极反应为：O2+2H2O+4e4OH B电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D该电池通常只需更换铝板就可继续使用9零排放车载燃料电池曾被美国时代杂志列为21世纪改变人类生活的十大新科技之首。质子交换膜燃料电池便是其中一种，其工作原理如图所示，则下列叙述不正确的是（ ） A正极反应为：O2+4H+4e2H2O B负极反应为：2H24e4H+ C导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移动至负极 D总反应式为：2H2+O22H2O10（2015天津高考）铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO42)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡11锂电池是新一代高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为：Li+MnO2LiMnO2，下列说法正确的是（ ） ALi是正极，电极反应为：LieLi+ BLi是负极，电极反应为：LieLi+ CMnO2是负极，电极反应为：MnO2+eMnO2 DLi是负极，电极反应为：Li2eLi2+12不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2+O22H2O，负极反应为：H2+CO322eH2O+CO2，则下列推断中正确的是（ ） A正极反应为：4OHO2+2H2O+4e B该电池的电极没有参加反应 C电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 mol DO2从正极通入，发生氧化反应13某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O22H2O，下列有关说法正确的是 A电子通过外电路从b极流向a极 Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e4OH C每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 DH由a极通过固体酸电解质传递到b极二、填空题1一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向另一个电极通入空气。回答下列问题： （1）此电池放电时发生的化学反应是_。 （2）此电池的正极发生的电极反应是_；负极发生的电极反应是_。 （3）电解液中的H+向_极移动；向外电路释放电子的电极是_。 （4）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高，其次是_。2（2014 海南高考）锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2回答下列问题：（1）外电路的电流方向是由 极流向 极（填字母）。（2）电池正极反应式 。（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ （填“是”或“否”），原因是 。（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为 。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为 。【答案与解析】1C【解析】A项，化学电源是依据原电池原理设计的，A项正确；B项也正确；C项，原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力，故C项错误，D项正确。2B【解析】由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价，所以每生成1mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(418/5)×52mol，因此选项B正确。3BC【解析】ZnZn(OH)2失去2e，而Ag2O2Ag得到2e。原电池中失去电子的一极是负极，所以Zn为负极，Ag2O为正极。B正确。因为Zn+2OH2eZn(OH)2，负极区域溶液中c (OH)不断减小，则c (H+)不断增大，故pH减小，所以C也正确。4C【解析】原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn2e+2OHZn(OH)2即得正极反应式2MnO2+2e+2H2O2MnOOH+2OH。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。5A【解析】A项：根据C元素的化合价的变化，二氧化碳中C元素的化合价为最高价+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，应该在负极生成，错误；B项：在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率比化学反应速率加快，所以微生物促进了反应的发生，正确；C项：原电池中阳离子向正极移动，正确；D项：电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，正确。故选A。Pb+SO422ePbSO4PbO2+4H+SO42+2ePbSO4+2H2O负极正极根据电池总反应铅蓄电池放电时是原电池6D7C【解析】由图示知，负极反应为C2H5OH12e+3H2O2CO2+12H+，正极反应为3O2+12e+12H+6H2O，b为正极；电子经外电路由a到b；l mol乙醇被氧化转移12 mol e，故产生12NA q的电量。8B【解析】此电池在工作时，电子由铝电极沿导线流向铂电极，电流方向是电子流动方向的反方向，即由铂电极沿导线流向铝电极。9C【解析】该燃料电池为氢氧燃料电池，其总反应式为2H2+O22H2O，该燃料电池是通过质子（H+）来传递电荷的，H+分别参与了正、负电极的反应，但H+在电池的内部应由负极（产生H+）定向移动至正极（消耗H+），其在整个过程中，消耗量与生成量相等。10C【解析】由图像可知该原电池反应原理为Zn+Cu2+=Zn2+Cu。AZn比Cu活泼，则Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，故A错误；B阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，则两池中c(SO42)不会改变，故B错误；C甲池中电极反应式为Zn-2e-Zn2+，乙池中电极反应式为Cu2+2e-Cu，Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池中，由于Zn的摩尔质量比Cu大，则乙池溶液的总质量增加，故C正确；D由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，则阴离子并不能通过交换膜，故D错误；故选C。11B【解析】分析电池的总反应式Li+MnO2LiMnO2，可以知道Li失去电子，发生氧化反应，所以Li是负极，电极反应为LieLi+；MnO2是正极，发生还原反应，电极反应为MnO2+eMnO2。12B【解析】该电池实质是氢氧燃料电池，负极上氢气发生氧化反应，正极上氧气发生还原反应，电极本身不参与反应；由总反应式知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol；正极反应为：O2+2CO2+4e2CO32。13D【解析】首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，A错；B选项反应应为O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知标准状况。二、填空题1（1）2CH3OH+3O22CO2+4H2O （2）3O2+12H+12e6H2O 2CH3OH+2H2O12e2CO2+12H+ （3）正 负极 （4）产物对环境无污染【解析】甲醇燃料电池实质就是利用甲醇燃料与氧气反应来提供电能。CH3OH作负极，发生氧化反应，电极反应式为2CH3OH+2H2O12e2CO2+12H+；氧气作正极，电极反应式为3O2+12H+12e6H2O，两反应式相加得总反应式。在电池中负极释放电子并传导到正极上，故H+向正极移动。该电池的反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。2（1）b；a；（2）MnO2+e+Li+=LiMnO2；（3）否；电极Li是活泼金属，能与水反应；（4）3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；2：1。【解析】（1）Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极；（2）MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e+Li+=LiMnO2；（3）因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂；（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，反应中Mn元素化合价分别由+6价升高到+7价、降低到+4价，由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2：1。