2018-2019學年高中化學 第04章 電化學基礎 專題4.2 化學電源課時同步試題 新人教版選修4.doc

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4.2 化學電源 一、選擇題 1．下列有關化學電池的說法中正確的是 A．化學電池只能將化學能轉化為電能 B．燃料電池能將全部化學能轉化為電能 C．鋅銀電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長 D．一次電池包括干電池和蓄電池 【答案】C 【解析】蓄電池不但可以將化學能轉化為電能(放電)，也可以將電能轉化為化學能(充電)。燃料電池的能量轉換率超過80%，但不可能100%轉換。蓄電池可重復使用，屬于二次電池。 2．下列電池工作時,電極質量均不發(fā)生改變的是 A．銀鋅電池 B．鋅錳電池 C．燃料電池 D．鉛蓄電池 【答案】C 3．下列有關電池的敘述正確的是 A．鋅錳干電池工作是錳作正極 B．氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化 C．太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 D．氫氧燃料電池可將熱能直接轉變?yōu)殡娔? 【答案】B 【解析】 選項 原因分析 結論 A 鋅錳干電池是碳棒作正極 B 氫氧燃料電池工作時都是負極發(fā)生氧化反應，H2?2e?===2H＋ √ C 太陽能電池的主要材料是高純度的硅 D 氫氧燃料電池是將化學能轉變?yōu)殡娔? 4．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有關該電池的說法不正確的是 A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe B．電池充電過程中，陰極附近溶液的酸性增強 C．電池放電時，負極反應為Fe+2OH??2e?=Fe(OH)2 D．電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2+2OH??2e?=Ni2O3+3H2O 【答案】B 【點睛】二次電池放電時為原電池原理，充電時為電解池原理；充電時陰極的電極反應為放電時負極反應的逆過程，充電時陽極的電極反應為放電時正極反應的逆過程。 5．鉛蓄電池總反應為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，下列有關電池工作時的結論正確的是 A．Pb為正極被氧化 B．溶液的pH不斷減小 C．濃度不變 D．兩電極質量均增加 【答案】D 6．我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是 A．a為電池的正極 B．電池充電反應為 C．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化 D．放電時，溶液中Li＋從b向a遷移 【答案】C 【解析】原電池放電時，b電極Li失電子，作負極，電極反應式為Li?e?=Li+；a電極為正極，LiMn2O4得電子，電極反應式為Li1?xMn2O4+xe?+xLi+=LiMn2O4，總反應式為：Li1?xMn2O4+xLi=LiMn2O4。b電極Li失電子，作負極，所以a電極為正極，故A項正確；充電反應是放電反應的逆反應，充電反應為：LiMn2O4= Li1?xMn2O4+xLi ，故B正確；放電時，a電極鋰為正極，Mn元素化合價發(fā)生變化，鋰的化合價不變，故C錯誤；b電極Li失電子產生Li+，a電極結合Li+，所以溶液中Li+從b向a遷移，故D項正確。 7．英國科學家發(fā)明的尿素微生物電池的反應為：2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2+2N2+4H2O，電池裝置如圖所示。下列說法正確的是 A．該裝置能夠在高溫下工作 B．微生物促進了反應中電子的轉移 C．裝置工作時，電能轉變?yōu)榛瘜W能 D．裝置工作時，電子由電極a沿導線流向電極b 【答案】B 8．《科學美國人》評出的2016年十大創(chuàng)新技術之一是碳呼吸電池，電池原理如圖所示，已知草酸鋁［Al2(C2O4)3］難溶于水。則下列有關說法正確的是 A．該裝置將電能轉變?yōu)榛瘜W能 B．正極的電極反應為C2O42??2e?=2CO2 C．每生成1 mol Al2(C2O4)3，有6 mol電子流過負載 D．草酸鹽溶液中的陽離子移向Al電極 【答案】C 【解析】根據(jù)題意，此裝置為碳呼吸電池，是化學能轉化成電能的裝置，故A錯誤；根據(jù)電池原理，正極反應是CO2參與，電極反應式為2CO2＋2e?=C2O42?，故B錯誤；生成Al2((C2O4)3，以Al進行計算，轉移電子物質的量為123 mol=6 mol，故C正確；根據(jù)原電池的工作原理，陽離子向正極移動，Al電極為負極，因此草酸鹽中陽離子向通入含CO2空氣一極移動，故D錯誤。 點睛：本題的難點是電極反應式的書寫，一般先判斷出此電極反應物，如本題根據(jù)電池原理所示，正極上通入含CO2的空氣，出來只有空氣，說明CO2參與反應，然后判斷產物，根據(jù)裝置圖，出來的是Al2((C2O4)3，說明CO2得電子后轉化成C2O42?，因此正極電極反應式為2CO2＋2e?=C2O42?。 二、非選擇題 9．化學電池在通訊，交通及日常生活中有著廣泛的應用。 （1）目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應可以表示為Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸，以下說法中正確的是__________。 ①以上反應是可逆反應 ②以上反應不是可逆反應 ③充電時化學能轉變?yōu)殡娔?④放電時化學能轉變?yōu)殡娔? A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ （2）廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢鎳鎘電池可以使一平方米面積的耕地失去使用價值，在酸性土壤中這種污染尤為嚴重。這是因為___________________。 【答案】（1）B （2）Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液 10．科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。 （1）氫氧燃料電池是將H2通入負極，O2通入正極而發(fā)生電池反應的，其能量轉換率高。 ①若電解質溶液為KOH，其負極反應為______________________________，電池總反應為 _______________________________。 ②若電解質溶液為硫酸，其正極反應為_____________________________，負極反應為________________________________。 （2）近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下： 請回答下列問題： ①Pt(a)電極是_____極，電極反應式為_______________________________。 ②Pt(b)電極發(fā)生________反應(填“氧化”或“還原”)。 ③該電池的總反應方程式為_____________________________________________。 ④如果該電池工作時電路中通過3 mol電子，則消耗掉的CH3OH有________mol。 【答案】（1）①2H2+4OH??4e?=4H2O 2H2＋O2=2H2O ②O2+4e?+4H+=2H2O 2H2?4e?=4H+ （2）①負 CH3OH＋H2O?6e?=CO2＋6H＋ ②還原 ③2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O ④0.5