2018-2019学年高中化学 第04章 电化学基础 专题4.2 化学电池（测）新人教版选修4.doc

4-2 化学电源1随着人们生活质量的不断提高，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利用电池外壳的金属材料B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D回收其中石墨电极【答案】B【解析】电池必须进行集中处理首要原因是电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染2普通锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn(s)+2MnO2+2NZn2+Mn2O3(s)+2NH3+H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是( )AZnB碳 CMnO2和N DZn2+和NH3【答案】C 3纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。关于该电池的叙述不正确的是( ) A使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极B使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极C正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-DZn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应【答案】B【解析】由总方程式可以看出，负极为Zn，正极为Ag2O，使用时电子由负极流向正极，A项正确，B项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，C项正确，D项也正确。4被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)，下列说法正确的是( )A该电池的正极为锌B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C当01 mol Zn完全溶解时，转移电子个数为12041024D电池正极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-【答案】D 5下面是两种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是( ) 干电池示意图 铅蓄电池示意图A上述电池分别属于一次电池、二次电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD铅蓄电池负极材料为Pb【答案】C【解析】选项A正确。在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减少。6质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是( )正极反应为：O2+4H+4e-2H2O负极反应为：2H2-4e-4H+总的化学反应为：2H2+O22H2O氢离子通过电解质向正极移动A B C D【答案】C 7美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为2H2+O22H2O，负极反应为H2+C-2e-H2O+CO2。则下列推断中正确的是( )A正极反应：4OH-4e-2H2O+O2B当电池生成1 mol H2O时，转移4 mol电子C放电时C向负极移动D放电时C向正极移动【答案】C【解析】总反应减去负极反应求得正极反应为：O2+4e-+2CO22C，故A项错误；由总反应知每生成1 mol水，转移2 mol电子，故B项错误；放电时，C向负极移动，C项正确；D项错误。8有四种燃料电池：A固体氧化物燃料电池 B碱性氢氧化物燃料电池 C质子交换膜燃料电池 D熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是( ) 【答案】C【解析】A项，正极反应生成O2-；B项，正极反应生成OH-；C项，正极反应生成H2O；D项，正极反应生成C。9一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是( )A检测时，电解质溶液中的H+向负极移动B若有04 mol电子转移，则在标准状况下消耗448 L氧气C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2OD正极上发生的反应为：O2+4e-+2H2O4OH-【答案】C 10以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。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：C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+C放电过程中，H+从正极区向负极区迁移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 L【答案】B【解析】微生物主要成分是蛋白质，高温条件下蛋白质失去活性，A不正确。通入燃料C6H12O6的极为负极，负极反应为：C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+(能放出CO2应该是酸性，所以右边写H+。不能在左边加OH-、右边写H2O)，B项正确。正极反应为：6O2+24H+24e-12H2O，从两极反应可知：负极生成H+，正极消耗H+，即通过质子交换膜从负极到正极传导H+，选项C不正确。从总反应C6H12O6+6O26CO2+6H2O可知，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体224 L，D项错。11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，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A 正极反应中有CO2生成 B 微生物促进了反应中电子的转移C 质子通过交换膜从负极区移向正极区 D 电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O【答案】A 12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Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2，下列说法不正确的是( )A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应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【答案】D【解析】A项，Li从零价升至正价，失去电子，作负极，正确；B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，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，错误。13如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 左右，电池反应为2Na+xSNa2Sx，正极的电极反应式为 。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是 。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。 【答案】xS+2e-Sx2离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5 14化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）目前常用的镍镉(NiCd)电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是( )以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能AB CD（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为 。 【答案】 （1）B （2）Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液【解析】（1）NiCd电池的充、放电条件不相同，因此电池的充、放电反应不属于可逆反应。（2）Ni(OH)2和Cd(OH)2在酸性土壤中溶解，生成重金属离子Ni2+和Cd2+，污染土壤。15ZnMnO2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）若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+，最好选用下列试剂中的 (填代号)。aNaOHbZn cFe dNH3H2O【答案】 （1）Zn(或锌) 正极 （2）锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b【解析】Zn(或锌)正极 ， （2）锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。16（1）据报道，科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型电池，可供手机连续使用一个月。据此请回答以下问题：甲醇是 极，电极反应是 。电池反应的离子方程式是 。（2）一般说来，根据一个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如，某种燃料电池的总反应是CH4+2O2+2OH-C+3H2O。在此燃料电池中，通CH4极是 极，通O2极是 极，每消耗1 mol CH4，转移电子 mol，此电池的电解质溶液为 ，负极发生的电极反应是 ，正极发生的电极反应是 。【答案】（1）负 CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O（2）负 正 8 碱性介质如KOH溶液 CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O 2O2+4H2O+8e-8OH-【解析】熟练判断燃料电池的正负极