2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 課時(shí)分層作業(yè)4 化學(xué)電源 蘇教版選修4.doc
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課時(shí)分層作業(yè)(四) 化學(xué)電源 (建議用時(shí):40分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1.下列說(shuō)法中不正確的是( ) A.化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 B.化學(xué)電池的種類(lèi)包括一次電池、二次電池和燃料電池等 C.化學(xué)電池供能穩(wěn)定可靠,可以制成各種形狀和大小,使用方便,易于維護(hù) D.廢舊電池可以隨意丟棄 D [本題考查的是有關(guān)化學(xué)電池的概念、分類(lèi)及性能等方面的知識(shí)。廢舊電池中含有重金屬和酸、堿等有害物質(zhì),隨意丟棄,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康危害很大,所以廢舊電池應(yīng)回收處理。] 2.下列化學(xué)電池對(duì)環(huán)境污染較小的是( ) A.氫氧燃料電池 B.鋅錳電池 C.鎳鎘電池 D.鉛蓄電池 A [B、C、D三種電池都含有能污染環(huán)境的重金屬,造成環(huán)境污染。氫氧燃料電池,它消耗的是氫氣,產(chǎn)物為水,對(duì)環(huán)境造成的污染很小。] 3.鋅錳干電池在放電時(shí)總反應(yīng)方程式可以表示為Zn(s)+2MnO2+2NH===Zn2++Mn2O3(s)+2NH3↑+H2O,在此電池放電時(shí)正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702046】 A.Zn B.碳 C.MnO2和NH D.Zn2+和NH 【答案】 C 4.氫氧燃料電池工作時(shí)的電解質(zhì)可以是強(qiáng)酸溶液,也可以是強(qiáng)堿溶液,有關(guān)這兩種條件下的氫氧燃料電池?cái)⑹稣_的是( ) A.它們的負(fù)極反應(yīng)式相同 B.它們的正極反應(yīng)式相同 C.它們的總反應(yīng)方程式相同 D.它們的電流總是從負(fù)極流向正極 C [氫氧燃料電池的電解質(zhì)為強(qiáng)酸溶液時(shí),負(fù)極反應(yīng)為H2-2e-===2H+,正極反應(yīng)為O2+4H++4e-===2H2O,電池反應(yīng)為2H2+O2===2H2O;若為強(qiáng)堿溶液,負(fù)極反應(yīng)為H2+2OH--2e-===2H2O,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH-,電池反應(yīng)為2H2+O2===2H2O。] 5.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過(guò)程可表示為:2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O,在此電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702047】 A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn D [電池放電時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng),其負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),元素的化合價(jià)升高,即負(fù)極材料為Zn。] 6.鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染,且鎂電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn),使鎂電池越來(lái)越成為人們研制綠色電池的關(guān)注焦點(diǎn)。其中一種鎂電池的反應(yīng)為:xMg+Mo3S4MgxMo3S4。在鎂電池放電時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.Mg2+向正極遷移 B.正極反應(yīng)式為:Mo3S4+2xe-===Mo3S C.Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng) D.負(fù)極反應(yīng)式為:xMg-2xe-===xMg2+ C [鎂在反應(yīng)中失電子,則Mo3S4在反應(yīng)中得電子,故放電時(shí)Mo3S4發(fā)生還原反應(yīng),不正確。] 7.下圖為Mg-NaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702048】 A.鎂作Y電極 B.電池工作時(shí)Na+向負(fù)極移動(dòng) C.廢液的pH大于NaClO溶液的pH D.X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO-+2H2O-4e-===ClO+4H+ A [Mg容易失去電子,OH-在燃料電池中移向流出電子的負(fù)極,故Mg作Y電極,故A正確;Na+移向正極或X電極,故B錯(cuò)誤;鎂失去2個(gè)電子變?yōu)殒V離子,鎂離子與氫氧根離子結(jié)合為氫氧化鎂沉淀,OH-被消耗,反應(yīng)后廢液的主要成分為NaCl,故廢液的pH小于NaClO溶液的pH,故C錯(cuò)誤;H+與OH-不能大量共存,則正極反應(yīng)式為ClO-+2e-+H2O===Cl-+2OH-,故D錯(cuò)誤。] 8.鋅錳干電池的兩極分別為碳棒和鋅皮,在放電時(shí)電池總反應(yīng)方程式可以表示為:Zn+2MnO2+2NH===Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O。根據(jù)上述信息,下列結(jié)論正確的是( ) A.放電時(shí)正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為NH B.Zn為負(fù)極,碳為正極 C.工作時(shí),電子由碳極經(jīng)外電路流向Zn極 D.長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用該電池時(shí),內(nèi)裝糊狀物不會(huì)流出 B [在電池的正極上發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng),是總反應(yīng)中氧化劑發(fā)生反應(yīng)的電極。由鋅錳干電池的總反應(yīng)式可知,MnO2與NH發(fā)生的反應(yīng)為正極反應(yīng)。根據(jù)原電池的工作原理可知,相對(duì)活潑(指金屬性)的一極為負(fù)極,相對(duì)不活潑的一極為正極,B項(xiàng)正確;在外電路,電子從負(fù)極流向正極,C項(xiàng)錯(cuò)誤;長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用該電池,由于鋅皮慢慢溶解而破損,糊狀物很可能流出而腐蝕用電器,D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 9.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列敘述不正確的是( ) A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 B.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO+4H2O C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1 mol K2FeO4被氧化 D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng) C [根據(jù)題給總反應(yīng)式,高鐵電池放電時(shí)必定是鋅在負(fù)極失去電子,被氧化;高鐵酸鈉在正極得到電子,被還原。充電時(shí),陽(yáng)極上氫氧化鐵轉(zhuǎn)化成高鐵酸鈉。放電時(shí)正極附近生成OH-,堿性要增強(qiáng)。] 10.鉛蓄電池是典型的充電電池,它的正、負(fù)極隔板是惰性材料,電池總反應(yīng)式為Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O?;卮鹣铝袉?wèn)題: 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702049】 (1)放電時(shí):正極的電極反應(yīng)式是_______________________________ __________________,電解質(zhì)溶液中H2SO4的濃度將變________;當(dāng)外電路通過(guò)1 mol電子時(shí),理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加________g。 (2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí),若按上圖連接,電解一段時(shí)間后,則在A電極上生成________,B電極上生成________,此時(shí)鉛蓄電池的正、負(fù)極的極性將________。 【解析】 根據(jù)鉛蓄電池充、放電原理分析解答。 【答案】 (1)PbO2+2e-+4H++SO===PbSO4+2H2O 小 48 (2)Pb PbO2 對(duì)換 11.科學(xué)家預(yù)言,燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑,美國(guó)已計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事目的。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢化為電極催化劑,在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇,同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣?;卮鹣铝袉?wèn)題: 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702050】 (1)這種電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_________________________,負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是________________。 (3)電解液中的H+向________極移動(dòng),向外電路釋放電子的電極是________。 (4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力,使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn),其中主要有兩點(diǎn):首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高,其次是________。 【解析】 甲醇燃料電池實(shí)質(zhì)就是利用CH3OH燃料在氧氣中反應(yīng)來(lái)提供電能。CH3OH在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+;氧氣在正極反應(yīng):3O2+12H++12e-===6H2O,兩反應(yīng)式相加即得總反應(yīng)式。在電池中,負(fù)極釋放出電子移動(dòng)到正極上,故向外電路釋放電子的電極為負(fù)極。在原電池的內(nèi)電路中,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),故H+向正極移動(dòng)。甲醇反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 【答案】 (1)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O (2)3O2+12H++12e-===6H2O 2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+ (3)正 負(fù)極 (4)對(duì)環(huán)境無(wú)污染 12.LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解質(zhì)是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2↑。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702051】 (1)電池的負(fù)極材料為_(kāi)_______,發(fā)生的電極反應(yīng)為 ____________________________________________________________。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)________________________________。 【解析】 (1)分析反應(yīng)的化合價(jià)變化,可得Li為還原劑(作負(fù)極),失電子:Li-e-===Li+。 (2)SOCl2為氧化劑,得電子,從題給電池反應(yīng)可推出產(chǎn)物:Cl-、S、SO2。(或用總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng))。 【答案】 (1)Li Li-e-===Li+ (2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2↑ [能力提升練] 13.下圖是某種酶生物燃料電池的工作原理示意圖。下列說(shuō)法中不正確的是( ) A.葡萄糖是還原劑 B.外電路中電子由A極移向B極 C.溶液中H+由B極區(qū)移向A極區(qū) D.B極電極反應(yīng)式為:H2O2+2H++2e-===2H2O C [葡萄糖失去電子轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸,則葡萄糖為還原劑,故A正確;A為負(fù)極,B為正極,電子由A極流向B極,故B正確;B為正極,溶液中H+由A極區(qū)移向B極區(qū),故C錯(cuò)誤;B極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:H2O2+2H++2e-===2H2O,故D正確。] 14.科學(xué)家們?cè)谘兄埔环N吸氣式的鋰空氣電池,工作時(shí)吸收空氣中的氧氣在多孔金制成的正極表面上反應(yīng)??偡磻?yīng)可表示為2Li+O2Li2O2。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是( ) A.充電時(shí),多孔金制成的電極外接電源負(fù)極 B.放電時(shí),Li+從負(fù)極向正極移動(dòng) C.放電時(shí),吸收空氣中22.4 L的O2,就有2 mol e-從電池負(fù)極流出 D.該電池可使用含Li+的水溶液作電解質(zhì)溶液 B [A項(xiàng),充電時(shí),Li2O2中O失電子生成氧氣,所以多孔金制成的電極作陽(yáng)極,與外接電源的正極相連,錯(cuò)誤;B項(xiàng),放電時(shí),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),所以L(fǎng)i+從負(fù)極向正極移動(dòng),正確;C項(xiàng),沒(méi)說(shuō)明是標(biāo)準(zhǔn)狀況,氧氣的物質(zhì)的量無(wú)法計(jì)算,所以不能計(jì)算負(fù)極失去的電子數(shù),錯(cuò)誤;D項(xiàng),該電池的負(fù)極材料為L(zhǎng)i,能與水反應(yīng),所以不能使用含Li+的水溶液作電解質(zhì)溶液,錯(cuò)誤。] 15.一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(丟棄的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食鹽、氫氧化鈉(化學(xué)藥品店常見(jiàn)試劑)等原料制作的。電池的總反應(yīng)方程式為2Al+3ClO-+2OH-===3Cl-+2AlO+H2O。下列說(shuō)法不正確的是( ) A.該電池的優(yōu)點(diǎn)是電極材料和電解質(zhì)用完后方便更換 B.該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的是金屬鋁 C.電極的正極反應(yīng)為3ClO-+3H2O+6e-===3Cl-+6OH- D.當(dāng)有0.1 mol Al完全溶解時(shí),流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子個(gè)數(shù)為1.8061023 D [該電池所用材料都是生活中常見(jiàn)的物質(zhì),電極材料和電解質(zhì)用完后方便更換,A正確;金屬鋁是原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),B正確;在正極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為3ClO-+3H2O+6e-===3Cl-+6OH-,C正確;電子只能流經(jīng)導(dǎo)線(xiàn),不能流經(jīng)電解質(zhì)溶液,D不正確。] 16.以甲醇為原料,以KOH為電解質(zhì)的手機(jī)充電電池,充一次電可以連續(xù)使用一個(gè)月。已知該電池的總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。 請(qǐng)?zhí)羁眨? 【導(dǎo)學(xué)號(hào):73702052】 (1)放電時(shí):負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________。 (2)通入甲醇一端的電極是________極,電池在放電過(guò)程中溶液的pH將________(填“上升”“下降”或“不變”)。 (3)若在常溫、常壓下,1 g CH3OH燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出22.68 kJ的熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________ ____________________________________________________________。 【解析】 (1)CH3OH中碳元素從-2價(jià)變成+4價(jià),所以CH3OH是負(fù)極反應(yīng)物,發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O,因電解質(zhì)為KOH,所以CH3OH的氧化產(chǎn)物不是CO2而是CO。 (2)在上述電池反應(yīng)中,甲醇被氧化,則通入甲醇的電極為負(fù)極,在放電過(guò)程中生成的CO2與強(qiáng)堿反應(yīng)消耗強(qiáng)堿,使溶液的pH下降。 【答案】 (1)CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O (2)負(fù) 下降 (3)CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJmol-1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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