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  • 2021-07-06 发布

高中化学课时作业12化学电源苏教版必修2

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课时作业12 化学电源 8‎ 基础巩固 ‎1.(双选)下列关于充电电池的叙述,不正确的是(  )‎ A.充电电池又叫二次电池 B.充电电池可以无限制地反复充电、放电 C.废弃的镍镉电池可以随意丢弃也不会污染环境 D.较长时间不使用电器时,最好从电器中取出电池,并妥善存放 解析:充电电池可循环使用,但充、放电次数仍有限制,有一定的使用寿命,B项错误;镍镉电池含有重金属离子、酸、碱等,随意丢弃对生态环境和公众健康危害很大,故应对废电池进行集中处理,不能随意丢弃,C项错误。‎ 答案:BC ‎2.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,其电池的电极反应式为:2Zn+2OH--2e-===2ZnO+H2↑,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,据此判断氧化银是(  )‎ A.负极,被氧化 B.正极,被还原 C.负极,被还原 D.正极,被氧化 解析:根据化合价可知,电极反应中银的化合价降低,被还原;原电池中较活泼的金属作负极,另一电极作正极,发生还原反应,所以氧化银为正极,得电子被还原,故选B。‎ 答案:B ‎3.下列电池工作时,O2在正极放电的是(  )‎ A.锌锰电池 B.氢燃料电池 ‎ ‎ 8‎ C.铅蓄电池 D.镍镉电池 解析:氢氧燃料电池中O2在正极参与反应。‎ 答案:B ‎4.(2019年高考·天津卷)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是(  )‎ A. 放电时,a电极反应为I2Br-+2e-===2I-+Br-‎ B. 放电时,溶液中离子的数目增大 C. 充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02mol I-被氧化 D. 充电时,a电极接外电源负极 解析:放电时,Zn是负极,负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,正极反应式为I2Br-+2e-===2I-+Br-,充电时,阳极反应式为Br-+2I--2e-===I2Br-、阴极反应式为Zn2++2e-===Zn,放电时,只有阳离子能穿过交换膜,阴离子不能穿过交换膜,据此分析解答。A.放电时,a电极为正极,碘得电子变成碘离子,正极反应式为I2Br-+2e-===2I-+Br-,故A正确;B.放电时,正极反应式为I2Br-+2e-===2I-+Br-,溶液中离子数目增大,故B正确;C.充电时,b电极反应式为Zn2++2e-===Zn,每增加0.65g,转移0.02mol电子,阳极反应式为Br-+2I--2e-===I2Br-,有0.02mol I-失电子被氧化,故C正确;D.充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,故D错误。‎ 答案:D ‎5.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2为电解质(其中加入MnO2吸收H2),电极反应式可简化为:Zn-2e-===Zn2+,2MnO2+2NH4++2e-===2MnOOH+2NH3↑(NH3与Zn2+能生成一种稳定的物质)。根据上述判断下列结论正确的是(  )‎ 8‎ A.锌为正极,碳为负极 B.锌为负极,发生还原反应 C.工作时,电子由碳极经外电路流向锌极 D.长时间连续使用,糊状物可能会流出并腐蚀用电器 解析:根据题给反应可知,负极为Zn失电子发生氧化反应,正极为碳,A、B项错误;在外电路,电子从负极流向正极,即由Zn流向碳棒,C项错误;长时间连续使用该原电池,由于锌皮慢慢溶解而破损,且MnO2不断吸收H2而生成H2O,糊状物也越来越稀,故很可能会流出腐蚀用电器,D项正确。‎ 答案:D ‎6.(2019年大连模拟)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是(  )‎ A.Mg为电池的正极 B.负极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-‎ C.不能被KCl溶液激活 D.可用于海上应急照明供电 解析:A项,根据电池反应方程式知,Mg元素的化合价升高,Mg作负极,错误;B项,AgCl作正极,错误;C项,KCl属于电解质,能被激活,错误;D项,利用海水作电解质溶液,正确。‎ 答案:D ‎7.(2019年湖水襄阳枣阳市鹿头中学期中)我国成功研制出新型“海水电池”。电池反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。下列关于该电池的说法不正确的是(  )‎ A.铝片作负极 B.海水作为电解质溶液 C.电池工作时O2得到电子 D.电池工作时实现了电能向化学能的转化 解析:根据电池反应可知,Al为负极,电解质溶液为海水,O2‎ 8‎ 在原电池正极参与反应得电子,实现了化学能向电能的转化,故D项错误。‎ 答案:D ‎8.(2019年人大附中月考)电池是人类生产和生活中的重要能量来源。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化为电能 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:锌锰干电池工作一段时间后锌反应质量减轻,碳棒无变化,A项错误;氢氧燃料电池是将化学能转化为电能,B项错误;氢氧燃料电池工作时,H2在负极被氧化发生氧化反应,C项正确;太阳能电池的主要材料是单质硅,而不是二氧化硅,D项错误。‎ 答案:C ‎9.(1)今有2H2+O22H2O反应,构成燃料电池,则负极通的应是________,电极反应式为__________,正极通的应是________,电极反应式为__________________________。‎ ‎(2)若把KOH改为稀H2SO4作电解质,则电极反应式正极:________,负极:________。(1)和(2)的电解质不同,反应进行后,其溶液的酸碱性各有什么变化?‎ 答案:(1)H2 2H2+4OH--4e-===4H2O O2‎ O2+2H2O+4e-===4OH-‎ ‎(2)O2+4H++4e-===2H2O 2H2-4e-===4H+‎ ‎(1)pH变小,(2)pH变大 ‎10.(2019年成都市金堂中学期中)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲烷燃料电池是采用铂作电极催化剂,用KOH作为电池中的电解液,其工作原理的示意图如下:‎ 请回答下列问题:‎ 8‎ ‎(1)甲烷燃料电池的能量转化主要形式是______________.‎ ‎(2)Pt(a)电极是电池的__________极,电极反应式为________;Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为________。‎ ‎(3)电池的总反应方程式为________。‎ ‎(4)如果该电池工作时电路中通过4 mol电子,则消耗的CH4有________mol。‎ 解析:(1)甲烷燃料电池的能量转化主要形式是化学能转变为电能;‎ ‎(2)燃料电池中,电解质溶液呈碱性,所以通燃料的a为负极,燃料失电子发生氧化反应,所以a电极反应式为CH4-8e-+10OH-===CO32-+7H2O,Pt(b)电极为正极,发生还原反应,电极方程式为2O2+8e-+4H2O===8OH-;‎ ‎(3)正负极电极反应式相加即得电池反应式为 CH4+2OH-+2O2===CO32-+3H2O;‎ ‎(4)设甲烷的物质的量为x,‎ ‎   CH4~8e-‎ ‎ 1 mol 8 mol ‎ x 4 mol ‎1∶8 mol=x∶4mol x=0.5 mol。‎ 答案:(1)化学能转化为电能 ‎(2)负 CH4-8e-+10OH-===CO32-+7H2O 还原 2O2+8e-+4H2O===8OH-‎ ‎(3)CH4+2OH-+2O2===CO32-+3H2O ‎(4)0.5‎ 能力提升 ‎11.铅蓄电池在放电时的电极反应为正极:PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O;负极:Pb+SO42--2e-===PbSO4,当有20.7 g Pb发生反应时,消耗硫酸的物质的量为 (  )‎ A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.05 mol D.0.4 mol 解析:铅蓄电池总反应为PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,从总反应方程式中,可以得出反应20.7 g Pb 0.1 mol消耗H2SO4 0.2 mol,B正确。‎ 8‎ 答案:B ‎12.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2===LiMnO2,下列说法正确的是(  )‎ A.Li是负极,电极反应为Li-e-===Li+‎ B.Li是正极,电极反应为Li-e-===Li+‎ C.Li是负极,电极反应为MnO2+e-===MnO2-‎ D.Li是负极,电极反应为Li-2e-===Li2+‎ 解析:根据电池总反应可知Li化合价升高,被氧化,锂为该电池负极材料,电极反应式为Li-e-===Li+,正极放电的为MnO2,故A项正确。‎ 答案:A ‎13.(2018年高考·浙江卷)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(  )‎ A.金属锂作负极,发生氧化反应 B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动 C.正极的电极反应:O2+4e-===2O2-‎ D.电池总反应:4Li+O2+2H2O===4LiOH 解析:锂(Li)-空气电池中,锂为负极,发生氧化反应,A项正确;负极的电极反应为4Li-4e-===4Li+,生成的Li+向正极移动,B项正确;通入空气的一极为正极,正极的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,C项错误;把正、负极的电极反应相加可得电池总反应:4Li+O2+2H2O===4LiOH,D项正确。‎ 8‎ 答案:C ‎14.(1)铝—空气燃料电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-。回答下列问题:‎ ‎①通入空气的电极是________极(填“正”或“负”)。‎ ‎②Al电极是______极(填“X”或“Y”)。‎ ‎③电池总反应为____________(写离子方程式)。‎ ‎(2)Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlClx-SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2↑(提示:SOCl2与H2O反应)。请回答下列问题:‎ ‎①电池的负极材料为____________,发生的电极反应为________。‎ ‎②组装该电池需在无水、无氧的条件下进行,原因是 ‎__________________________。‎ 解析:(1)电池中Al与O2发生反应:4Al+3O2===2Al2O3,Al失去电子是负极,O2得到电子是正极,所以通入空气的电极是正极。电子由X极流向Y极,故X为负极,Y为正极,X电极为Al。生成的Al2O3能与KOH溶液反应生成KAlO2,故电池总反应为4Al+4OH-+3O2===4AlO2-+2H2O。‎ ‎(2)根据题给总反应方程式,分析反应中化合价变化,Li化合价升高作还原剂,被氧化,作负极;SOCl2中硫元素化合价降低,被还原,SOCl2在正极发生还原反应。该电池的负极材料为Li,电极反应式为Li-e-===Li+。Li是活泼的金属,易与H2O、O2发生反应,且SOCl2与H2O反应,故组装该电池时应在无H2O、无O2的条件下进行。‎ 答案:(1)①正 ②X ‎③4Al+4OH-+3O2===4AlO2-+2H2O ‎(2)①锂 Li-e-===Li+‎ ‎②锂是活泼金属,易与H2O、O2反应且SOCl2与水反应。‎ 8‎ 探究创新 ‎15.(2019年湖南省衡阳八中质检一)瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪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Y2O3—Na2O,O2-可以在其中自由移动。‎ 下列有关叙述正确的是(  )‎ 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a B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b C.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移4 mol 解析:A.电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,故A错误;B.电极b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),故B错误;C.甲烷所在电极a为负极,电极反应为:CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O,故C正确;D.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,电子转移2 mol,故D错误;故选C。‎ 答案:C 8‎ 9‎