2018-2019学年高中化学 第04章 电化学基础 专题4.2 化学电源课时同步试题 新人教版选修4.doc

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4.2 化学电源 一、选择题 1．下列有关化学电池的说法中正确的是 A．化学电池只能将化学能转化为电能 B．燃料电池能将全部化学能转化为电能 C．锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长 D．一次电池包括干电池和蓄电池 【答案】C 【解析】蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电)，也可以将电能转化为化学能(充电)。燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换。蓄电池可重复使用，属于二次电池。 2．下列电池工作时,电极质量均不发生改变的是 A．银锌电池 B．锌锰电池 C．燃料电池 D．铅蓄电池 【答案】C 3．下列有关电池的叙述正确的是 A．锌锰干电池工作是锰作正极 B．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 C．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 D．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 【答案】B 【解析】 选项 原因分析 结论 A 锌锰干电池是碳棒作正极 B 氢氧燃料电池工作时都是负极发生氧化反应，H2−2e−===2H＋ √ C 太阳能电池的主要材料是高纯度的硅 D 氢氧燃料电池是将化学能转变为电能 4．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B．电池充电过程中，阴极附近溶液的酸性增强 C．电池放电时，负极反应为Fe+2OH−−2e−=Fe(OH)2 D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH−−2e−=Ni2O3+3H2O 【答案】B 【点睛】二次电池放电时为原电池原理，充电时为电解池原理；充电时阴极的电极反应为放电时负极反应的逆过程，充电时阳极的电极反应为放电时正极反应的逆过程。 5．铅蓄电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，下列有关电池工作时的结论正确的是 A．Pb为正极被氧化 B．溶液的pH不断减小 C．浓度不变 D．两电极质量均增加 【答案】D 6．我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 A．a为电池的正极 B．电池充电反应为 C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移 【答案】C 【解析】原电池放电时，b电极Li失电子，作负极，电极反应式为Li−e−=Li+；a电极为正极，LiMn2O4得电子，电极反应式为Li1−xMn2O4+xe−+xLi+=LiMn2O4，总反应式为：Li1−xMn2O4+xLi=LiMn2O4。b电极Li失电子，作负极，所以a电极为正极，故A项正确；充电反应是放电反应的逆反应，充电反应为：LiMn2O4= Li1−xMn2O4+xLi ，故B正确；放电时，a电极锂为正极，Mn元素化合价发生变化，锂的化合价不变，故C错误；b电极Li失电子产生Li+，a电极结合Li+，所以溶液中Li+从b向a迁移，故D项正确。 7．英国科学家发明的尿素微生物电池的反应为：2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2+2N2+4H2O，电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．该装置能够在高温下工作 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．装置工作时，电能转变为化学能 D．装置工作时，电子由电极a沿导线流向电极b 【答案】B 8．《科学美国人》评出的2016年十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原理如图所示，已知草酸铝［Al2(C2O4)3］难溶于水。则下列有关说法正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．正极的电极反应为C2O42−−2e−=2CO2 C．每生成1 mol Al2(C2O4)3，有6 mol电子流过负载 D．草酸盐溶液中的阳离子移向Al电极 【答案】C 【解析】根据题意，此装置为碳呼吸电池，是化学能转化成电能的装置，故A错误；根据电池原理，正极反应是CO2参与，电极反应式为2CO2＋2e−=C2O42−，故B错误；生成Al2((C2O4)3，以Al进行计算，转移电子物质的量为123 mol=6 mol，故C正确；根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，Al电极为负极，因此草酸盐中阳离子向通入含CO2空气一极移动，故D错误。 点睛：本题的难点是电极反应式的书写，一般先判断出此电极反应物，如本题根据电池原理所示，正极上通入含CO2的空气，出来只有空气，说明CO2参与反应，然后判断产物，根据装置图，出来的是Al2((C2O4)3，说明CO2得电子后转化成C2O42−，因此正极电极反应式为2CO2＋2e−=C2O42−。 二、非选择题 9．化学电池在通讯，交通及日常生活中有着广泛的应用。 （1）目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是__________。 ①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应 ③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ （2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为___________________。 【答案】（1）B （2）Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液 10．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。 （1）氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。 ①若电解质溶液为KOH，其负极反应为______________________________，电池总反应为 _______________________________。 ②若电解质溶液为硫酸，其正极反应为_____________________________，负极反应为________________________________。 （2）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下： 请回答下列问题： ①Pt(a)电极是_____极，电极反应式为_______________________________。 ②Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)。 ③该电池的总反应方程式为_____________________________________________。 ④如果该电池工作时电路中通过3 mol电子，则消耗掉的CH3OH有________mol。 【答案】（1）①2H2+4OH−−4e−=4H2O 2H2＋O2=2H2O ②O2+4e−+4H+=2H2O 2H2−4e−=4H+ （2）①负 CH3OH＋H2O−6e−=CO2＋6H＋ ②还原 ③2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O ④0.5