2017-2018学年高中化学 课时跟踪检测（五）化学电源 苏教版选修4.doc

课时跟踪检测（五） 化学电源一、单项选择题1下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极解析：选B手机用电池是可充电电池，A正确；铜锌原电池，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错误；燃料电池将化学能转化为电能，C正确；锌锰干电池，Zn为负极，D正确。2银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为2AgZn(OH)2,Ag2OZnH2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是()AAgBZn(OH)2CAg2O DZn解析：选D电池放电时遵循原电池原理，其负极发生氧化反应，元素的化合价升高，负极材料为Zn。3锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A锂是正极，电极反应为Lie=LiB锂是负极，电极反应为Lie=LiC锂是负极，电极反应为MnO2e=MnOD锂是负极，电极反应为Li2e=Li2解析：选B在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极，锂只能生成Li。4铅蓄电池是最常见的二次电池，其电池总反应可以表示为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，下列说法不正确的是()A电池的电解液为酸性溶液，正极为PbO2、负极为PbB电池放电时，正极反应为PbO22eSO4H=PbSO42H2OC电池充电过程中，阳极附近溶液的pH升高D电池充电时，阴极反应为PbSO42e=PbSO解析：选CA项，铅蓄电池放电时，该装置是原电池，其中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，PbO2是正极，电解液为硫酸，正确；B项，放电时，正极上PbO2得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，正确；C项，电池充电时，阳极反应式为PbSO42H2O=PbO22eSO4H，酸性增强，pH降低，错误；D项，正确。5最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列说法不正确的是()A该电池Zn为负极，MnO2为正极B该电池的正极反应为MnO2eH2O=MnOOHOHC导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向ZnD电池工作时水分子和OH都能通过薄层纸片解析：选C电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn2e2OH=ZnOH2O即得正极反应式MnO2eH2O=MnOOHOH。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。二、不定项选择题6MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法错误的是()AMg电极是该电池的负极B溶液中Cl向石墨电极移动C该装置中电子从Mg电极流向石墨电极DH2O2在石墨电极上发生氧化反应解析：选BDMgH2O2电池中，Mg是活泼金属，作电池负极，A项正确；在负极，Mg失去电子生成Mg2，并不断进入溶液中，所以溶液中的阴离子不断往负极(Mg)移动，B项错误；Mg失去的电子经由外电路转移到石墨电极，C项正确；H2O2在石墨电极上得到电子被还原，发生还原反应，D项错误。7不久前，美国一个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600 700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为2H22CO4e=2H2O2CO2，则下列推断中正确的是()A正极反应为4OH4e=O22H2OB该电池的电极没有参加反应C电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 molDO2从正极通入，发生还原反应解析：选BD该电池为氢氧燃料电池，负极是H2发生氧化反应，正极是O2，发生还原反应，D项正确；燃料电池电极本身不参加反应，B项正确；由总反应式可知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，C项错误；由总反应式减去负极反应式得正极反应式O22CO24e=2CO，A项错误。8锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH，下列说法中错误的是()A电池工作时，锌失去电子，锌是负极B外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 gC电池负极的电极反应式为Zn2e2OH=Zn(OH)2D电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中OH向正极移动，K、H向负极移动解析：选DA项，原电池工作时，负极失电子发生氧化反应，正确；B项，由Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH可知，65 g Zn反应转移电子为2 mol，则6.5 g Zn反应转移0.2 mol电子，正确；C项，负极失电子发生氧化反应，其电极反应式为Zn2e2OH=Zn(OH)2，正确；D项，电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中K、H向正极移动，OH向负极移动，错误。三、非选择题9航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其电池反应为CH42O22OH=CO3H2O。(1)负极上的电极反应为_。(2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有_mol电子发生转移。(3)开始放电时，正极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)根据电池知CH4xeCO，C元素的化合价由44，则有CH48eCO，由电荷守恒，左边应配10个OH，最后根据质量守恒得：CH410OH8e=CO7H2O。(2)正极反应为2O24H2O8e=8OH，5.6 L O2的物质的量为0.25 mol，故得电子的物质的量为0.25 mol41 mol。(3)由于正极生成OH，故其附近的pH增大。答案：(1)CH410OH8e=CO7H2O(2)1(3)增大10(1)今有2H2O22H2O反应，构成燃料电池，负极通的应是_，正极通的应是_，电极反应式：负极为_，正极为_。(2)若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式：负极为_，正极为_。(3)如图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O。则c电极是_(填“正极”或“负极”)。c电极上发生的电极反应_。解析：(1)碱性条件下，负极反应为2H24e4OH=4H2O，正极反应为O24e2H2O=4OH。(2)稀H2SO4作电解质时，负极为2H24e=4H，正极反应为O24H4e=2H2O。(3)据图知c电极流出电子，故为负极，CH3OH在负极失电子，电极反应为CH3OH6eH2O=CO26H。答案：(1)H2O22H24OH4e=4H2OO22H2O4e=4OH(2)2H24e=4HO24H4e=2H2O(3)负极CH3OH6eH2O=CO26H一、单项选择题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：选C锌锰干电池中锌为负极，被氧化而损耗，碳棒不变，A错误；电池是将化学能直接转变为电能，B错误；氢氧燃料电池负极反应为H22e=2H，C正确；太阳能电池采用硅材料制作，D错误。2下列电池工作时，O2在正极放电的是()解析：选B锌锰电池中，锌在负极放电，MnO2在正极放电，A项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电，氧气在正极放电，B项正确；铅蓄电池中，Pb在负极放电，PbO2在正极放电，C项错误；镍镉电池中，镉(Cd)在负极放电，NiO(OH)在正极放电，D项错误。3通过NO传感器可监测NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法错误的是()A该装置实现化学能向电能的转化B该电池的总反应为2NOO2=2NO2CNiO电极的电极反应式：NOO22e=NO2D当有2.24 L的O2参与反应时，转移了0.4 mol e解析：选DA项，装置原理为原电池原理，是把化学能转化成电能的装置，正确；B项，根据装置的工作原理，正极反应：O24e=2O2，负极反应：2NO2O24e=2NO2，两式相加得2NOO2=2NO2，正确；C项，由B项的分析知，正确；D项，没有说明在标准状况下，错误。4图中是镁次氯酸钠电池，电池反应为MgClOH2O=ClMg(OH)2，下列说法正确的是() A进料口A是次氯酸钠溶液，出料口B主要成分是氯化钠B惰性电极附近溶液的pH减小C镁电极表面发生氧化反应：Mg2e2H2O=Mg(OH)24HDNa向镁电极方向移动，Mg(OH)2沉淀在两电极之间产生解析：选AA项，镁次氯酸钠电池中，次氯酸钠在正极得电子生成氯化钠从出料口B排出；B项，惰性电极反应为ClO2eH2O=Cl2OH，溶液pH增大；C项，因正极反应产生OH，溶液呈碱性，不会生成H；D项，Na向正极(惰性电极)移动。5(江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O 3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析：选DA选项，甲烷中的C为4价，一氧化碳中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2CO2CO4e=3CO2H2O，错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，正确。二、不定项选择题6将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为甲烷燃料电池，下列叙述正确的是()通入CH4的电极为正极；正极的电极反应式是O22H2O4e=4OH；通入CH4的电极反应式是CH42O24e=CO22H2O；负极的电极反应式是CH410OH8e=CO7H2O；放电时溶液中的阳离子向负极移动；放电时溶液中的阴离子向负极移动。ABC D解析：选B据题意知，发生的反应为CH42O2=CO22H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO，故是正确的。O2得电子被还原，作正极。溶液中离子移动情况受溶液(原电池内电路)中电流方向影响，内电路电流方向是由负极流向正极，阳离子的运动方向与电流方向相同，故在溶液(原电池内电路)中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。7.熔融碳酸盐燃料电池，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池，其电解质是熔融态碳酸盐。如图是用熔融碳酸盐作电解质，氢气和氧气形成的燃料电池。下列说法不正确的是()A该电池放电时，负极的反应式为H22e=2HB该电池中的CO由左边移向右边C该电池放电时，正极的反应式为O22CO24e=2COD该电池放电时，当转移4 mol电子时正极消耗1 mol O2和2 mol CO2解析：选ABA项，发生氧化反应的一极为负极，H2作还原剂，负极反应式：H22eCO=H2OCO2，错误；B项， 电解质中阴离子移向负极，即CO从右边移向左边，阳离子从负极移向正极，错误；C项，O2在正极上得到电子，根据电池示意图，O24e2CO2=2CO，正确；D项，根据C项分析，正确。三、非选择题8某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压，该电池的总反应3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。(1)放电时负极反应为_。(2)充电时Fe(OH)3发生_反应。(3)放电时电子由_极流向_极。(4)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_。解析：放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn2e2OH=Zn(OH)2，电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是3 mol，数目是1.8061024，充电时Fe(OH)3失去电子发生氧化反应。答案：(1)Zn2e2OH=Zn(OH)2(2)氧化(3)负正(4)1.80610249.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Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O，Ag2OH2O2e=2Ag2OH。根据上述反应式，完成下列题目。(1)下列叙述正确的是_。A在使用过程中，电解质KOH被不断消耗B使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极CZn是负极，Ag2O是正极DZn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应(2)写出电池反应式：_。(3)使用时，负极区的pH_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH_，电解质溶液的pH_。解析：(1)将两电极反应方程式相加得总反应方程式为ZnAg2O=ZnO2Ag，使用过程中没有消耗KOH，A项错误；Zn为负极，Ag2O为正极，电子在外电路中由ZnAg2O，故B、D两项错误，C项正确。(2)电池反应方程式为ZnAg2O=ZnO2Ag。(3)由电极反应式知，使用时，负极区消耗OH，造成pH减小，正极区生成OH，造成pH增大；而电解质溶液的pH不变。答案：(1)C(2)ZnAg2O=ZnO2Ag(3)减小增大不变