高中化学第一轮总复习 第九章 电化学基础第讲化学电源

煌敦市安放阳光实验学校第29讲化学电源
一、选择题
1.电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2－4放电
充电2PbSO4＋2H2O，则下列说法正确的是( ) A．电子流动方向由A到B
B．放电时：正极反是Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4
C．充电时：铅蓄电池的负极与充电器电源的正极相连
D．充电时：阳极反是PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋SO2－4＋4H＋
2.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示，关于该电池的叙述正确的是( )
A．该电池的a极为负极
B．电池的负极反为：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反中，每消耗1 mol O2，理论上能生成CO2气体33.6 L(状况下)
3.有一种微型纽扣电池，其电极分别是Ag2O和Zn。

电解质是KOH溶液，所以俗称银锌电池，该电池的电极反式为Zn＋2OH－＋2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O ＋2e－===2Ag＋OH－，下列说法不正确的是( )
A．锌为负极，Ag2O为正极
B．放电时，正极附近pH上升
C．放电时，负极附近溶液pH降低
D．溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动
4.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反式为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
5.某燃料电池所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3，该电池的总反为2H2＋O2===2H2O，负极反为H2＋CO2－3－2e－===H2O＋CO2。

下列说法正确的是( )
A．放电时CO2－3向负极移动
B．该电池正极反式为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．电池放电时，电池中CO2－3数目逐渐减少
D．电池放电时，电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再回到正极，形成闭合回路
6.“神舟七号”宇宙飞船的能量来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCFC型燃料电池。

该电池可同时供电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。

已知该电池的总反为2H2＋O2===2H2O，负极反为H2＋CO2－3===CO2↑＋H2O＋2e－，则下列推断中正确的是( )
A．电池工作时，CO2－3向负极移动
B．电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C．正极的电极反为：4OH－===O2↑＋2H2O＋2e－
D．通氧气的电极为阳极，发生氧化反
7.Li—Al/FeS电池是一种正在的车载电池，该电池中正极的电极反式为：
2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe。

有关该电池的下列叙述中正确的是( )
A．Li­Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价
B．该电池的电池反式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反式为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
二、非选择题
8.设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流，是本最富有挑战性的课题之一。

最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。

回答下列问题：
(1)以辛烷为汽油的代表物，则这个电池放电时发生反的化学方程式是
____________________________________________________________________ ____。

(2)这个电池负极的电极反式为C8H18＋25O2－－50e－===8CO2＋9H2O，正极的电极反式为O2＋4e－2O2－。

固体电解质里O2－的移动方向是向负极移动，向外电路释放电子的电极是负极。

(3)人们追求燃料电池氧化汽油，而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是燃料电池具有较高的能量利用率。

9.已知反AsO3－4＋2I－＋H ＋AsO3－3＋I2＋H2O是可逆反，设计如图装置，进行下述操作：
(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；
(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转。

试回答：
(1)两次操作过程中指针为什么会发生偏转？
答：两次操作均发生原电池反，所以微安表指针会发生偏转。

(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？试用平衡移动原理解释此现象。

答：两次操作，电极相反，电子流向相反，因而指针偏转方向相反。

(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反为
____________________________________________________________________ ____。

(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反为
____________________________________________________________________ ____
________________________________________________________________ ________
________________________________________________________________ ________。

10.Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。

电池的总反可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为锂，发生的电极反为
____________________________________________________________________ ____；
(2)电池正极发生的电极反为2SOCl2＋4e－4Cl－＋S＋SO2；
(3)SOCl2易挥发，室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCl2中，现象是出现白雾，有刺激性气体生成，反的化学方程式为
____________________________________________________________________ ____；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是锂是活泼金属，
易与H2O、O2反，SOCl2也可与水反。

11.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的型发电装置。

下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳，请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是将化学能转化为电能，在导线中电子流动方向为由a到b (用a、b表示)。

(2)负极反式为
____________________________________________________________________ ____。

(3)电极表面镀铂粉的原因为增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加速电极反速率。

(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。

因此，大量安全储氢是关键技术之一。

金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H2===2LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反Ⅰ中的还原剂是Li ，反Ⅱ中的氧化剂是H2O 。

②已知LiH固体密度为0.82 g/cm3。

用锂吸收224 L(状况)H2，生成的LiH 体积与被吸收的H2体积比为8.71×10－4。

③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为32 mol。

第29讲
1．D 解析：放电时电子由负极Pb流向正极PbO2，故A错；正极反为：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O，故B错；充电时，铅蓄电池的负极(原来发生氧化反)发生还原反为阴极，与充电器电源的负极相连，而在阳极上发生的是氧化反，故D对。

2．B 3.D 4.D 5.A 6.A 7.B
8．(1)2C8H18＋25O2===6CO2＋18H2O (2)O2＋4e－===2O2－向负极移动负极(3)燃料电池具有较高的能量利用率
9．(1)两次操作均发生原电池反，所以微安表指针会发生偏转(2)两次操作，电极相反，电子流向相反，因而指针偏转方向相反(3)2I－－2e－===I2 (4)AsO3－3＋H2O－2e－===AsO3－4＋2H＋(或AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋2H2O)
解析：滴入浓盐酸，溶液中c(H＋)增大，题给可逆反平衡向右移动，I－失去电子变为I2。

C1棒上产生电子，并流向C2棒，AsO3－4得电子变为AsO3－3，并放出O2－，与滴入的H＋结合为H2O。

滴加40%的NaOH(aq)，将H＋，溶液中c(H＋)减小，题给可逆反平衡向左移动，AsO3－3失去电子变为AsO3－4，电子在C2棒上产生，并流向C1棒，I2得电子变为I－。

10．(1)锂Li－e－===Li (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2(3)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反，SOCl2也可与水反
11．(1)将化学能转化为电能a到b (2)H2＋2OH－－2e－===2H2O (3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加速电极反速率(4)①Li H2O ②8.71×10－4③32
解析：本题考查氧化还原及原电池的知识。

(1)原电池的实质为化学能转化成电能。

总反为2H2＋O2===2H2O，其中H2从零价升至＋1价，失去电子，即电子从a流向b。

(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于溶液是碱性的，故电极反式左右各加上OH－。

(3)铂粉的接触面积大，可以加快反速率。

(4)Ⅰ.Li从零价升至＋1价，作还原剂。

Ⅱ.H2O的H从＋1降至H2中的零价，作氧化剂。

由反Ⅰ，当吸收10 mol H2时，则生成20 mol LiH，V＝m/ρ＝20×7.9/0.82×10－3 L＝192.68×10－3 L。

V(LiH)/V(H2)＝192.68×10－3L/224 L＝8.71×10－4。

20 mol LiH可生成20 mol H2，实际参加反的H2为20×80%＝16 mol,1 mol H2转化成1 mol H2O，转移2 mol 电子，所以16 mol H2可转移32 mol的电子。