2022年新高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源课时训练新人教版必修2 .pdf

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1、1 / 7新高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第2 课时发展中的化学电源课时训练新人教版必修2 ( 时间 :40 分钟 ) 选题表知识点题号常见化学电源1,2,4,7 新型化学电源3,5,6 原电池原理及反应式书写8,9,11,12 综合10,13,14 基础过关1.(2017 河南信阳期中) 电子计算器所用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+2OH-2e- Zn(OH)2、Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-, 以下判断正确的选项是 ( B ) A.锌为正极 ,Ag2O为负极B.锌为负极 ,Ag2O为正极C.原电池工作时, 溶液中

2、OH-移向正极D.原电池工作时, 溶液中电子由负极流向正极解析 : 根据化合价变化可知Zn被氧化 , 应为原电池的负极, 则正极为 Ag2O,A错误 ,B 正确 ; 原电池工作时 , 溶液中的阴离子向负极移动,C 错误 ; 原电池工作时, 电子从负极流出经导线流向正极 , 不能进入溶液,D 错误。2.(2016 北大附中月考) 如图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的选项是( B ) 2+2H2O+4e-4OH-解析 : 氢氧燃料电池中,H2在负极 a上被氧化 ,O2在正极 b 上被复原 ,电流由正极通过灯泡流向a, 故 A、C 正确 ; 由于电解质溶液为酸性, 故正极的电极反应

3、为O2+4H+4e-2H2O,B 不正确 ;该电池的总反应为2H2+ O22H2O,属于环保电池 ,D 正确。3.2016 年 10 月 17 日“神舟十一号”飞船发射成功, 宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池,另外内部还配有高效的燃料电池, 该电池可同时供给电和水蒸气, 所用燃料为氢气, 电解质为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页2 / 7熔融的碳酸钾 , 已知该电池的总反应为2H2+O22H2O,负极反应为H2+C-2e-CO2+H2O,则以下推断中 , 正确的选项是 ( A ) A.电池工作时 ,C向负极移动B.

4、电池放电时 , 外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极C.正极的电极反应:4OH-4e-O2+2H2O D.通氧气的电极为阳极, 发生氧化反应解析 : 电池放电时 , 电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动, 所以 C向负极移动 ,A正确 ; 原电池放电时, 电子从负极沿导线流向正极, 即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极 ,B 错误 ;正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子, 电极反应式为O2+2CO2+4e-2C,C 错误 ; 通入氧气的电极是正极, 正极上得电子发生复原反应,D 错误。4.(2017 广东东莞四校联考) 燃料电池是一种新型电池, 它主要是利用燃料燃烧

5、原理把化学能直接转化为电能,当以 30%KOH 溶液为电解质溶液, 电极反应如下:2H2+4OH-4e-4H2O,O2+2H2O+4e-4OH-。据此作出判断, 以下说法中不正确的选项是( A ) 2+O22H2O 2在正极发生复原反应-向负极移动解析 : 根据负极反应:2H2+4OH-4e-4H2O,消耗氢氧根离子, 所以反应时负极附近pH减小 ,A不正确 ; 电池总反应为2H2+O22H2O,B 正确 ; 由电极反应式可知,通入氧气的一极为电池的正极 , 发生复原反应,C 正确 ; 原电池中阴离子向负极移动, 所以工作时OH-向负极移动 ,D 正确。5.(2016 河南濮阳期末)Mg H2

6、O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器,该电池以海水为电解质溶液 , 示意图如下。该电池工作时, 以下说法正确的选项是( C ) 2O2在石墨电极上发生氧化反应-向正极移动解析 : 原电池的负极被氧化,Mg为负极 ,A 错误 ;H2O2作为氧化剂 ,在石墨上被复原为OH-, 发生复原反应 ,石墨电极附近溶液碱性增强,pH 增大 ,B 错误 ,C 正确 ; 溶液中 Cl-应向负极移动,D错误。6.(2017 江西赣州十四市联考)为表达节能减排的理念, 研制出了新型固态氧化物燃料电池,该电池的工作原理如下图。以下说法正确的选项是( A ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

7、 - - - - - - -第 2 页，共 7 页3 / 72+4e-+2H2O4OH-D.假设反应中转移1 mol 电子 , 则生成 22.4 L(标准状况 )CO2解析 : 根据电池的工作原理可知b 极为负极 ,a 极为正极 , 故电子应从b 极经导线流向a 极, 故A正确 ; 该电池中没有H2O、OH-, 故 B、C错误 ; 由 CO+O2-2e-CO2知, 转移 1 mol 电子 , 生成0.5 mol CO2, 其体积为11.2 L(标准状况 ),D 错误。7. 以下关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的选项是( D ) 中锌是正极是一次电池工作时 ,氢气发生复原反应工作时 ,电

8、子由锌通过导线流向碳棒解析 :A 项, 电池中锌的活泼性大于铜,所以锌作负极;B 项, 铅蓄电池是可充、放电电池, 所以为二次电池 ;C 项,在氢氧燃料电池中,H2失去电子发生氧化反应。8. 燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的甲烷燃料电池, 如下图 ,a 、b均为惰性电极。以下表达不正确的选项是( B ) A.a 极是负极 , 该电极上发生氧化反应2+4OH-4e-2H2O 4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页4 / 7解析 :a极通CH4为负极 , 电极反

9、应为CH4+10OH-8e-C+7H2O,发生氧化反应 ,A 正确 ;B项,b 极通 O2为正极 , 电极反应为2O2+4H2O+8e- 8OH-,B 不正确 ; 正、负极电极反应式相加得总反应为CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O,C 正确 ;D 项, 甲烷燃料电池的能量高, 且产物为水和盐, 对环境无污染, 故是具有应用前景的绿色电源。9.(2016 江西樟树模拟)Mg AgCl 电池是一种用海水激活的一次电池, 在军事上用作电动鱼雷的电源。电池的总反应可表示为Mg+2AgCl MgCl2+2Ag。以下关于该电池的说法错误的选项是 ( C ) A.该电池工作时, 正极反应为2AgC

10、l+2e-2Cl-+2Ag B.镁电极作该电池负极, 负极反应为Mg-2e-Mg2+24 g Mg 被氧化时 , 可复原得到108 g Ag D.装备该电池的鱼雷在水中行进时, 海水作为电解质溶液解析 : 由电池反应方程式看出,Mg 是复原剂、 AgCl 是氧化剂 , 故金属Mg 作负极 , 正极反应为2AgCl+2e-2Cl-+2Ag,故 A正确 ; 金属 Mg作负极 , 其电极反应式为Mg-2e-Mg2+, 故 B正确 ;电极反应式Mg-2e- Mg2+,24 g Mg即 1 mol被氧化时 , 转移电子是2 mol, 正极反应为2AgCl+2e-2Cl-+2Ag,可复原得到216 g A

11、g, 故 C错误 ; 因为该电池能被海水激活,海水可以作为电解质溶液, 故 D正确。10.(2017 山西太原期中) 英国一家公司正在研发全球首款“充一次电 , 用七天” 的碱性氢氧燃料电池。如图为碱性氢氧燃料电池结构示意图。请答复以下问题。(1) 电池是将化学能直接转化为能的装置。(2) 氢氧燃料电池中发生反应的化学方程式是。作为碱性氢氧燃料电池, 该电池的电解质溶液可以是。(3)b 电极上的反应为 , 则该电极为电池的极, 从氧化复原角度分析, 该反应属于反应。(4) 氢氧燃料电池与普通电池相比, 其优点是( 答出一点即可) 。但作为电池 , 长时间使用时 , 会感觉发烫 , 这是因为有一

12、部分能量转化为能, 所以它还需要解决一些问题, 如: 壳必须多开一个排气孔, 可能的原因是。解析 :(1) 燃料电池是将化学能转化成电能的装置。(2) 碱性氢氧燃料电池中的电解质溶液一般是KOH 溶液 , 电池总反应是氢气与氧气反应生成水, 反应方程式为2H2+O22H2O。(3) 正极充入氧气, 则 b 电极上氧气得电子发生复原反应, 电极反应式 :2H2O+O2+4e-4OH-。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页5 / 7(4) 氢氧燃料电池的产物是水, 与普通电池相比, 无污染 , 还能循环再利用; 电池长时间

13、使用时会感觉发烫 , 是因为有一部分能量转化为热能, 因此壳必须多开一个排气孔, 可能的原因是有利于水蒸气的散发。答案 :(1) 电(2)2H2+O22H2O KOH溶液(3)2H2O+O2+4e-4OH-正复原(4) 无污染热有利于水蒸气的散发能力提升11.(2016 河南周口期末) 微生物燃料电池因具有原料广泛、操作条件温和、清洁高效和资源利用率高、无污染等特点而被人们所重视。以用葡萄糖作底物的燃料电池为例, 其正、负极反应式如下 : 正极反应 :6O2+24H+24e-12H2O 负极反应 :C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+则有关该电池的以下说法正确的选项是( D )

14、 B.作为负极的葡萄糖(C6H12O6) 在变化中失去电子, 被复原C.该电池的电解质溶液是强酸性溶液, 如浓硫酸或硝酸等6H12O6+6O26CO2+6H2O 解析 : 该电池是微生物燃料电池, 反应条件温和 , 所以不需高温条件,A 错误 ;C 元素的化合价升高 , 则葡萄糖在反应中失去电子被氧化,B 错误 ; 浓硫酸能和有机物发生脱水反应, 电池的电解质溶液不能是浓硫酸,C 错误 ; 将正、负极反应式相加即可得总反应方程式:C6H12O6+ 6O26CO2+6H2O,D 正确。12.(2017 山西怀仁一中月考) 由 NO2、O2, 熔融盐组成的燃料电池如下图, 在使用过程中石墨电极反应

15、生成一种氧化物Y,以下有关说法正确的选项是( C ) 极为正极 , 石墨极为负极极的电极反应式为NO2+N-e-N2O5极上发生氧化反应解析 : 燃料电池中通氧气的为正极, 通燃料的为负极, 则石墨极为负极, 石墨极为正极,A错误 ;NO2中氮元素的化合价为+4价 , 反应后化合价升高, 所以 Y的化学式为N2O5,B 错误 ; 负极上 NO2失电子生成N2O5, 则石墨极的电极反应式为NO2+N-e-N2O5,C 正确 ; 石墨极为氧气得电子发生复原反应,D 错误。13.(2017 浙江湖州期中) 有 X、 Y、Z、W四种短周期元素, 它们的核电荷数依次增大。只有Z是金属元素 ,X 最外层只

16、有一个电子,Y 和 W元素原子的最外层电子数相同, 且 Y元素原子L层电子数是K层电子数的3 倍,Z 元素原子的最外层电子数是W元素原子最外层电子数的一半。请答复 : (1)Z 是( 填元素符号 ),W 的原子结构示意图为。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页6 / 7(2) 写出两种仅由X、Y两种元素的原子形成的10 电子微粒的符号: 。(3) 将 X的单质气体与Y的单质气体间的反应设计成原电池反应, 简易装置如下图。A处通入的气体为,B 处气体发生反应的电极反应式为。解析 :(1) 有 X、Y、Z、W四种短周期元素

17、, 它们的核电荷数依次增大,X 最外层只有一个电子,X不是金属元素 ,X 为 H,Y 元素原子 L 层电子数是K层电子数的3 倍, 则 Y为 O元素 ;W和 Y元素原子的最外层电子数相同, 则 W为 S;Z 元素原子的最外层电子数是W元素原子最外层电子数的一半 , 则 Z 为 B或 Al, 又 Z是金属元素且核电荷数大于O,则 Z 只能为 Al,W 为 S,核外电子分三层排布 , 分别为 2、8、6, 原子结构示意图为。(2)X 、Y分别为 H、O,形成的氢化物H2O含有 10 个电子 , 形成的 OH-含有 10 个电子。(3) 根据电子的流向,A 处电子流出 , 为负极 , 发生氧化反应,

18、 所以 A处通入的气体为H2,氧气具有氧化性 ,通入氧气的一极为原电池的正极, 正极发生复原反应, 电极方程式为O2+4e-+4H+2H2O 。答案 :(1)Al (2)H2O、OH-(3)H2O2+4e-+4H+2H2O 14. 化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。.(1)锌锰干电池的基本构造如图。锌锰干电池工作时, 电路中每通过0.2 mol e-, 负极质量减少g; 工作时 N在正极放电产生两种气体, 其中一种气体分子是含10e-的微粒 , 正极的电极反应式是。(2) 关于该电池的使用和性能, 说法正确的选项是。B.该电池可用于闹钟、收音机、照相机等C.该电池使用后能投入火中

19、, 也可投入池塘中D.该电池长时间连续工作后, 糊状物可能流出, 腐蚀用电器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页7 / 7.(3)目前常用的镍 (Ni) 镉(Cd) 电池 , 其电池总反应可表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2, 已知 Ni(OH)2和 Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。以下说法正确的选项是。.(4)锂电池锂的摩尔质量小而比容量特别大, 但是锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制, 为什么这种电池不能使用电解质的水溶液?请用化学方程式表示其原因: 。解析 :(1) 锌锰

20、干电池的负极是锌, 正极为石墨棒, 电解质为氯化铵, 负极发生氧化反应, 电极反应式为Zn-2e-Zn2+, 根据电极反应式可知, 电路中每通过0.2 mol e-, 消耗 0.1 mol Zn,质量为 0.1 mol 65 g/ mol=6.5 g。正极发生复原反应, 工作时 N在正极放电 , 产生两种气体 , 其中一种气体分子是含10e-的微粒 , 应为 NH3, 电极反应式为2N+ 2e-2NH3+H2。(2) 该电池是一次性电池, 不能反复使用,故 A 错误 ; 该电池可将化学能转化为电能, 能用于闹钟、收音机、照相机等, 故 B正确 ; 该电池使用后不能投入火中、池塘中, 因为电池中

21、的重金属会污染环境 , 故 C错误 ; 该电池长时间连续工作后, 糊状物可能流出, 腐蚀用电器 , 故 D 正确。(3) 可逆反应的正、逆反应条件是相同的, 但充电和放电的条件是不一样的, 即以上反应不是可逆反应 ,故 A错误 ; 根据电池产物是氢氧化物, 知道反应环境为碱性, 故 B正确 ; 电池放电时是原电池的工作原理, 失电子的一极是负极, 即 Cd作负极 , 故 C正确 ;该电池是能连续充放电使用的电池 , 是一种二次电池, 故 D正确。(4) 金属锂可以和水之间发生化学反应生成氢氧化锂和氢气:2Li+ 2H2O2LiOH+H2, 所以不能用含有水的电解质溶液。答案2N+2e-2NH3+H2(2)BD (3)BCD (4)2Li+2H2O2LiOH+H2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页