化学人教版选修4同步练习：第四章 第2节 化学电源 综合训练 Word版含解析.doc

1、高 - 1 - 第 2 节 化学电源 一、选择题 1下列关于化学电源的叙述错误的是( ) A普通锌锰干电池中碳棒为正极 B铅蓄电池中覆盖着 PbO2的电极板是负极板 C氢氧燃料电池的正极是通入氧气的电极 D碱性锌锰干电池的比能量和储存时间比普通锌锰干电池高 答案 B 解析 铅蓄电池中覆盖着 PbO2的电极板为正极板，Pb 板为负极板，故 B 项 错。 2如图是锌锰干电池的示意图，该电池放电时总反应方程式可以表示为 Zn 2MnO22NH 4=Zn2 Mn 2O32NH3H2O，则此电池放电时在正极(碳棒) 上发生反应的物质是( ) AZn B碳 CMnO2和 NH 4 DZn2 和 NH 3

2、答案 C 解析 结合题图可知，Zn 筒为电池的负极，碳棒为电池的正极，负极上 Zn 失电子变成 Zn2 ，失去的电子被 MnO 2得到，则正极上 MnO2得电子和 NH 4反应 生成 Mn2O3、NH3和 H2O。所以正极上的反应物为 NH 4和 MnO2。 3电子表和电子计算器的电源通常用微型银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为 KOH 溶液，总反应式为 Ag2OH2OZn=Zn(OH)22Ag。 下列说法正确的是( ) AAg2O 是正极，Zn 是负极 BZn 是正极，Ag2O 是负极 C工作时，电池负极区溶液 pH 增大 D工作时，电子由 Ag2O 极经外电路流向 Z

3、n 极 高 - 2 - 答案 A 解析 根据总反应式可知，金属锌失去电子发生氧化反应，作该电池的负极， 氧化银得到电子发生还原反应，作该电池的正极，A 项正确，B 项错误；负极区锌 离子与氢氧根离子结合，溶液中氢氧根离子浓度减小，则其 pH 减小，C 项错误； 工作时，电子由负极经外电路流向正极，即由 Zn 极流向 Ag2O 极，D 项错误。 4 获得“863”计划和中科院“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 Al3e =Al3 B该电池的正极材料不能是镁 C消

4、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该电池的正极材料是碘 答案 D 解析 由总反应式知 A 项正确； 由镁比铝活泼及镁也能与 I2反应知 B 项正确； 转移 1 mol e 消耗锂、铝的质量分别为 7 g、9 g，故 C 项正确；碘不是导体，故不 能作电极材料，D 项错误。 遇到陌生电池时，要认真分析给出的工作原理图，并结合题干信 息找出电池工作时发生的氧化还原反应，分析氧化过程和还原过程分别在哪个电 极上发生，进而确定电池的正、负极，电子的流向、离子的移向、电流的方向， 电极周围离子浓度的变化等。 5 用于潜航器的镁过氧化氢燃料电池工作原理如图所示。以下说法中错误的

5、是( ) A电池的负极反应为 Mg2e =Mg2 B电池工作时，H 向负极移动 C电池工作一段时间后，溶液的 pH 增大 D电池总反应式是 MgH2O22H =Mg22H 2O 高 - 3 - 答案 B 解析 MgH2O2燃料电池中 Mg 作负极： Mg2e =Mg2， Pt 作正极： H 2O2 2H 2e=2H 2O，总反应式为 MgH2O22H =Mg22H 2O，消耗 H ， 使 c(H )减小，pH 增大，且 H移向正极，B 项说法错误。 6高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间 保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn2K2FeO48H2O 放电 充

6、电 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述不正确的是( ) A放电时负极反应为 3Zn6e 6OH=3Zn(OH) 2 B放电时正极反应为 2FeO2 46e 8H 2O=2Fe(OH)310OH C放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4被氧化 D放电时正极附近溶液的碱性增强 答案 C 解析 放电时，该电池为原电池，根据总反应式可知，锌失去电子作负极， 发生氧化反应，生成氢氧化锌，高铁酸根离子得到电子作正极，发生还原反应， 生成氢氧化铁，A、B 两项正确；放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4 被还原，C 项错误；根据正极的电极反

7、应式可知，放电过程中正极附近溶液中氢氧 根离子的浓度增大，则其碱性增强，D 项正确。 7铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工 作原理为 Fe3 Cr2放电 充电 Fe2 Cr3。下列说法一定正确的是( ) A电池充电时，b 极的电极反应式为 Cr3 e=Cr2 B电池放电时，b 极的电极反应式为 Fe2 e=Fe3 C电池放电时，Cl 从 b 极穿过选择性透过膜移向 a 极 D电池放电时，电路中每通过 01 mol 电子，Fe3 浓度降低 01 mol L1 答案 A 高 - 4 - 解析 放电时负极 b 发生氧化反应 Cr2e =Cr3，充电时该电极发生还 原反应

8、 Cr3 e=Cr2，A 项正确，B 项错误；放电时阴离子向负极 b 移动，C 项错误； 电池放电时， 电路中每通过 0 1 mol 电子， Fe3 的物质的量减少 0 1 mol， D 项错误。 常见电极反应式的书写 (1)根据装置书写电极反应式 首先判断该电池所依据的化学反应，从而确定两个半反应即电极反应。 (2)给出总反应式，写电极反应式 各类电极反应式的一般书写步骤：列出物质，标出电子的得失；看环境， 配守恒；两式加，验总式。 (3)给出电极反应式书写总反应方程式 根据给出的两个电极反应式书写总反应方程式时，首先要使两个电极反应式 的得失电子数目相等后再将两式相加，消去反应物和生成物中

9、相同的物质即可。 注意：若反应式同侧出现不能共存的离子，如 H 和 OH、Pb2和 SO2 4，要写成反 应后的物质如 H2O 和 PbSO4。 8一种微生物燃料电池的结构示意图如图所示，关于该电池的叙述正确的是 ( ) A电池工作时，电子由 a 流向 b B微生物所在电极区放电时发生还原反应 C放电过程中，H 从正极区移向负极区 高 - 5 - D正极反应式为：MnO24H 2e=Mn22H 2O 答案 D 解析 A 项，左侧 MnO2反应转化为 Mn2 ，Mn 元素化合价降低，发生还原 反应，所以左侧电极为电源的正极，所以电子由 b 流向 a，故错误；B 项，微生物 在右侧，右侧电极为电源

10、的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应， 故错误；C 项，放电过程中，H 从负极区移向正极区，故错误；D 项，电池左侧 为电池的正极区，MnO2发生得电子反应，所以正极反应式为：MnO24H 2e =Mn2 2H 2O，故正确。 9一种以甲醇为燃料、强碱溶液作电解质溶液的新型手机电池，充满电后可 连续使用一个月，其电池反应为 2CH3OH3O24OH =2CO2 36H2O，则下列 有关说法正确的是( ) A放电时，CH3OH 参与反应的电极为正极 B放电时，负极的电极反应为 CH3OH8OH 6e=CO2 36H2O C标准状况下，通入 56 L O2并完全反应后，转移了 05 mo

11、l 电子 D放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的 pH 降低 答案 B 解析 由电池反应可知， CH3OH 参与反应的电极为原电池的负极， A 项错误； 正极反应为 O22H2O4e =4OH， 标准状况下， 5 6 L O 2为 0 25 mol， 故 0 25 mol O2完全反应转移电子的物质的量为 1 mol，C 项错误；由正极反应可以看出， 正极附近溶液中 OH 的浓度增大，pH 升高，D 项错误。 二、非选择题 10 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为该电池的工作原 理示意图，该电池的电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。 请回答： 高 - 6

12、 - (1) 氢 氧 燃 料 电 池 放 电 时 能 量 转 化 形 式 主 要 是 _， 在导线中电子流动方向为_(用a、 b表示)。 (2)负极反应式为_。 (3)电极表面镀铂粉的原因为 _。 (4)该电池工作时， H2和 O2连续由外部供给， 电池可连续不断提供电能。 因此， 大量安全储氢是关键技术之一。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 反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。 已知 LiH 固体的密度为 082 g cm 3。用锂吸收 224 L(标准状况下)H 2，生 成的 LiH 体积与被吸收的 H2体积比为_。

13、 将由生成的 LiH 与 H2O 作用放出的 H2用作电池燃料，若能量转化率为 80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。 答案 (1)由化学能转变为电能 由 a 到 b(表达形式合理均可) (2)2H24OH 4e=4H 2O 或 H22OH 2e=2H 2O (3)增大电极单位面积吸附 H2、O2的分子数，加快电极反应速率 (4)Li H2O 87110 41 32 解析 (1)原电池是把化学能转化成电能的装置。电池总反应式为 2H2 O2=2H2O，其中 H 元素从 0 价升至1 价，失去电子，即电子在导线中从 a 流向 b。 (2)负极为失去电子的一极，即 H2失电子生成 H ，由

14、于溶液是呈碱性的，故 负极反应式为 H22OH 2e=2H 2O。 (4)反应中 Li 元素从 0 价升至1 价，故 Li 作还原剂。反应中 H2O 中 的 H 元素从1 价降至 H2中的 0 价，故 H2O 作氧化剂。由反应可知，当锂吸 收 10 mol H2时，则生成 20 mol LiH，V(LiH)208 0.82 10 3 L1951101 L， 则VLiH VH2 1.95110 1 L 224 L 87110 4。20 mol LiH 可生成 20 mol H 2，则实际 高 - 7 - 参加反应的 H2为 20 mol80%16 mol，因 1 mol H2转化成 1 mol H2O 的过程中 转移 2 mol 电子，所以 16 mol H2在反应中可转移 32 mol 电子。