2022年第二节化学电源 2.pdf

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1、1(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题6 分，共 48 分)1电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。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氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，故A 错；原电池是将化学能直接转变为电能，所以B 错；氢氧燃料电池负极反应为H22e=2H，所以 C 正确；太阳能电池采用硅材料制作，D 错误。答案：C 2获得“863”计划和

2、中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为 AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al3I2=2AlI3。下列说法不正确的是()A该电池负极的电极反应为：Al 3e=Al3B电池工作时，溶液中铝离子向正极移动C消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多D该电池可能是一种可充电的二次电池答案：D 3科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为()AH22OH2e=2H2O BO24H4e=2H2O CH22e=2HDO22H2O4e=4OH解析：该电池的特点：电解质溶液显酸性，故负极电极方

3、程式中H2失去电子生成H，C 项正确。答案：C 4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2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是(双选)()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应D电解液肯定不是强酸名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -2 解析：Zn 与 O2反应的电子转移情况为=2ZnO，所以Zn 作负极，负极发生氧化反应：Zn2e=Zn2。O2是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，电池的化学反应不是2ZnO2=2ZnO，而是 Zn2H

4、=Zn2H2。答案：BD 5氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H24OH4e=4H2O 正极：O22H2O4e=4OH当得到 1.8 L 饮用水时，电池内转移的电子数约为()A1.8 mol B3.6 mol C100 mol D200 mol 解析：n(H2O)1.8103g18 g mol1100 mol，由=2H2O，可知 n(e)2100 mol200 mol。答案：D 6氢氧燃料电池是将氢气和氧气分别充入电池，穿过浸入20%40%的 KOH 溶液的多孔碳电极。其电极反应式为：2H24OH4e=4H2O，O22H2O4e=

5、4OH，则下列叙述中正确的是(双选)()A通入 H2的一极是正极，通入O2的一极是负极B通入 H2的一极是负极，通入O2的一极是正极C工作时负极区附近溶液的pH 变大D工作一段时间后电解质溶液的pH 变小解析：原电池中，在负极上发生失去电子的反应，正极上发生得电子的反应，由此可判断出 B 正确。原电池工作时不断生成水，故D 项正确。答案：BD 7(2009 江苏高考)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是()A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移名师资料总结-精品资料欢迎

6、下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -3 D在电池反应中，每消耗1 mol 氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.46L 解析：高温下，微生物发生蛋白质的变性，A 错误；B 正确；放电过程中，H移向正极区，C 错误；葡萄糖燃料电池的总反应式为：C6H12O66O26CO26H2O，即 1 mol O2 1 mol CO2，每消耗 1 mol O2，理论上生成标准状况下CO2气体为 22.4 L，D 错误。答案：B 8(2009 广东高考)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以 NaCl 溶

7、液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e=4OHB以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e=Al(OH)3C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：电池工作时，正极上 O2得到电子被还原，电极反应为：O22H2O4e=4OH，A 正确。电解液为NaOH 溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是 Al(OH)3，B 错误。电池的总反应为：4Al 3O24NaOH=4NaAlO22H2O，消耗 NaOH，pH 减小。电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极。答案：A 二、非选择题(本

8、题包括4 小题，共 52 分)9(12 分)下面是生活中常见的两种电池，根据提供的信息回答后面的问题。(1)有一种常用的电池叫锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7)，由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年，它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li MnO2=LiMnO2。试回答：锂电池比容量特别大的原因是_。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_。(2)下表是两个电池外壳上的说明文字。某型号进口电池某型号国产电池RECHARGEABLE 1.2 V 50

9、0 mAh STANDARD CHARGE GNY0.6(KR-AA)1.2 V 600 mAh RECHARGE ABLESTANDARD CHARGE 15 h at 60 mA 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 -4 15 h at 50 mA 上述进口电池的电动势是_V。上述国产电池最多可放出_mAh 的电量；若该电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用_h。解析：(1)锂的相对原子质量是金属中最小的，只有7；根据比容量的定义，可得锂电池比容量大的原因。锂是活泼的碱金属，能和水发生化学反应，所以不能用电解质的水溶液。(3)根据提供的电池上面的信息

10、以及理解“mAh”的意义是解答的关键。在计算过程中，还要注意单位的换算，将“安”换算成“毫安”：600 mAh(0.03 A1 000 mA A1)20 h。答案：(1)锂的摩尔质量小2Li2H2O=2LiOH H2(2)1.260020 10(12 分)(2011 青岛高三质检)铅蓄电池(原电池)工作时，总反应为：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，由此可以判断：(1)铅蓄电池的电极材料：正极为_，负极为 _。(2)两极的电极反应式：正极为_，负极为 _。(3)工作一段时间后，蓄电池电解质溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析：反应中发生氧化反应的是Pb，所以 Pb

11、是负极，发生还原反应的是PbO2，所以正极是PbO2。负极 Pb 失去电子，发生氧化反应变为Pb2，但是在硫酸环境下，Pb2与SO42不能共存，生成PbSO4；正极 PbO2得到电子发生还原反应，也生成Pb2，在硫酸环境中也生成PbSO4，同时氧与酸中的H反应生成水。答案：(1)PbO2Pb(2)PbO24HSO422e=PbSO42H2OPbSO422e=PbSO4(3)变大11(14 分)(1)今有 2H2O2=KOH2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是_，正 极 通 的 应 是 _，电 极 反 应 式 分 别 为 _、_。(2)如 把KOH改 为 稀H2SO4作 电 解 质，则 电

12、 极 反 应 式 分 别 为_、_。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH 各有何变化？_ _ _。(3)如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为_、_。解析：根据电池反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，因此H2应在负极上反应，O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H参加或生成，故负极名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -5 反应为：2H24OH4e=4H2O，正极反应为：O22H2O4e=4OH。若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH参加或生成，故负极：2H24e=4H，正极：O2 4H4e=2H2O

13、。由于前者在碱性条件下反应KOH 量不变，但工作时H2O 增多，故溶液变稀，碱性变小，pH 将变小。而后者为酸溶液，H2SO4不变、水增多，溶液酸性变小，故 pH 将变大。如把H2改为甲烷，用KOH 作导电物质，根据反应CH42O2=CO22H2O，则负极为发生氧化反应的CH4，正极为发生还原反应的O2，由于有KOH 存在，此时不会有CO2放出。答案：(1)H2O2负极：2H2 4OH4e=4H2O正极：O22H2O4e=4OH(2)负极：2H24e=4H正极：O24H4e=2H2O(1)中 pH 变小，(2)中 pH变大(3)负极：CH4 10OH8e=CO32 7H2O 正极：2O24H2

14、O8e=8OH12(14 分)(知能提升)(2011 黄冈中学高二质检)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li 2SOCl2=4LiCl SSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_；(2)电池正极发生的电极反应为_；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH 溶液吸收SOCl2，有 Na2SO3和 NaCl 生成。如果把 少 量 水 滴 到SOCl2中，实 验 现 象 是 _，反 应 的 化 学 方 程 式 为_；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。解

15、析：分析反应的化合价变化，可得Li 为还原剂，SOCl2为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应式为Li e=Li。(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和 HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成。(4)因为构成电池的主要成分Li 能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应。答案：(1)LiLi e=Li(2)2SOCl2 4e=4ClSSO2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 -6(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2 H2O=SO2 2HCl(4)因为构成电池的主要成分Li 能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -