2018-2019学年高中化学同步课时分层作业6化学电源鲁科版选修.doc

课时分层作业(六)化学电源(建议用时：45分钟)基础达标练1碱性电池具有容量大、放电电流大等特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2。下列说法错误的是() 【导学号：41722047】A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC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，理论上锌的质量减小6.5 gC根据电池总反应可知负极反应式为Zn2OH2e=ZnOH2O，正极反应式为MnO22e2H2O=Mn(OH)22OH，A、B项正确；电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C项错误；外电路中每通过0.2 mol电子，有0.1 mol锌参加反应，其质量为6.5 g，D项正确。2常用的碱式纽扣式银锌电池放电时的电极反应分别为Zn极：Zn2OH2e=Zn(OH)2，Ag2O极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH，下列说法不正确的是()A放电一段时间后溶液的pH不变BZn作负极，Ag2O作正极C放电过程中，Ag2O极附近溶液的pH增大D放电过程中，Zn极附近溶液的pH减小A根据题述电极反应式可知，原电池工作时Zn失去电子，Ag2O得到电子，所以Zn作负极，Ag2O作正极。该电池放电时，在负极(Zn)上发生的电极反应消耗了OH，因此Zn极附近溶液的pH减小，在正极(Ag2O)上发生的电极反应产生了OH，因此Ag2O极附近溶液的pH增大，由总反应方程式ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag可知，放电过程中消耗水，所以电解质溶液的碱性增强，pH增大。综上分析，A项不正确。3锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为：Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。4研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中该电池的总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列有关“水”电池在海水中放电的说法正确的是() 【导学号：41722048】A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物B原电池的正极得电子发生还原反应，A项错误；每生成1 mol Na2Mn5O10有2 mol Ag被氧化，转移2 mol电子，B项正确；原电池中的阳离子移向正极，所以Na不断向“水”电池的正极移动，C项错误；银的化合价升高被氧化，AgCl是氧化产物，D项错误。5有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯( )中形成的，电池总反应方程式为8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S，下列叙述正确的是()A电解质溶液中混入水，对电池反应无影响B金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极C在电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3D在电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极析出硫的物质的量之比为41DLi的化学性质活泼，易与水发生反应：2Li2H2O=2LiOHH2，故电解质溶液应为非水溶液，A项错误；由电池总反应可知，Li失电子，作电池的负极，石墨作电池的正极，B项错误；电池工作过程中，SOCl2被还原为S，C项错误；由电池总反应式知，8 mol Li参与反应，提供8 mol电子，同时在正极析出2 mol S，D项正确。6电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()AO2在电极b上发生还原反应B溶液中OH向电极a移动C反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为45D负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2OC构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A项正确；电池放电过程中，溶液中的阴离子移向负极(a极)，B项正确；1 mol NH3反应生成N2转移3 mol电子，1 mol O2反应转移4 mol电子，根据电子守恒可知，消耗的NH3与O2的物质的量之比为43，C项错误；负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，D项正确。7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() 【导学号：41722049】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C6H12O66O2=6CO26H2OA图示所给出的是原电池装置。A有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极上电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A错误；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。8一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O,2H2OO24e=4OH。有关此电池的推断正确的是()A电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小B正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为27C通入乙烷的电极为正极D电解质溶液中的OH向正极移动A电池总反应为2C2H67O28OH=4CO10H2O，故电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小，A项正确；正、负极上参加反应的气体的物质的量之比为72，B项错误；通入乙烷的电极为负极，C项错误；电解质溶液中的OH向负极移动，D项错误。9镍镉可充电电池，其电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质溶液是KOH溶液。放电时的电极反应式为Cd2OH2e=Cd(OH)2,2H2O2NiO(OH)2e=2Ni(OH)22OH。请回答下列问题：(1)电池放电时，电池的总反应方程式为_；放电过程中，电池负极周围溶液的pH会不断_(填“增大”或“减小”)。(2)电池充电时，_元素被还原，_元素被氧化，阳极的电极反应式可表示为_。(3)电池放电时，若有3.6 g水参加反应，则电池中转移的电子数目为_，同时有_g Cd参加反应。解析(1)将正极和负极的电极反应式合并即得放电时的电池总反应：Cd2H2O2NiO(OH)=Cd(OH)22Ni(OH)2；负极消耗OH使负极附近溶液的pH减小。(2)电池充电时的电极反应恰好与电池放电时相反，即镉元素被还原，镍元素被氧化，其阳极的电极反应式为Ni(OH)2OHe=H2ONiO(OH)。(3)根据关系式Cd2H2O2e，可确定3.6 g水参加反应时转移0.2 mol e，此时消耗的Cd为0.1 mol，即11.2 g。答案(1)Cd2H2O2NiO(OH)=Cd(OH)22Ni(OH)2减小(2)镉镍Ni(OH)2OHe=NiO(OH)H2O(3)0.2NA11.210一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题： 【导学号：41722050】已知：电池放电时发生的化学反应方程式为2CH3OH3O2=2CO24H2O。(1)该电池的正极上发生的电极反应是_；负极上发生的反应电极是_。(2)电解液中的H向_极移动；向外电路释放电子的电极是_极。(3)与直接燃烧燃料产生电力相比，使用燃料电池产生电力有更多的优点，其中主要有两点：一是燃料电池的能量转化效率高，二是_。解析(1)书写电极反应式时要注意电解质溶液的酸碱性。(3)燃料电池除了能量转化效率高外，还能减少空气污染。答案(1)O24H4e=2H2OCH3OHH2O6e=CO26H(2)正负(3)减少空气污染11高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。 【导学号：41722051】请回答下列问题：(1)高铁电池的负极材料是_，放电时负极反应式为_。(2)放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应；正极反应式为_。放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。(3)充电时，阳极反应式为_，阳极附近溶液的碱性_(填“增强”“减弱”或“不变”)。解析放电时，电池的负极上发生氧化反应，负极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极上发生还原反应，正极反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH，则正极附近生成了OH，溶液的碱性增强。充电时，阳极的电极反应式为Fe(OH)35OH3e=FeO4H2O，该过程消耗了OH，导致阳权附近溶液的碱性减弱。答案(1)ZnZn2OH2e=Zn(OH)2(2)还原FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH正(3)Fe(OH)35OH3e=FeO4H2O减弱能力提升练12瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是() 【导学号：41722052】A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH44O28e=CO22H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移4 mol电子C电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，A错误；电极b中氧气得电子，生成O2，而电极a需要O2作为反应物，故O2由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错误；甲烷所在的电极a为负极，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，C正确；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移2 mol电子，D错误。13目前，人们正在研究一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na导电的Al2O3陶瓷作固体电解质，电池反应式为2NaxSNa2Sx，以下说法正确的是()A放电时，Na作正极，S作负极B充电时，钠电极与外电源的正极相连C若用此电池电解硝酸银溶液，则当阳极上产生标准状况下的气体1.12 L时，消耗金属钠4.6 gD充电时，阴极发生的反应为S2e=xSC放电时，负极失电子被氧化，所以Na作负极，S作正极，A项错误；充电时，钠电极上发生还原反应，作阴极，钠电极与电源的负极相连，B项错误；电解AgNO3溶液时，阳极上得到O2，根据电子守恒可知生成1.12 L氧气和消耗4.6 g金属钠时，转移的电子都是0.2 mol，C项正确；充电时，阴极上Na得电子被还原，D项错误。14某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如图所示的原电池，盐桥中含有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是()Ab电极上发生还原反应B外电路电子的流向是从a到bC电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯中Da电极上发生的反应为MnO8H5e=Mn24H2OD根据反应方程式可判断出b极上FeSO4发生氧化反应，为负极，A项错误；由上述分析可知，a为正极，电子由负极流向正极，即从b流向a，B项错误；原电池中阴离子向负极移动，则盐桥中的SO移向乙烧杯中，C项错误；甲烧杯中发生还原反应，电极反应为MnO8H5e=Mn24H2O，D项正确。15如图所示是原电池的装置图。请回答下列问题： 【导学号：41722053】(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应为_；反应进行一段时间后，溶液C的pH将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2)若将反应Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为_，B极(正极)材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，两电极材料分别为Zn和Cu，则Zn是_极，Cu极发生_反应，电极反应式为_，反应过程中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应可制备CH3OH，由CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为_。若外电路中转移2 mol电子，则上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为_L。解析(1)铁作负极，则该原电池的总反应方程式为FeH2SO4=FeSO4H2，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2e=H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高。(2)根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等；溶液C为含有Fe3的盐溶液，如FeCl3溶液。(3)Zn较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子，电极反应式为Cu22e=Cu，Cu2发生了反应，则溶液中c(Cu2)变小。(4)根据图中的电子流向知c是负极，此极上甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，电路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，即标准状况下消耗O2体积为11.2 L。答案(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨(惰性电极材料均可)FeCl3溶液(含Fe3的盐溶液均可)(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=CO26H11.2