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    4.1.2化学电源 基础对点练+综合强化练(含答案)

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    4.1.2化学电源 基础对点练+综合强化练(含答案)

    1、第第 2 2 课时课时 化学电源化学电源 题组一 一次电池 1电子表和电子计算器的电源通常用微型银锌电池,其电极分别是 Ag2O 和 Zn,电解质 溶液为 KOH 溶液, 总反应式为 Ag2OH2OZn=Zn(OH)22Ag。 下列说法正确的是( ) AAg2O 是正极,Zn 是负极 BZn 是正极,Ag2O 是负极 C工作时,电池负极区溶液 pH 增大 D工作时,电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 答案 A 解析 根据总反应式可知,金属锌失去电子发生氧化反应,作该电池的负极,氧化银得到电 子发生还原反应, 作该电池的正极, A 项正确, B 项错误; 负极区锌离子与氢氧根离子结合,

    2、溶液中氢氧根离子浓度减小,则其 pH 减小,C 项错误;该电池工作时,电子由锌极经外电 路流向氧化银极,D 项错误。 2日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状 NH4Cl 和 ZnCl2作电解质 (其中加入 MnO2吸收 H2), 电极反应可简化为 Zn2e =Zn2, 2NH 42e =2NH 3H2NH3 与 Zn2 络合生成Zn(NH 3)4 2。根据以上叙述判断下列结论不正确的是( ) AZn 为正极,碳为负极 BZn 为负极,碳为正极 C工作时电流由碳极经外电路流向 Zn 极 D长时间连续使用时,内装糊状物可能流出,从而腐蚀用电器 答案 A 解析 由电极反应可知,

    3、Zn 发生氧化反应,为电池的负极,碳棒为电池的正极。电子由锌极 流出通过外电路流向碳棒,电流方向和电子移动方向相反。长时间连续使用时,MnO2吸收 较多 H2而体积膨胀,糊状物可能流出,因电解质呈酸性,故会腐蚀用电器。 3纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为 KOH 溶液。放电时两个电极反应 分别为 Zn2OH 2e=Zn(OH) 2、Ag2OH2O2e =2Ag2OH,下列说法中,正确的 是( ) A锌是负极,氧化银是正极 B锌发生还原反应,氧化银发生氧化反应 C溶液中 OH 向正极移动,K、H向负极移动 D在电池放电过程中,电解质溶液的酸碱性基本保持不变 答案 A 解析 由电极

    4、反应式可知 Zn 作负极,Ag2O 作正极,A 正确;Zn 发生氧化反应,Ag2O 发生 还原反应,B 错误;溶液中的 OH 向负极移动,K、H向正极移动,C 错误;电池的总反 应为 ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,电解质溶液为 KOH 溶液,因电池放电过程中不断 消耗水,使溶液中 c(OH )增大,D 错误。 题组二 二次电池 4铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO2,电解质溶液为 H2SO4,工作时的电池反应为 PbPbO2 2H2SO4=2PbSO42H2O。下列结论正确的是( ) APb 为正极,被氧化 B溶液的 pH 不断减小 CSO2 4只向 PbO2处移动 D电解质溶液的

    5、密度不断减小 答案 D 解析 由电池总反应方程式可知,铅是负极,二氧化铅是正极;原电池工作时,外电路中电 子由负极流向正极;内电路中带负电荷的阴离子(SO2 4和 OH )移向负极;硫酸不断被消耗, pH 不断增大,硫酸浓度减小,溶液密度减小。 5 铁镍蓄电池又称爱迪生电池, 放电时的总反应为: FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(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电池放电时,负极反应为 Fe2OH 2e=Fe(OH) 2 C电池充电过程中,阴极附近溶液的 pH 降低 D电池充电时,阳极反应为 2Ni(OH

    6、)22OH 2e=Ni 2O33H2O 答案 C 解析 该充电电池中活泼金属 Fe 失去电子,为负极,得电子的 Ni2O3为正极,因为放电时电 极产物为氢氧化物,可以判断电解液为碱性溶液,选项 A 正确;放电时,负极铁失去电子生 成 Fe2 , 因为电解液为碱性溶液, 所以负极反应为 Fe2OH2e=Fe(OH) 2, 选项 B 正确; 充电时,阴极发生还原反应:Fe(OH)22e =Fe2OH,所以阴极附近溶液的 pH 增大, 选项 C 错误;电池充电时,阳极发生氧化反应,Ni(OH)2转化为 Ni2O3,电极反应为 2Ni(OH)2 2OH 2e=Ni 2O33H2O,选项 D 正确。 题

    7、组三 燃料电池 6 (2019 安庆高二检测)固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆氧化钇为电解质, 这种固体电 解质在高温下允许氧离子(O2 )在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极 a、b 均不参与电极反应。下列判断正确的是( ) A有 O2参加反应的电极 a 为电池的负极 B电极 b 的电极反应式为 H22e O2=H 2O C电极 a 的电极反应式为 O22H2O4e =4OH D该电池的总反应式为 2H2O2=2H2O 答案 D 解析 因为电子从电极 b 流向电极 a,所以电极 b 为负极,H2在该极发生氧化反应;电极 a 为正极,O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池负极的

    8、电极反应式为 H22e O2 =H2O,正极的电极反应式为1 2O22e =O2,则电池总反应式为 2H 2O2=2H2O。 7将两个铂电极放置在 KOH 溶液中,然后分别向两极通入 CO 和 O2,即可产生电流,称为 燃料电池,下列叙述正确的是( ) 通入 CO 的电极为正极; 正极的电极反应式是 O22H2O4e =4OH; 通入 CO 的电极反应式是 2COO24e =2CO 2; 负极的电极反应式是 CO4OH 2e=CO2 32H2O; 放电时溶液中的阳离子向负极移动; 放电时溶液中的阴离子向负极移动。 A B C D 答案 B 解析 据题意知,发生的反应为 2COO2=2CO2,反

    9、应产生的 CO2处于 KOH 溶液中,又 会转化为 CO2 3,正确,错误;O2得 e 被还原,在正极反应,错误,正确;阳离子 向正极移动,阴离子向负极移动,错误,正确。 8下图是甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇在催化剂作用下提供质子(H )和电子,电子经外 电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为 2CH3OH3O2=2CO24H2O。 下列说法不正确的是( ) A左电极为电池的负极,a 处通入的物质是甲醇 B正极反应式为 O22H2O4e =4OH C负极反应式为 CH3OHH2O6e =CO 26H D该电池提供 1 mol e ,消耗氧气 0.25 mol 答案 B 解析 负

    10、极反应式为 2CH3OH12e 2H 2O=2CO212H ,正极反应式为 3O 212e 12H =6H 2O;根据电子流向,可以判断 a 处通甲醇,b 处通 O2;当电池提供 1 mol 电子时, 消耗 O2为 1 3 12 mol0.25 mol。 9电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量,其工作原理示意图如图。下列说法不 正确的是( ) AO2在电极 b 上发生还原反应 B溶液中 OH 向电极 a 移动 C反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 45 D负极的电极反应式为 2NH36e 6OH=N 26H2O 答案 C 解析 氧气在电极 b 发生还原反应,则电极 b 为正极

    11、,电极 a 为负极,故 A 正确;因为电极 a 为负极,则溶液中的阴离子向负极移动,故 B 正确;反应中 N 元素化合价升高 3 价,O 元 素化合价共降低 4 价,根据得失电子守恒,消耗 NH3与 O2的物质的量之比为 43,故 C 错 误; 负极是氨气发生氧化反应变成氮气, 且OH 向电极 a移动参与反应, 故电极反应式为 2NH 3 6e 6OH=N 26H2O,故 D 正确。 题组四 新型电池 10研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行 发电,在海水中电池总反应可表示为 5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl,下列“水” 电池在海

    12、水中放电时的有关说法正确的是( ) A正极反应式:AgCl e=AgCl B每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子 CNa 不断向“水”电池的负极移动 DAgCl 是还原产物 答案 B 解析 根据总反应中元素化合价的升降和正、负极的反应原理,正极反应为 5MnO22e =Mn5O2 10,负极反应为 2Ag2Cl 2e=2AgCl,A 项错误,B 项正确;C 项,阳离子向 正极移动,错误;D 项,AgCl 是氧化产物,错误。 11 环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准, 其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A“对电极”是正

    13、极 B“工作电极”上发生的电极反应为 NO22H 2e=NOH 2O C传感器工作时,H 由“工作电极”移向“对电极” D“对电极”的材料可能为活泼金属锌 答案 D 解析 工作电极是 NO2变为 NO, 化合价降低, 是原电池的正极, 对电极为负极, 故 A 错误; “工作电极”上发生的电极反应为 NO22H 2e=NOH 2O, 故 B 错误; 传感器工作时, 根据“同性相吸”理解得到 H 由“对电极”移向“工作电极”, 故 C 错误; 对电极为负极, “对电极”的材料可能为活泼金属锌,故 D 正确。 12以 N2和 H2为反应物、溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液,可制成能固氮的新型燃料电池,

    14、 原理如图所示。下列说法不正确的是( ) Ab 电极为负极,发生氧化反应 Ba 电极发生的反应为 N28H 6e=2NH 4 CA 溶液中所含溶质为 NH4Cl D当反应消耗 1 mol N2时,则消耗的 H2为 67.2 L 答案 D 解析 N23H22NH3,反应中氢元素的化合价升高,H2失去电子,因此 b 电极为负极, 发生氧化反应,故 A 项正确;a 电极作正极,电解质溶液含盐酸,因此电极反应式为 N28H 6e =2NH 4,故 B 项正确;根据 B 选项的分析,A 溶液中所含溶质为 NH4Cl,故 C 项正 确;没有说明外界条件,故 D 项错误。 13最近科学家研制的一种新型“微生

    15、物电池”可以将污水中的有机物转化为 H2O 和 CO2, 同时产生电能,其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( ) A氧化银电极上的反应为 Ag2O2e =2AgO2 B石墨电极上的反应为 C6H12O66H2O24e =6CO 224H C每转移 4 mol 电子,氧化银电极产生 22.4 L CO2气体(标准状况) D30 g C6H12O6参与反应,有 4 mol H 经质子交换膜进入正极区 答案 D 解析 C6H12O6在微生物作用下转化为 CO2和 H2O,C6H12O6被氧化,即石墨电极为负极,氧 化银电极为正极,Ag2O 发生得电子的还原反应,电极反应式为 Ag2O2H

    16、2e=2Ag H2O,故 A 错误;石墨电极为负极,C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应:C6H12O66H2O 24e =6CO 224H ,故 B 错误;根据负极的电极反应式可知,每转移 4 mol 电子,石 墨电极产生22.4 L CO2(标准状况), 故C错误; 30 g C6H12O6的物质的量为 30 g 180 g mol 11 6 mol, 根据负极的电极反应式可知,有 4 mol H 经质子交换膜进入正极区,故 D 正确。 14(1)二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含 SO2快速启动,其装置示意图 如图: 质子的流动方向为_(填“从 A 到 B”或“从 B 到

    17、 A”)。 负极的电极反应式为_。 (2)NH3O2燃料电池的结构如图所示: a 极为电池的_(填“正”或“负”)极。 当生成 1 mol N2时,电路中流过电子的物质的量为_。 答案 (1)从 A 到 B SO22e 2H 2O=SO 2 44H (2)负 6 mol 解析 (1)根据图示,A 为燃料电池的负极,B 为燃料电池的正极,在原电池电解液中,正 电荷由负极向正极移动, 即从 A 到 B; 负极发生氧化反应, 二氧化硫被氧化为硫酸根离子, 电极反应式为 SO22e 2H 2O=SO 2 44H 。 (2)a 极通入氨气,是负极,b 极通入氧气,是正极;氨气中 N 的化合价由3 变成

    18、0,当 生成 1 mol N2时,转移电子的物质的量为 6 mol。 15燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。 (1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。 A 为生物燃料电池的_(填“正”或“负”)极。 正极反应式为_。 放电过程中,H 由_极区向_极区迁移(填“正”或“负”)。 在电池反应中,每消耗 1 mol 氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_。 (2)熔融状态下,钠的单质和 FeCl2能组成可充电电池(装置示意图如图),反应原理为 2Na FeCl2Fe2NaCl。 放电时,电池的正极反应式为_; 充电时,_(写物质名称)电极接电源的负极,该电池的电解质为_。 答案 (1)正 O24H 4e=2H 2O 负 正 22.4 L (2)Fe2 2e=Fe 钠 Al 2O3固体 解析 (1)由图可知 A 为燃料电池的正极,电极反应式为 O24H 4e=2H 2O;B 为燃料 电池的负极,电极反应式为 C6H12O66H2O24e =6CO 224H 。放电过程中,H由负极 区向正极区移动。葡萄糖燃料电池的总反应为 C6H12O66O2=6CO26H2O,即 1 mol O2 1 mol CO2,每消耗 1 mol O2,理论上生成标准状况下 CO2气体 22.4 L。


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