2022年高中化学第四章电化学基础第二节化学电源课时训练新人教版选修 .pdf

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1、第四章电化学基础第二节化学电源1下列电池工作时，O2在正极放电的是( ) A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池解析： 锌锰电池中，锌在负极放电，MnO2在正极放电，A项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电，氧气在正极放电，B项正确；铅蓄电池中，Pb在负极放电，PbO2在正极放电，C项错误；镍镉电池中，镉(Cd) 在负极放电， NiOOH在正极放电，D项错误。答案： B2一种充电电池放电时的电极反应为：H2 2OH 2e=2H2O; NiOOH H2Oe=Ni(OH)2OH。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是( ) AH2O的还原B NiOOH的还原CH2的氧化D

2、Ni(OH)2的氧化解析： 放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应， D正确。答案： D 3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： B 4纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为：Zn2OH

3、2e=Zn(OH)2、Ag2OH2O2e=2Ag 2OH， 下列说法中，正确的是 ( ) A锌是负极，氧化银是正极B锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C溶液中OH向正极移动， K、H向负极移动D在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 解析： 由电极反应式可知Zn 作负极， Ag2O作正极， A 正确；锌发生氧化反应，Ag2O发生还原反应， B 错误；溶液中的OH向负极移动，

4、 K、H向正极移动， C 错误；电池的总反应为： ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c(OH)增大， D错误。答案： A 5铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应式为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O ，下列结论正确的是( ) APb为正极被氧化B溶液的pH不断减小CSO24只向 PbO2处移动D电解质溶液的pH不断增大解析： 由题给电极反应式可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大，所以B不正确，D正确；由Pb元素化合价的变化，可以看出Pb是负极，所以A不正确；原电池工作

5、时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向 PbO2极；内电路中，负电荷(SO24和 OH) 移向 Pb极，所以 C不正确。答案： D 6 (1) 根据氧化还原反应2H2O2=2H2O， 设计成燃料电池， 负极通的气体应是_，正极通的气体应是_。(2) 根据选择电解质溶液的不同，填写下表：电解质溶液H2SO4溶液KOH溶液负极反应式正极反应式溶液的 pH变化(3)若把H2改为CH4，KOH作电解质，则正极反应式为_ 。解析： (1) 氢、氧燃料电池中通可燃性气体(H2) 的一极为负极，通O2的一极为正极。(2) 若以 H2SO4溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H2

6、4e=4H；正极： O24e4H=2H2O。反应过程中生成水，溶液中c(H) 减小， pH 增大。若以KOH溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H24OH4e=4H2O；正极： 2H2O O24e=4OH。反应过程中生成水，溶液中c(OH) 减小， pH减小。(3) 若把 H2改为 CH4，KOH溶液作电解质溶液时其正极反应式不变。答案： (1)H2O2 (2) 见下表 (3)2H2O O24e=4OH名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - -

7、- - - - - - - 电解质溶液H2SO4溶液KOH溶液负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O 正极反应式O24H4e=2H2O O22H2O4e =4OH溶液的 pH变化变大变小 ( 时间： 40 分钟满分： 100 分) 一、选择题 ( 本题包括 6 个小题， 每小题 8 分，共 48 分。每小题只有一个选项符合题意) 1电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是( ) A化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电B铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大C燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D锂电池是

8、一种高能电池，体积小、重量轻，比能量高解析： A项，化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重，单位质量的电极材料释放的电能小，错误；C项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染小等优点，正日益成为备受人们喜爱的电池，正确；D项，锂的原子量为7，每产生1 mol 电子，消耗金属的质量只有 7 g ，所以相同质量时提供的能量要比其他电池高得多。因此锂电池是一种高能电池，具有体积小、重量轻，比能量高的优点，

9、正确。答案： B 2锂电池是新型高能电池，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为：Li MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是( ) A锂是正极，电极反应为：Li e=LiB锂是负极，电极反应为：Li e=LiC锂是负极，电极反应为：MnO2e=MnO2D锂是负极，电极反应为：Li 2e=Li2解析： 在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极；锂位于A族，只能生成Li。答案： B 3某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是( ) A正极反应式为：O22H2O 4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH 的物质的量

10、不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2O 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - D消耗 2.24 L H2( 标准状况 ) 时，有 0.1 mol电子转移解析：在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应： 2H24OH4e=4H2O ；O2在正极上反应：O22H2O 4e=4OH，其总反应式为：2H2O2=2H2O 。工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，但其浓度减小。消耗0.1 mol H2时，转移电子

11、的物质的量为0.2 mol ，D项错误。答案： D 4氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H22NiOOH 2Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( ) A电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被氧化D电池放电时，H2在负极放电解析： 根据电池反应可首先看出放电时，H2在负极被氧化，NiOOH在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。答案： D 5 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

12、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C2H5OH 3H2O12e=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，所以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：

13、 B 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6一种新型熔融盐燃料电池具有很高的发电效率。现用Li2CO3和 Na2CO3的熔融混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和 CO2混合气体，其总反应为2CO O2=2CO2。则下列说法中正确的是( ) A通 CO的一极是电池的正极B负极发生的电极反应是O22CO24e=2CO23C负极发生的电极反应是CO CO232e=2CO2D正极发生氧化反应解析： 由电池反应2CO

14、 O2=2CO2可知，通CO的一极为电池负极，通O2的一极为电池正极，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，负极的电极反应为 2CO 2CO234e=4CO2，正极的电极反应为O22CO24e=2CO23。答案： C 二、非选择题(本题包括 3 个小题，共52 分) 7(16 分) 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：Cd2NiOOH 2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2请回答下列问题：(1) 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。(2)放 电 时 负 极 发 生 反 应 的 物 质 是 _ ， 放 电

15、时 正 极 的 反 应 式 为_。(3)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) 原电池放电过程中将化学能转化为电能，即反应物总能量大于生成物总能量。(2) 根据总反应式可知放电时：负极 (Cd) 反应式：Cd2OH2e=Cd(OH)2， 正极 (NiOOH)反应式： 2NiOOH 2H2O 2e=2Ni(OH)22OH。(3) 废旧电池中的镍、镉等重金属离子对环境造成污染。答案：(1) 大于 (2)Cd NiOOH H2O e=Ni(OH)2OH(3) 防止电池中的镉、 镍等重金属对土壤和水源造成污染8(18 分)

16、锂锰电池的体积小、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 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) 电池正极反应式为_。(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_ 。解析： (1) 外电路的电流方向

17、是由正极b 流向负极 a。(2) 在电池正极b 上发生的电极反应式为MnO2eLi=LiMnO2。 (3) 由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。答案： (1)b a (2)MnO2eLi=Li MnO2(3) 否电极 Li 是活泼金属，能与水反应9(18 分) 科学家预言，燃料电池将是21 世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1) 这种电池放电时发生的化学反应方程式：_。(2) 此电池的正极发生的电

18、极反应式：_，负极发生的电极反应式：_ 。(3) 电解液中 H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4) 使用该燃料电池的另一个好处是_。解析： (1) 燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与 H2SO4反应，故电池反应为2CH3OH 3O2=2CO24H2O 。(2) 电池的正极O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2O ，用电池反应减去正极反应即可得出负极的电极反应式。(3)H移向正极，在正极生成水。(4) 产物是 CO2和 H2O，不会对环境造成污染。答案： (1)2CH3OH 3O2=2CO24H2O (2)3O212H12e=6H2O 2CH3OH 2H2O 12e=2CO212H(3) 正负极 (4) 对环境无污染名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -