2018_2019学年高中化学第二章化学反应与能量课时作业10（含解析）新人教版 7页

课时作业（十）A组—基础巩固化学电源1．下列说法正确的是(　　)A．碱性锌锰电池是二次电池B．铅蓄电池是一次电池C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生D．燃料电池的活性物质储存在电池内解析　碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池，燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是不断被输入。答案　C2．现有M、N、P、E4种元素的单质，能发生以下反应：①在水溶液中，M＋N2＋===M2＋＋N②P＋2H2O(冷)===P(OH)2＋H2↑③N、E相连浸入稀H2SO4中，电极反应为：N－2e－===N2＋，2H＋＋2e－===H2↑判断它们的还原性由强到弱的顺序是(　　)A．M、N、P、E　　　　　　B．P、M、N、EC．M、N、E、PD．E、P、M、N答案　B3．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，电池放电时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列对电池放电时的分析正确的(　　)A．Pb为正极被氧化B．电子从PbO2流向外电路C．SO42－向PbO2处移动D．电解质溶液pH不断增大解析　A项，放电时，Pb失去电子与硫酸根离子结合为硫酸铅，所以Pb为负极，被氧化，A项错误；B项，Pb为负极，则二氧化铅为正极，则电子从Pb流向外电路，B项错误；C项，原电池中，阴离子向负极移动，所以硫酸根离子向Pb极移动，C项错误；D项，因为该反应中消耗硫酸，且有水生成，所以氢离子浓度减小，pH增大，D项正确，答案选D项。答案　D4．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是(　　)nA．a电极是负极B．b电极的电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析　由氢氧燃料电池原理示意图可知，a为负极，电解质溶液若为中性或酸性溶液，其电极反应为：2H2－4e－===4H＋，电解质溶液若为强碱溶液，则电极反应为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，A项正确；b为正极，电解质溶液若为中性或碱性溶液，正极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电解质溶液若为强酸溶液，则电极反应为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项正确。电池总反应式均为：2H2＋O2===2H2O。产物是水，不污染环境，且能利用，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C项正确；H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内，D项错误。答案　D5．某锂电池的电池总反应为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2，下列有关说法正确的是(　　)A．锂电极作电池负极，放电过程中发生还原反应B．1molSOCl2发生电极反应转移的电子数为4molC．电池的正极反应为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2D．组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行解析　从电池的总反应方程式可看出：锂电极作电池负极，放电过程中失去电子，发生氧化反应，A项错误。1molSOCl2发生电极反应转移的电子数为2mol，B项错误。电池的正极反应为2SOCl2＋4Li＋＋4e－===4LiCl＋S＋SO2。C项错误。由于负极材料Li活动性强，容易与水、氧气发生反应。所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，D项正确。答案　D6．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650℃下工作的燃料电池。已知该电池总反应为：2CO＋O2===2CO2。则下列说法中正确的是(　　)A．通CO的一极是电池的正极B．该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用C．负极反应式为：O2＋2CO2＋4e－===2CO32－D．正极反应式为：2CO＋2CO32－－4e－===4CO2n解析　A项，该燃料电池中通入CO的一极是负极，负极上失电子发生氧化反应，A项错误；B项，燃料电池中需要补充的是燃料和氧化剂，所以该电池工作过程中需不断补充CO和O2，而CO2可循环利用，B项正确；C项，负极上的电极反应式为2CO－4e－＋2CO32－===4CO2，C项错误；D项，正极上的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO32－，D项错误。答案　B7．燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气起反应，将化学能转变为电能的装置，电解液为强碱溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是(　　)A．负极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2OB．负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．随着放电进行，溶液中的阳离子向负极移动D．随着放电进行，溶液的pH不变解析　A项，燃料电池中燃料作负极，所以甲烷燃料电池中甲烷在负极发生氧化反应，结合电解质溶液，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O，A项正确；B项，O2＋2H2O＋4e－===4OH－是正极反应，B项错误；C项，随着放电进行，溶液中的阳离子向正极移动，C项错误；D项，随着放电进行，氢氧根离子浓度减小，溶液的pH减小，D项错误，答案选A项。答案　A8．铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。放电时，该电池总反应式为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。请根据上述情况判断：(1)该蓄电池的负极材料是________，放电时发生________(填“氧化”或“还原”)反应。(2)该蓄电池放电时，电解质溶液的酸性________(填“增大”“减小”或“不变”)，电解质溶液中阴离子移向________(填“正”或“负”)极。(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上。试写出该电池放电时，正极的电极反应______________________________________________________(用离子方程式表示)。解析　(1)该蓄电池的负极发生氧化反应，根据总化学反应方程式可知，Pb作负极，放电时发生氧化反应；(2)放电时消耗硫酸，生成硫酸铅和水，所以电解质溶液的酸性减小，放电相当于是原电池，所以电解质溶液中的阴离子移向负极；(3)放电时的正极即是PbO2发生还原反应，得电子与硫酸结合生成硫酸铅，电极反应式为PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋===PbSO4＋2H2O；答案　(1)Pb　氧化　(2)减小　负(3)PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋===PbSO4＋2H2O9．(1)为了验证Fe3＋与Cu2＋氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是________。n(2)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如下图所示(A、B为多孔碳棒)。①________处电极入口通甲烷(填A或B)，其电极反应式为________________；②当消耗甲烷的体积为22.4L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为100%，则导线中转移电子的物质的量为________________，消耗KOH的物质的量为____________________。解析　(1)验证Fe3＋与Cu2＋氧化性强弱，在原电池中，铜作负极，其它导电的金属或非金属作正极，电解质溶液为可溶性的铁盐，①中铁作负极、Cu作正极，电池反应式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，不能验证Fe3＋与Cu2＋氧化性强弱，故错误；②中铜作负极、银作正极，电池反应式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，能验证Fe3＋与Cu2＋氧化性强弱，故正确；③中铁发生钝化现象，Cu作负极、铁作正极，电池反应式为：Cu＋2NO3－＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，不能验证Fe3＋与Cu2＋氧化性强弱，故错误；④中铁作负极、铜作正极，电池反应式为：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，不能验证Fe3＋与Cu2＋氧化性强弱，故错误；故选②；(2)①根据电子流向知，A为负极、B为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，所以A处通入甲烷，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O，故答案为：A；CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O；②甲烷的物质的量为1mol，导线中转移电子的物质的量＝1mol×8＝8mol，根据CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O知，消耗KOH的物质的量为甲烷物质的量的2倍，所以消耗氢氧化钾的物质的量是2mol，故答案为：8mol；2mol。答案　(1)②(2)①A　CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O②8mol　2molB组—能力提升10．已知空气－锌电池的电极反应中：锌片：Zn－2OH－－2e－===ZnO＋H2O，n石墨：1/2O2＋H2O＋2e－===2OH－，据此推断锌片是(　　)A．负极，被氧化B．负极，被还原C．正极，被氧化D．正极，被还原解析　本题考查电化学知识。Zn由0价升高到＋2价，在原电池中失电子，被氧化，作负极。答案　A11．查处酒后驾驶采用的“便携式测量仪”是以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。下列说法中正确的是(　　)A．燃料电池属于二次电池B．另一极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．乙醇在正极发生氧化反应D．电池总反应为2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O解析　本题考查原电池原理。A项，燃料电池属于一次电池，错误；B项，由于是酸性介质，不可能生成OH－，错误，正确的为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；C项，乙醇在负极发生氧化反应，错误。答案　D12．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。①工作时电流从________极流向________极(填“Ag2O”或“Zn”)。②电极反应式：正极_______________________________________________________，负极：________________________________________________________________________。③工作时电池正极区的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。电池放电时，负极是________，负极的电极反应式为________，正极的电极反应式为__________________，正极附近溶液的pH如何变化？________。解析　(1)纽扣式微型银锌电池，电极分别为Ag2O和Zn，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。①负极发生氧化反应，正极发生还原反应，所以Ag2O为正极，Zn为负极，电子从Zn流向Ag2O，电流流向则相反；电流从Ag2O极流向Zn极。②正极Ag2O＋2e－n＋H2O===2Ag＋2OH－；负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；③正极区有OH－，pH增大。(2)H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。H2发生氧化反应，在负极反应，反应式：H2－e－＋OH－===H2O；正极发生还原反应，所以NiO(OH)在正极反应，NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－　，有OH－生成，所以正极附近溶液的pH增大。答案　(1)①　Ag2O　Zn　②Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－　Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2　③增大　(2)H2　H2－e－＋OH－===H2ONiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－　增大C组—高分突破13．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是________，负极发生的电极反应式为________________。若反应消耗16.25g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池其电池总反应式可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2OH2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶丁水，但能溶于酸，以下说法中正确的是________。A．NiO(OH)作负极B．Cd作负极C．此电池是一次电池D．放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则X极为电池的(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应式为______________________________________________。n解析　(1)锌锰干电池中的负极是Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25gZn的物质的量是16.25g÷65g·mol－1＝0.25mol，1molZn失去2mol电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5mol。(2)由电池反应可知，Cd元素化合价由0→＋2，化合价升高被氧化，Cd作电池负极，A项错误，B项正确；电池可以充放电，因此是二次电池，C项错误；放电时化学能转变为电能，D项正确。(3)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，X是负极，Y是正极，发生还原反应，电解质溶液是KOH溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。答案　(1)锌　Zn－2e－===Zn2＋　0.5(2)BD　(3)负　O2＋2H2O＋4e－===4OH－