人教版高中化学选修4第4章第二节化学电源.docx

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1、名校名 推荐第二节化学电源1碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为: Zn(s) 2MnO 2(s) 2H 2O(l)=Zn(OH) 2(s) 2MnOOH(s) 。下列说法错误的是()A 电池工作时,锌失去电子 2OHB 电池负极的电极反应式为Zn 2e=Zn(OH) 2C电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过 0.2 mol 电子,锌的质量理论上减小6.5 g答案C解析由电池工作时锌在负极失去电子,故 A 正确;只要能够理解负极的反应物是Zn ,同时能够应用电子转移数目、电荷守恒与元素守恒即可正确地书写

2、电极反应式,而本题只要对其进行正误判断,因此只要从上述三个方面进行验证即可,B 选项正确; C 中外电路的电子应该由负极流出, 流入正极,故 C 错误;D 中只要根据简单的计算, 即理解每反应 1 mol Zn ,失去 2 mol 电子,因此 D 正确。点拨 此类试题的考查趋势:根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据反应式进行计算、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料、电解质溶液进行原电池是否形成的判断、与图像进行结合考查各电极质量或电解质溶液中溶质质量分数的变化等。本题属于基本概念与理论的考查,落点是原电池反应的机理及原电池电极反应式的书写、简单的氧化还原反应的计算。该题考查同学们对

3、电化学部分知识掌握的情况以及在理解的基础上运用相关知识的能力。解决此类习题应理解原电池的原理、抓住三个守恒、正确书写电极反应式。2镍 镉可充电电池,电极材料是Cd 和 NiO(OH) ,电解质是氢氧化钾,放电时的电极反应式是: Cd 2OH。下列 2e=Cd(OH) 2,2NiO(OH) 2H2O 2e=2Ni(OH) 2 2OH说法不正确的是 ()A 电池的总反应式是放电2 Cd(OH) 2Cd 2NiO(OH) 2H 2O=2Ni(OH)充电B 电池充电时,镉元素被还原C电池放电时,电极负极周围溶液的pH 不断增大D 电池充电时,电池的负极和电源的正极连接答案 CD解析本题已给出了电极反应

4、式,两式相加即得总反应式,A正确;电池充电时,Cd元素化合价降低,即Cd 元素被还原, B 正确;放电时,由于负极消耗OH ,因而负极周围溶液的 pH 不断减小, C 错误;电池充电时,电池的负极(发生氧化反应 ) 应与电源的负极相连(发生还原反应 ),故 D 错误。3氢氧燃料电池,电极为多孔镍,电解质溶液为30%的 KOH 溶液,电池总反应为2H 2 O2=2H 2O,该电池工作时,下列说法正确的是()负极质量减轻负极反应为 2H 24OH负极反应为 O2 2H 2O 4e =4OH 4e =4H 2O 正极区 pH 升高,而负极区pH 降低溶液中阴离子移向负极A BCD答案C解析氢氧燃料电

5、池中 H2 在负极上发生氧化反应,由于是碱性条件,所以电极反应为:2H2 4e 4OH =4H 2O,负极区 OH 浓度降低,正极上 O2 发生还原反应,得电子转化为OH ,电极反应为: O2 4e 2H2O=4OH ,正极区 OH 浓度增大,而且溶液中阴离子向负极移动,故 说法正确。点拨解题关键点:掌握原电池工作原理,弄清原电池工作时,溶液中阴离子移动的方向与电流方向相反。易错点:易将阴、阳离子定向移动方向同电流方向之间的关系弄混淆。1名校名 推荐1零排放车载燃料电池曾被美国时代杂志列为21 世纪改变人类生活的十大新科技之首。为体现“绿色奥运”、“科技奥运”,2008 年北京奥运会可能会出现

6、中国自己生产的燃料电池汽车,作为马拉松领跑车和电视拍摄车,预计该车装着“绿色心脏” 质子交换膜燃料电池其工作原理如下图,则下列叙述不正确的是()A 正极反应为:O2 4H 4e=2H 2OB 负极反应为:2H 2 4e =4HC导电离子为质子,且在电池内部由正极定向移动至负极D 总反应式为: 2H 2O2=2H 2O答案C解析该燃料电池为氢氧燃料电池,其总反应式为2H 2 O2=2H2O,该燃料电池是通过质子 (H ) 来传递电荷的, H 也分别参与了正、负电极的反应,但H 在电池的内部应由负极 (产生 H)定向移动至正极 (消耗 H), H 在整个过程中,消耗量与生成量相等。2 2006 年

7、,科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A 左边为该电池的负极B 该电池可在高温环境下使用C该电池负极反应为:H2 2e =2H 2D 该电池正极反应为:O2 4e =2O解析 该电池右边为负极,失电子生成 H ,左边为正极, O2 4e 4H =2H 2O,该电池由于两个电极上都涂有酶,因此不可在高温环境下使用,因为高温时酶会失去活性。3铅蓄电池的两极分别为Pb、 PbO2,电解质溶液为H 2SO4,工作时的电池反应为:Pb

8、 PbO2 2H2SO4=2PbSO4 2H2O,下列结论正确的是()A Pb 为正极被氧化B 溶液的 pH 不断减小C SO42 只向 PbO2 处移动D电解质溶液 pH 不断增大答案 D解析 由题给电极反应可以看出由 Pb 元素化合价的变化,可以看出H 2SO4 不断被消耗, 故 pH 不断增大, 所以 B 错,D 对; Pb 是负极,所以 A 不正确;原电池工作时,整个电路中2名校名 推荐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(SO42 和OH )移向 Pb 极,所以 C 不正确。4锂电池是新一代的高能电池,它以质轻、 能量高而受到普遍重视。目

9、前已经研制成功了多种锂电池。 某种锂电池的总反应可表示为Li MnO 2=LiMnO 2。若该电池提供5 库仑 (C)电荷量 (其他损耗忽略不计) ,则消耗的正极材料的质量约为( 电子电荷量取1.60 1019C)()4 3 2A 3.6 103 gB 7 10C 4.5210ggD 4.5210 g答案C解析由题中方程式可知: n(MnO 2)n(e ),则 m(MnO 2)5 C 1 87 g/mol191.60 10 C 6.02 1023 mol 4.52 10 3 g5我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极, 海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。 电池总反应为: 4A

10、l 3O2 6H2 O=4Al(OH) 3,下列说法不正确的是 ()A 正极反应式为: O2 2H 2O 4e=4OHB 电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积D 该电池通常只需更换铝板就可继续使用答案B解析该原电池负极反应为:Al 3e =Al3,正极反应为 O2 2H2O 4e =4OH ,工作时电子由负极流向正极,而电流由正极流向负极,答案为B 。6微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag 2O 和Zn,电解质溶液为KOH 溶液,电极反应为:Zn 2OH 2e =ZnO H 2OAg 2O H 2O 2e =2Ag

11、2OH总反应为 Ag 2O Zn=ZnO 2Ag根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是()A 在使用过程中,电池负极区溶液的pH 减小B 在使用过程中,电子由Ag 2 O 经外电路流向Zn 极C Zn 是负极, Ag 2O 正极D Zn 极发生还原反应, Ag 2O 极发生氧化反应答案AC解析(1)根据电极反应可知Zn 失电子被氧化而溶解,Ag 2O 得电子被还原,故Zn 是负极, Ag 2O 是正极,所以C 正确; (2)负极 (即 Zn 极) 在反应时消耗OH ,则负极区溶液的pH应减小,故 A 正确; (3) 发生原电池反应时,电子由负极经外电路到正极,即电子从 Zn 极经外电路到 Ag

12、 2O 极,故 B 错误; (4)在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故D 错误。7天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴 (LiCoO 2),充电时 LiCoO 2 中 Li 被氧化, Li 迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以 LiC 6 表示。电池反应为 LiCoO 2 C6放电CoO 2 LiC 6,下列说法正确的是 ()充电A 充电时,电池的负极反应为LiC 6 e =Li C6B. 放电时,电池的正极反应为CoO2 Li e =LiCoO 2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D 锂离子电池的比能量 (单

13、位质量释放的能量)低答案B解析充电时, Li 被氧化,电池阳极反应为Li e =Li ,故 A 项错误;由于Li 为活泼金属,可与羧酸、醇等物质反应,故C 项错误;由于Li 的摩尔质量较小,所以锂电池的电能量应较高,故 D 项错误。点拨 本题以锂离子电池的工作原理为考查点,意在考查同学们对原电池、电解池原理(待学 )的理解程度。 A 项,充电时,发生电解池反应,电池负极即为电解池阴极,发生还原3名校名 推荐项,放电时发生原电池反应,电池正极发生还原反应;C项,反应 Li C6 e =LiC 6; B含活泼氢的有机物作电解质易得电子;D 项,锂相对原子质量小,其密度最小,所以锂离子电池的比能量高

14、。8熔融盐燃料电池具有高的放电效率,因而受到重视, 可用 Li 2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质, CO 为负极燃气,空气与CO2 的混合气体为正极助燃气,制得在650下工作的燃料电池,完成有关的反应式:负极反应式: 2CO 2CO32 4e =4CO2。正极反应式:_。电池的总反应式:_。答案22CO O2=2CO2O2 2CO2 4e =2CO3解析解本题必须弄清原电池的正、负极,同时注意审题判断产物。原电池负极上参加反应的物质通常是还原剂,因为它要失去电子,而原电池的正极往往是氧化剂,本题中CO2气体参与正极上的变化,题目中已明确表示。原电池的负极, 在该极上 CO 失

15、去电子, 该极的反应式为: 2CO 2CO 23 4e=4CO2。在原电池的正极,助燃气体 O2 在该极上得到电子,再与 CO2 气体反应生成带负电荷的阴离子,根据题意, 应是 CO32 ,反应式 O22CO 2 4e=2CO32 。把正负两极上的反应式相加(必须按得失电子总数调整到相等时,才能相加),得 2CO O2=2CO2 。9市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前塑料袋使之与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放热量,使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:(1) “热敷袋”放出的热量是利用了铁_放出的热量。(2) 碳粉的主要作用是_ 。(3) 加入氯化钠的主要作用是_ 。(4) 写出有关的电极反应方程式:负极: _ ;正极: _ 。答案(1)被氧化(2) 碳粉与铁屑、 NaCl 溶液形成原电池,碳做正极,加快铁的氧化2(3)溶于水,形成电解质溶液(4)2Fe 4e =2FeO2 2H2O4e =4OH解析解此题的关键条件是使用时要打开塑料袋与空气接触,这说明氧气参与了反应,从所给原料和产物上看, O2 只能氧化铁粉。 再由反应的条件: NaCl 溶于水形成原电解质溶液,铁、碳是两种活泼性不同的导体, O2 作氧化剂,可知发生的反应是原电池反应,同时放出热量。4

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