2019屆高中化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 配餐作業(yè)19 原電池 化學(xué)電源.doc

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配餐作業(yè)(十九)原電池化學(xué)電源1各式各樣電池的迅速發(fā)展是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A手機(jī)上用的鋰離子電池屬于一次電池B鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極C氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極上被還原D太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅解析手機(jī)上的電池可以充電，屬于二次電池；鋅錳干電池中鋅失去電子生成Zn2，故作為負(fù)極；氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化；太陽(yáng)能電池的主要材料為硅。故A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。答案B2如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線(xiàn)連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是()A外電路的電流方向?yàn)閄外電路YB若兩電極分別為鐵和碳棒，則X為碳棒，Y為鐵CX極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄Y解析外電路電子流向?yàn)閄外電路Y，電流方向與其相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤；X極失電子，作負(fù)極，X極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極發(fā)生的是還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩電極分別為鐵和碳棒，則Y為碳棒，X為鐵，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D3鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，且鎂原電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，使鎂原電池越來(lái)越成為人們研制綠色原電池的關(guān)注焦點(diǎn)。其中一種鎂原電池的反應(yīng)為xMgMo3S4MgxMo3S4，下列說(shuō)法正確的是()A電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為Mo3S42xexMg2=MgxMo3S4B電池放電時(shí)，Mg2向負(fù)極遷移C電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為xMg22xe=xMgD電池充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Mo3S4解析電池放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由電池反應(yīng)可知，Mo3S4為正極，被還原，電極反應(yīng)為Mo3S42xexMg2=MgxMo3S4，A項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，Mg為陰極，生成金屬鎂，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A4(2018雅安模擬)某種熔融碳酸鹽燃料電池以L(fǎng)i2CO3、K2CO3為電解質(zhì)、以CH4為燃料時(shí)，該電池工作原理如圖，下列說(shuō)法正確的是()Aa為O2，b為CH4BCO向正極移動(dòng)C此電池在常溫時(shí)也能工作D正極電極反應(yīng)式為2CO2O24e=2CO解析燃料電池中通入燃料的電極是負(fù)極，通入氧化劑的電極是正極，根據(jù)電子流向知，a電極是負(fù)極，b電極是正極，所以a是CH4，b為O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則CO向負(fù)極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，需要高溫條件，C項(xiàng)錯(cuò)誤；正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O22CO24e=2CO，D項(xiàng)正確。答案D【素養(yǎng)立意】燃料電池能提高能源的利用率，是當(dāng)代社會(huì)研究的熱點(diǎn)。在燃料電池中，燃料還可以是CH3OH、CH4、CO、N2H4等。 5有一種一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄紙質(zhì)電池，在使用印刷與壓層技術(shù)后，變成一張可任意裁剪大小的“電紙”，紙內(nèi)的離子“流過(guò)”水和氧化鋅組成的電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)式為Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列說(shuō)法不正確的是()A該電池的負(fù)極材料為鋅B該電池反應(yīng)中二氧化錳發(fā)生了還原反應(yīng)C電池的正極反應(yīng)式為MnO2H2Oe=MnOOHOHD當(dāng)有0.1 mol鋅溶解時(shí)，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子數(shù)為1.2041023解析鋅為活潑金屬，失去電子作負(fù)極，A項(xiàng)正確；二氧化錳得到了電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；因電池的負(fù)極反應(yīng)式為Zn2OH2e=ZnOH2O，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得出正極反應(yīng)式為MnO2H2Oe=MnOOHOH，C項(xiàng)正確；電子只能經(jīng)外電路流動(dòng)，而不能在電解質(zhì)溶液中流動(dòng)，電解質(zhì)溶液中應(yīng)為陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D6(2018沈陽(yáng)二中高三月考)MgAgCl電池是一種用海水激活的一次電池，在軍事上用作電動(dòng)魚(yú)雷的電池，電池的總反應(yīng)可表示為Mg2AgCl=MgCl22Ag。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A該電池工作時(shí)，正極反應(yīng)為2AgCl2e=2Cl2AgB該電池的負(fù)極材料可以用金屬鋁代替C有24 g Mg被氧化時(shí)，可還原得到108 g AgD裝有該電池的魚(yú)雷在水中進(jìn)行時(shí)，海水作為電解質(zhì)溶液解析由電池反應(yīng)方程式看出，Mg是還原劑、AgCl是氧化劑，故金屬M(fèi)g作負(fù)極，正極反應(yīng)為2AgCl2e=2Cl2Ag，故A項(xiàng)正確；該電池的負(fù)極材料可以用金屬鋁代替，故B項(xiàng)正確；電極反應(yīng)式：Mg2e=Mg2，24 g Mg即1 mol被氧化時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是2 mol，正極反應(yīng)為2AgCl2e=2Cl2Ag，可還原得到216 g Ag，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)樵撾姵啬鼙缓Ｋせ睿Ｋ梢宰鳛殡娊赓|(zhì)溶液，故D項(xiàng)正確。答案C7(2018廈門(mén)質(zhì)檢)中科院董紹俊課題組將二氧化錳和生物質(zhì)置于一個(gè)由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池(如圖所示)，該電池可將可樂(lè)(pH2.5)中的葡萄糖作為燃料獲得能量。下列說(shuō)法正確的是()Aa極為正極B隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷增大Cb極的電極反應(yīng)為MnO22H2O2e=Mn24OHD若消耗0.01 mol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子解析由已知結(jié)合圖示，葡萄糖(C6H12O6)發(fā)生氧化反應(yīng)生成葡萄糖內(nèi)酯(C6H10O6)，所以a極為負(fù)極，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液顯酸性，所以負(fù)極反應(yīng)為C6H12O62e=C6H10O62H，隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；b極為正極，電極反應(yīng)為MnO24H2e=Mn22H2O，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極反應(yīng)C6H12O62e=C6H10O62H可得，1 mol葡萄糖失去2 mol電子，所以若消耗0.01 mol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，故D項(xiàng)正確。答案D8(2018東莞質(zhì)檢)碳酸二甲酯(CH3O)2CO是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品，電化學(xué)合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示(加入兩極的物質(zhì)均是常溫常壓下的物質(zhì))。下列說(shuō)法正確的是()AH由石墨2極通過(guò)質(zhì)子交換膜向石墨1極移動(dòng)B石墨1極發(fā)生的電極反應(yīng)為2CH3OHCOe=(CH3O)2COHC石墨2極與直流電源正極相連D電解一段時(shí)間后，陰極和陽(yáng)極消耗的氣體的物質(zhì)的量之比為12解析該裝置有外接電源，是電解池，由圖可知甲醇和一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸二甲酯，則電極石墨1為陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)為2CH3OHCO2e=(CH3O)2CO2H，電極石墨2為陰極，陽(yáng)極產(chǎn)生的氫離子通過(guò)質(zhì)子交換膜移向陰極，氧氣在陰極得電子與氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)為O24e4H=2H2O。陽(yáng)離子移向陰極，則氫離子由石墨1極通過(guò)質(zhì)子交換膜向石墨2極移動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH3OHCO2e=(CH3O)2CO2H，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨2為陰極，陰極與電源的負(fù)極相連，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫常壓下甲醇是液體，電解池工作時(shí)轉(zhuǎn)移電子守恒，根據(jù)關(guān)系式2CO4eO2可知陰極消耗的氧氣與陽(yáng)極消耗的一氧化碳物質(zhì)的量之比為12，故D項(xiàng)正確。答案D9(2018陜西西安八校聯(lián)考)甲醇燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車(chē)的最佳候選動(dòng)力源，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A通氧氣的一極為負(fù)極BH從正極區(qū)通過(guò)交換膜移向負(fù)極區(qū)C通甲醇的一極的電極反應(yīng)式為：CH3OHH2O6e=CO26HD甲醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極解析燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，通入氧氣或空氣的一極為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通甲醇的一極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH6eH2O=CO26H，C項(xiàng)正確；甲醇在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過(guò)外電路流向正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C10(2018河南、河北兩省名校第二次省際聯(lián)考)世界某著名學(xué)術(shù)刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵空氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說(shuō)法正確的是()Aa極發(fā)生氧化反應(yīng)B正極的電極反應(yīng)式為FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)空氣參與反應(yīng)，則電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移D鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析a極通入空氣，O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；O2在正極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O24e=2O2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析可知，電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)正極上消耗1 mol O2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L，則通入空氣的體積約為22.4 L5112 L，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，鐵表面H2O(g)參與反應(yīng)生成H2，則發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D項(xiàng)正確。答案D11(1)氫氧燃料電池汽車(chē)作為上海世博園中的交通工具之一，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是_(填選項(xiàng)字母)。A太陽(yáng)光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學(xué)B氫氧燃料電池作為汽車(chē)動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境C以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式相同D以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式相同(2)純電動(dòng)車(chē)采用了高效耐用的一種新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)式為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH該電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)。放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有_ mol K2FeO4被還原。(3)錳酸鋰離子電池在混合動(dòng)力車(chē)等大型蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i1xMnO4LixLiMnO4，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是_(填選項(xiàng)字母)。A放電時(shí)電池的正極反應(yīng)式：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4B放電過(guò)程中，石墨沒(méi)有得失電子C該電池也能在KOH溶液的環(huán)境中正常工作D充電時(shí)電池上標(biāo)有“”的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連解析(1)A項(xiàng)，電解獲得H2消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽(yáng)能來(lái)分解H2O獲得H2更為科學(xué)；B項(xiàng)，氫氧燃料電池中生成物為H2O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；C項(xiàng)，以稀H2SO4為介質(zhì)的電池負(fù)極反應(yīng)式為H22e=2H，以KOH為介質(zhì)的電池負(fù)極反應(yīng)式為H22OH2e=2H2O；D項(xiàng)，氫氧燃料電池的總反應(yīng)式均為2H2O2=2H2O。(2)放電時(shí)，在堿性條件下，負(fù)極反應(yīng)式為Zn2e2OH=Zn(OH)2。根據(jù)電池總反應(yīng)式可知，2 mol K2FeO4被還原時(shí)有6 mol電子轉(zhuǎn)移，所以放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，有1 mol K2FeO4被還原。(3)A項(xiàng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知Li失去電子，電池負(fù)極反應(yīng)式為xLixe=xLi，由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得放電時(shí)電池的正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1xMnO4xLixe=LiMnO4；B項(xiàng)，根據(jù)總反應(yīng)式可判斷石墨沒(méi)有得失電子；C項(xiàng)，Li能與KOH溶液中的H2O反應(yīng)，導(dǎo)致電池?zé)o法正常工作；D項(xiàng)，充電過(guò)程是放電的逆向過(guò)程，外接電源的負(fù)極提供的電子使原電池負(fù)極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以標(biāo)有“”的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連。答案(1)C(2)Zn2e2OH=Zn(OH)21(3)C12全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。如圖是釩電池基本工作原理示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是_，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價(jià)態(tài)的釩離子(V2、V3、VO2、VO)為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2V3H2OV2VO2H。放電時(shí)的正極反應(yīng)式為_(kāi)，充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為_(kāi)。放電過(guò)程中，電解液的pH_(填“升高”“降低”或“不變”)。(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是_(多選；填選項(xiàng)字母)。aVO、VO2混合液bV3、V2混合液cVO溶液 dVO2溶液eV3溶液 f. V2溶液(4)能夠通過(guò)釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是_。解析(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VO2He=VO2H2O；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3得電子生成V2的反應(yīng)。(3)充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為VO2H2Oe=VO2H，故充電完畢的正極電解液為VO溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2溶液，故正極電解液可能是選項(xiàng)acd。(4)充電和放電過(guò)程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H可以通過(guò)隔膜。答案(1)電解質(zhì)溶液抑制硫酸亞鐵的水解(2)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(3)acd(4)H