[推荐学习]高中化学-第章-电化学基础-第节-化学电源习题-新人教选修.pdf

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1、k12 最新 K12 第 2 节 化学电源 一、选择题 1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 2以下有关电池的表达正确的选项是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 C太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 D氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 解析：选项 原因分析 结论 A 锌锰干电池工作后碳棒不变 B 氢氧

2、燃料电池工作时都是负极发生氧化反响，H22e=2H C 太阳能电池的主要材料是高纯度的硅 D 氢氧燃料电池是将化学能转变为电能 答案：B 3燃料电池是燃料(例如 CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反响，将此反响的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是 KOH 溶液。以下关于甲烷燃烧电池的说法不正确的选项是()A负极反响式为 CH410OH8e=CO237H2O B正极反响式为 2O24H2O8e=8OH C随着不断放电，电解质溶液碱性不变 D甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大 解析：A、B 两项是正确的；综合 A、B 两项知 C 项不正确；根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能

3、是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，D 项正确。答案：C 4(2021北京东城期末)如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反响原理是 4LiFeS2=Fe2Li2S。以下说法不正确的选项是()k12 最新 K12 A该装置将化学能转化为电能 B电子移动方向是由 a 极流向 b 极 C可以用水代替 SO(CH3)2作溶剂 Db 极反响式是 FeS24Li4e=Fe2Li2S 解析：Li 作负极发生 Lie=Li，正极 FeS2中铁的化合价由2 价降低到 0 价、硫由1 价降低到2 价，电极反响式为 FeS24e4Li=Fe2Li

4、2S；水与 Li 发生反响，C选项错误。答案：C 5高效能电池的研发制约电动汽车的推广。有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反响为：2C2H67O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断中正确的选项是()A负极反响为：14H2O7O228e=28OH B放电过程中 KOH 的物质的量浓度不变 C每消耗 1 mol C2H6，那么电路上转移的电子为 14 mol D放电一段时间后，负极周围的 pH 升高 解析：燃料作负极，氧气作正极，A 选项错误；由总反响可知放电过程中消耗 KOH，B选项错误；分析总反响，7 个 O2参加反

5、响转移 28 个电子，C 选项正确；负极电极反响式为C2H618OH14e=2CO2312H2O，D 选项错误。答案：C 6将两个铂电极插入 KOH 溶液中，向两极分别通入 CH4和 O2，即可构成 CH4燃料电池。通入 CH4一极的电极反响式是：CH410OH=CO237H2O8e；通入 O2一极的电极反响式是：O22H2O4e=4OH。以下有关表达中，不正确的选项是()A通入 CH4的电极为负极 B正极发生氧化反响 C溶液中的 OH向负极移动 D工作一段时间后应补充 KOH 解析：该燃料电池正极发生复原反响，B 不正确。根据题中电极反响式知 CH4发生氧化反响，通入 CH4的电极为负极，A

6、 正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极，C正确；该电池总反响为 CH42O22OH=CO233H2O，工作时消耗 KOH，D 正确。答案：B 7(2021课标)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，其工作原理如下图。以下有关微生物电池的说法错误的选项是()k12 最新 K12 A正极反响中有 CO2生成 B微生物促进了反响中电子的转移 C质子通过交换膜从负极区移向正极区 D电池总反响为 C6H12O66O2=6CO26H2O 解析：根据微生物电池工作原理示意图可知：C6H12O6在负极上发生氧化反响，电极反响式为 C6H12O624e6H2O=6CO224H；O2在

7、正极上发生复原反响，电极反响式为 6O224e24H=12H2O。负极有 CO2生成，A 项错误；B 项，微生物促进了反响中电子的转移，正确；C 项，质子通过交换膜从负极区移向正极区，正确；D 项，电池总反响为 C6H12O66O2=6CO26H2O，正确。答案：A 8(2021新课标冲刺卷)如图装置为某新型燃料电池的工作示意图，以 HClNH4Cl 溶液为电解质溶液。以下有关说法中正确的选项是()A通入 H2的电极为正极 B该电池的负极反响式为：N26e8H=2NH4 C图中别离出的 A 物质为 NH4Cl D该电池工作一段时间后，溶液的 pH 减小 解析：分析题目中示意图可得，正极反响式为

8、：N26e8H=2NH4，负极反响式为：3H26e=6H，故 A、B 项错误；电池工作的总反响式为：N23H22H=2NH4，消耗 H，故电池工作一段时间后，溶液的 pH 增大，故 D 项错误；从电池的总反响式可知最终生成的物质为 NH4Cl，那么图中别离出的 A 物质为 NH4Cl，故 C 项正确。答案：C 9(2021南充高二检测)市场上经常见到的标记为 Liion 的电池称为“锂离子电池。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导k12 最新 K12 Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反响式为：Li2Li0.35NiO2放电充电2Li0.85NiO2

9、，以下说法不正确的选项是()A放电时，负极的电极反响式：Lie=Li B充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反响又发生复原反响 C该电池不能用水溶液作为电解质溶液 D放电过程中 Li向负极移动 解析：A 项，Li 从零价升至正价，失去电子，作负极，正确；B 项，反响逆向进行时，反响物只有一种，化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反响又发生复原反响，正确；C项，由于 Li 可以与水反响，故不能用水溶液作为电解质溶液，正确；D 项，原电池中阳离子应迁移至正极得电子，故错。答案：D 10科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是

10、固态氧化物，在熔融状态下能传导 O2。以下对该燃料电池的说法不正确的选项是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极 B该电池的总反响是：C3H85O2=3CO24H2O C电路中每通过 5 mol 电子，约有 5.6 L 标准状况下的丙烷被完全氧化 D通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反响为：C3H820e10O2=3CO24H2O 解析：该燃料电池的化学反响原理是：C3H85O2=3CO24H2O，B 正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：C3H820e10O2=3CO24H2O，C 正确；通入 O2的电极为正极：O24e=2O2，产生的 O2将向负极移动，A 项错。答案：A 二、非选择题

11、 11氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是 KOH 溶液，试答复以下问题：(1)通 入 氯 气 的 电 极 是 _ 极(填“正 或“负 )，电 极 反 响 式 为：_。(2)参 加 铝 的 电 极 是 _ 极(填“正 或“负 )，电 极 反 响 式 为：_。(3)电子从_极流向_极(填“Al或“Cl2”)。解析：根据 Cl2和 Al 的反响方程式：3Cl22Al=2AlCl3可知，铝易失电子被氧化，为负极，但电解液为 KOH 溶液，故负极反响为：2Al6e8OH=2AlO24H2O，Cl2易得电子被复原，为正极，电极反响为 3Cl26e=6Cl。在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向

12、正极(Cl2极)。k12 最新 K12 答案：(1)正 3Cl26e=6Cl(2)负 2Al6e8OH=2AlO24H2O(3)Al Cl2 12ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH4Cl 混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极或“负极)。(2)假设 ZnCl2NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去 Cu2，最好选用以下试剂中的_(填字母)。ANaOH BZn CFe D NH3H2O 解析：(1)负极是失电子的一极，Zn 失去电子，电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与复原出来的 Cu 构成铜锌

13、原电池而加快锌的腐蚀；除杂的根本要求是不能引入新杂质，所以应选 Zn 将 Cu2置换为单质而除去。答案：(1)Zn(或锌)正极(2)Zn 与 Cu2反响生成 Cu，Zn 与 Cu 构成原电池，加快反响速率 B 13(2021经典习题选萃)铅蓄电池是化学电源，它工作时的电池总反响为：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O。试答复：(1)蓄电池负极的电极材料是_。(2)工作时该蓄电池正极的电极反响式是_。(3)铅蓄电池工作时，电解质溶液的密度_，pH_(填“增大“减小或“不变)。(4)如果用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取 Cl2，当制得 0.05 mol Cl2时，在理论上电池内部消耗的

14、 H2SO4的物质的量是_。解析：(1)由电池总反响可知，Pb 发生氧化反响，所以 Pb 是负极。(2)正极上的反响是 PbO2PbSO4，那么必然有 H2SO4参加：PbO24HSO242e=PbSO42H2O(负极反响为 Pb2eSO24=PbSO4，将正、负极反响合并，与题给总反响相符)。(3)在蓄电池的工作过程中，Pb 被氧化，H2SO4被消耗，所以溶液的密度减小，pH 增大。(4)用铅蓄电池作电源，电解饱和食盐水制 0.05 mol Cl2，需提供 0.10 mol e(2Cl2e=Cl2)，每消耗 2 mol H2SO4时转移 2 mol e，故至少消耗 0.10 mol H2SO

15、4。答案：(1)Pb(2)PbO24HSO242e=PbSO42H2O(3)减小 增大(4)0.10 mol 点评：将蓄电池与电解槽相连接时，前者将化学反响的能量转化为电能提供应后者，使其发生氧化复原反响，在电路中流过的电子的物质的量相等。14锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电k12 最新 K12 子仪器。电解质溶液是 KOH 溶液，电池总反响为 ZnAg2O=ZnO2Ag。请答复以下问题：(1)该电池的正极材料是_；电池工作时，阳离子向_(填“正极或“负极)移动；负极的反响式为_。(2)电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳复原来制取，化学反

16、响方程式为 ZnOC=高温ZnCO，此法为_。A电解法 B热复原法 C热分解法 电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为_。答案：(1)Ag2O 正极 Zn2e2OH=ZnOH2O(2)B 2Ag2O=4AgO2 15氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极外表镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请答复：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用 a、b 表示)。(2)负极反响式为_。(3)电极外表镀铂粉的原因为：_。(4)该电池工作时，H2和 O2连续由外部供应，电池可连续不断提供电能。因此，大量平安储氢是关键技

17、术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH2=2LiH.LiHH2O=LiOHH2 反响中的复原剂是_，反响中的氧化剂是_。LiH 固体密度为 0.82 gcm3，用锂吸收 224 L(标准状况)H2，生成的 LiH 体积与被吸收的 H2体积比为_。由生成的 LiH 与 H2O 作用，放出的 H2用作电池燃料，假设能量转化率为 80%，那么导线中通过电子的物质的量为_mol。k12 最新 K12 解析：(1)氢氧燃料电池中，负极通 H2，正极通 O2，所以导线中电子由 a 到 b。(2)负极 H2被氧化，写电极反响式时要注意电解质溶液的组成。(3)此题考查读题能力，铂粉

18、作用在题设中有说明。(4)2LiH2=2LiH 22.4 L 16 g 吸收 224 L H2时，生成的 LiH 的质量为 160 g，LiH 体积与被吸收的 H2体积比为：160 g820 gL1224 L11 148 LiHH2O=LiOHH2 8 g 1 mol 160 g LiH 与 H2O 作用生成 20 mol H2，H2完全被氧化失 40 mol 电子，假设能量转化率为 80%，那么导线中通过的电子的物质的量为 40 mol80%32 mol。答案：(1)由化学能转变为电能 由 a 到 b(2)2H24OH4e=4H2O(或 H22OH2e=2H2O)(3)增大电极单位面积吸附 H2、O2分子数，加快电极反响速率(4)Li H2O 11 148(或 8.71104)32