苏教版化学选修4化学电源

专题1 第2单元第2课时
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．下列有关化学电源的叙述错误的是( )
A．干电池依照电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池
B．干电池中碳棒为正极
C．铅蓄电池是充电电池
D．铅蓄电池中的PbO2为负极
【解析】铅蓄电池中的PbO2应为正极，铅为负极。

【答案】 D
2．如图锌锰干电池在放电时总反映方程式能够表示为：Zn＋2MnO2＋2NH4＋===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反映的物质是() A．Zn B．碳
C．MnO2＋NH4＋D．Zn2＋和NH3
【解析】可将总反映拆写为两个半反映，负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2MnO2＋2NH4＋＋2e－===Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O。

【答案】 C
3．(2008年海南高考)关于铅蓄电池的说法中正确的是()
A．在放电时，正极发生的反映是Pb(s)＋SO42－(aq)===PbSO4(s)＋2e－
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反映是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq)
【解析】铅蓄电池放电时正极反映为PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－===PbSO4＋2H2O；负极材料为铅板；充电时阳极反映是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－；充电时，电池中硫酸的浓度增大。

【答案】 B
4．如图为氢氧燃料电池原理示用意，依照此图的提示，下列叙述不正确的是()
A．a电极是负极
B．b电极的电极反映为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全数储藏在电池内的新型发电装置
【解析】氢氧燃料电池中H2为负极反映物，工作进程需不断补充H2、O2，其产物为没有任何污染的H2O，故A、C、D三项都对。

其中b电极作正极，电极反映为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

【答案】 B
5．(2008年宁夏理综)一种燃料电池中发生的化学反映为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。

该电池负极发生的反映是()
A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
【解析】本题考查原电池电极反映式的书写。

该原电池的负极反映物为甲醇，负极反映式中不该该显现氧化剂，而A、B、D项中电极反映物中均显现氧化剂氧气，因此A、B、D不正确。

【答案】 C
6．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此取得普遍应用。

锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反映式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法错误的是() A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反映式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g
【解析】依照原电池原理结合氧化还原反映的有关常识可判定出原电池的电极及其反映式、电子得失情形及流向。

【答案】 C
7．据报导，某公司最近研制了一种由甲醇和氧气和强碱作电解质溶液的新型电话电池，电量可达现用镍氢
电池或锂电池的10倍，有关此电池的叙述，错误的是()
A．正极电极反映式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．负极电极反映式：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2↑＋5H2O
C．电池在利用进程中，电解质溶液的pH降低
D．当外电路通过mol电子时，理论上消耗甲醇6.4 g
【解析】使正、负极的得失电子守恒，则正极生成12OH－的同时负极消耗12OH－，pH不变。

【答案】 C
8．燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气反映，将此反映的化学能转化为电能的装置，电解质一般是KOH溶液，则下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是(多选)()
A．负极反映式为：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O
B．正极反映式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．随着反映地进行，电解质溶液碱性不变
D．该电池的总反映与甲烷燃烧的反映方程式相同，反映式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O
【解析】本题考查燃料电池的反映原理、电极反映式的书写等知识。

关于该燃料电池，负极CH4失电子被氧化，其中产物之一应是CO2，但在KOH溶液中，必然会变成CO32－。

故电极反映为：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O；正极O2得电子被还原，生成物应与电池中电解质溶液相关。

电极反映为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；将两个电极反映式相加，即可取得总反映式为：CH4＋2OH－＋2O2===CO32－＋3H2O。

可见随着反映的进行，电解质溶液中c(OH－)不断减小。

【答案】AB
9．(2009年广东高考)可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是()
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反映都为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反映为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作进程中电解液的pH维持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
【解析】电池工作时，正极上O2取得电子被还原，电极反映为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确。

电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B错误。

电池的总反映为：4Al＋3O2＋4NaOH===4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH减小。

电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极。

【答案】 A
10．固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的。

它以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下许诺氧离子(O2－)在其间通过。

该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反映。

下列判定正确的是()
A．有O2放电的a极为电池的负极
B．有H2放电的b极为电池的正极
C．a极对应的电极反映为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反映方程式为2H2＋O2===2H2O
【解析】a为正极：O2＋4e－===2O2－，b为负极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O，总反映方程式：2H2＋O2===2H2O。

【答案】 D
二、非选择题
11．有一种微型电池，其电极别离为Zn和Ag2O，电解质溶液是KOH溶液。

已知Zn(OH)2具有两性，回答下列问题：
(1)________为正极，________为负极；
(2)写出两极的电极反映式：
正极____________________________________________________________________，
负极____________________________________________________________________；
(3)放电时，正极周围溶液的pH________，负极周围溶液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。

【答案】(1)Ag2O Zn(2)Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－Zn＋4OH－－2e－===ZnO22－＋2H2O(3)升高降低
12．(2009年黄山高二质检)航天飞机常采纳新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一样指采纳H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一路组成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。

我国发射的“神舟五号”载人飞船是采纳先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反映的化学方程式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O。

(1)负极上的电极反映为________。

(2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有________mol电子发生转移。

(3)开始放电时，正极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

【解析】(1)依照总的化学方程式知CH4－x e－===CO32－，C元素的化合价由－4→＋4，则有CH4－8e－===CO32－，依照电荷守恒左侧应配10个OH－，最后依照质量守恒得：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O。

(2)正极反映为：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，5.6 L O2的物质的量为mol，故得电子的物质的量为mol×4＝1 mol。

(3)由于正极生成OH－，故其周围的pH增大。

【答案】(1)CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O
(2)1(3)增大
13．(2009年山东理综)Zn－MnO2干电池应用普遍，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是____________。

电池工作时，电子流向____________(填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的侵蚀，其要紧缘故是_____________________________________________________________________。

欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的__________(填代号)。

a．NaOH b．Zn
c．Fe d．NH3·H2O
(3)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。

阴极的电极反映式是__________________。

若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为________g。

【解析】(1)原电池的负极是发生氧化反映的一极：Zn－2e－===Zn2＋；电池工作时，电子是从负极流向正极。

(2)Zn与Cu2＋发生氧化还原反映，生成的Cu附着在Zn的表面组成铜锌原电池，加速反映速度，从而加速Zn的侵蚀。

(3)电解池的阴极是发生还原反映的一极：2H＋＋2e－===H2↑；每生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故每通过2 mol电子，理论上生成1 mol MnO2，质量为87 g。

【答案】(1)Zn(或锌)正极
(2)锌与还原出的铜组成铜锌原电池而加速锌的侵蚀 b
(3)2H＋＋2e－===H2↑87
14．(2009年天津理综)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

右图为电池示用意，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳固。

请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化要紧形式是
________________________________________________________________________，
在导线中电子流动方向为________________________________________________________________________
(用a、b表示)。

(2)负极反映式为________________________________________________________________________。

(3)电极表面镀铂粉的缘故为
________________________________________________________________________
______________________。

(4)该电池工作时，H 2和O 2持续由外部供给，电池可持续不断提供电能。

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 ＋H 2=====△2LiH
Ⅱ.LiH ＋H 2O===LiOH ＋H 2↑
①反映Ⅰ中的还原剂是________，反映Ⅱ中的氧化剂是________________________________________________________________________。

②已知LiH 固体密度为0.82 g/cm 3，用锂吸收224 L(标准状况)H 2，生成的LiH 体积与被吸收的H 2体积比为________。

③由②生成的LiH 与H 2O 作用，放出的H 2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________mol 。

【解析】 (1)电池即是把化学能转变成电能的装置；在电池中电子是从负极经导线流向正极，而氢氧燃料电池中通入H 2的一极是负极，故电子由a 流动到b 。

(2)H 2在负极失电子，因为电解质溶液是KOH 溶液，故负极反映式为2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O 。

(3)电极表面镀铂粉能够增大电极单位面积吸附H 2、O 2的分子数，从而增大反映速度。

(4)LiH 中Li 为＋1价，H 为－1价，故反映Ⅰ中还原剂是Li ，反映Ⅱ中氧化剂是H 2O 。

由反映
Ⅰ可知吸收标准状况下224 L H 2时生成160 g LiH ，则生成的LiH 的体积是160 g g/cm 3
，则生成的LiH 体积与被吸收的H 2的体积比为：160×224×103＝11 148。

由②生成的20 mol LiH 与H 2O 反映，由反映Ⅱ可知生成20 mol H 2，H 2～2e －，能量转化率为80%，则通过电子的物质的量为20 mol ×2×80%＝32 mol 。

【答案】 (1)由化学能转变成电能 由a 到b
(2)2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O 或H 2＋2OH －－2e －===2H 2O
(3)增大电极单位面积吸附H 2、O 2分子数，加速电极反映速度
(4)①Li H 2O ②1/1 148或×10－4 ③32。