河北省石家庄市复兴中学人教版高中化学选修四：4.2 化学电源 限时训练 Word版缺答案

4.2《化学电源》限时训练
时间：40分钟分值100分
班级：_____ _____组_____号姓名：____________ 分数：__________
第Ⅰ部分
一、写出本节课有关内容
第Ⅱ部分
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
2．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。

铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“＋”，另一个接线柱旁标有“－”。

关于标有“＋”的接线柱，下列说法中正确的是( )
A．充电时作阳极，放电时作正极
B．充电时作阳极，放电时作负极
C．充电时作阴极，放电时作负极
D．充电时作阴极，放电时作正极
3．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：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl 下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
4．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。

下列有关电池的叙述正确的是( )
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
5．不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池。

该电池可同时供应电和蒸气，其燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，工作温度为600～800 ℃。

已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为H2＋CO2－3－2e－===H2O＋CO2。

下列推断正确的是( )
A．正极反应为4OH－－4e－===O2＋2H2O
B．放电时，CO2－3向负极移动
C．电池供应1 mol水蒸气，转移的电子的物质的量4 mol
D．放电时，CO2－3向正极移动
6．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再
安装，充电后即可使用，发生的反应是：2PbSO4＋2H2O 充电
放电PbO2＋Pb＋2H2SO4
下列对铅蓄电池的说法中错误的是( )
A．需要定期补充硫酸
B．工作时铅是负极，PbO2是正极
C．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4
D．工作时电解质溶液的密度减小
7．常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为0)，电池反应
通常表示为LaNi5H6＋6NiO(OH)放电
充电LaNi5＋6Ni(OH)2。

下列说法不正确的是( )
A．放电时储氢合金作负极
B．充电时储氢合金作阴极
C．充电时阴极周围c(OH－)减小
D．放电时负极反应：LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O
8．一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为：2CH3OH＋3O2＋4OH－2－3＋6H2O，则有关说法正确的是( ) A．放电时CH3OH参与反应的电极为正极
B．放电时负极的电极反应为CH3OH＋8OH－－6e－===CO2－3＋6H2O
C．标准状况下，通入5.6 L O2并完全反应后，有0.5 mol电子转移
D．放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低
9．目前人们正在研究开发一种高能电池——钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，
以Na＋导电的β­Al2O3陶瓷为固体电解质，反应式如下：2Na＋x S 放电
充电Na2S x。

以下说法
中正确的是( )
A．放电时，钠作负极，发生还原反应
B．放电时，钠作正极，硫极发生还原反应
C．若用此电池电解水，当产生标准状况下的O2 1.12 L时，消耗金属钠为4.6 g
D．放电时，正极发生的反应为S2－x－2e－===x S
10．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是( )
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－
②负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
④电池放电后，溶液pH不断升高
A．①②B．①③
C．①④ D．③④
11．铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。

试根据上述情况判断：
(1)蓄电池的负极材料是________。

(2)工作时，正极反应为________________________________________________________________________。

(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。

(5)电流方向从________极流向________极。

12．Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4－SOCl2。

电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为
________________________________________________________________________。

(2)电池正极发生的电极反应为________________________________________________________________________；
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________________________________________________________。

13．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。

有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag ＋2OH－。

根据上述反应式，完成下列题目。

(1)判断下列叙述中正确的是________。

A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式：________________________________________________________________________。

(3)使用时，负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH________，电解质溶液的pH________。

第Ⅲ部分
三、请写出自己在做题过程中发现的问题
4.2限时训练答案
1、【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。

【答案】 C
2、【解析】 “＋”接线柱放电时为原电池正极，充电时与外接电源正极相连，作阳极A 正确。

【答案】 A
3、【解析】 根据总反应中化合价的升降和正极、负极的反应原理，正极反应为5MnO 2
＋2e －===Mn 5O 102－，负极反应为2Ag ＋2Cl －－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。

【答案】 B
4、【解析】 因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，故A 错；原电池是将化学能直接转变为电能，所以B 错；氢氧燃料电池负极反应为H 2－2e －===2H ＋
，所以C 正确；太阳能电池的主要材料是硅，D 错。

【答案】 C
5、【解析】 正极反应是氧化剂得电子的反应，A 项错；原电池中，阴离子向负极移动，B 项正确，D 项错；电池提供1 mol 水蒸气，转移的电子的物质的量为2 mol ，C 项错。

【答案】 B
6、【解析】 铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发生还原反应的物质是正极，所以Pb 是负极，PbO 2是正极；在工作时，负极发生的反应是铅失去电子
生成Pb 2＋，Pb 2＋与溶液中的SO 42－生成PbSO 4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等。

在电池制备时，PbSO 4的量是一定的，制成膏状的PbSO 4干燥后安装，说明H 2SO 4不用补充；放电时，H 2SO 4被消耗，溶液中的H 2SO 4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。

【答案】 A
7、【解析】 A 选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反应：LaNi 5H 6＋6NiO(OH)===LaNi 5＋6Ni(OH)2，储氢合金是还原剂，作原电池的负极。

B 选项，充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极。

C 选项，充电时阴极：LaNi 5＋6H 2O ＋6e －
===LaNi 5H 6＋6OH －，所以充电时阴极周围c (OH －)应该增大，C 选项错误。

D 选项正确。

【答案】 C
8、【解析】 从电池反应可知，CH 3OH 为原电池的负极，A 选项错误；正极反应为：O 2＋2H 2O
＋4e －===4OH －
，标准状况下，5.6 L O 2为0.25 mol ，转移电子为
1 mol ，C 选项错误；从正极反应可以看出，正极附近溶液OH －浓度增大，pH 升高，D 选项错误。

【答案】 B
9、【解析】 放电时为原电池装置，钠作负极，发生氧化反应，硫极作正极，发生还原反应，A 、B 、D 均不正确。

若用此电池电解水，当阳极产生标准状况下的气体为 1.12 L O 2时，则转移的电子的物质的量为n (e －)＝4n (O 2)＝4×0.05 mol ＝0.2 mol ，则消耗金属钠的质量为m (Na)＝0.2 mol ×23 g·mol －1＝4.6 g ，故C 项正确。

【答案】 C
10、【解析】 CH 4在铂电极上发生类似于CH 4在O 2中燃烧的反应，即CH 4CO 2，严格讲生成的CO 2还会与KOH 反应生成K 2CO 3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH 4
＋10OH －－8e －===CO 32－＋7H 2O,1 mol CH 4参加反应有8 mol e －发生转移，O 2在正极上发生反
应，获得电子，电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －。

虽然正极产生OH －。

负极消耗OH －，但从总反应CH 4＋2O 2＋2KOH===K 2CO 3＋3H 2O 可看出是消耗KOH ，所以电池放电时溶液的pH 不断下降，故①②正确，③④错误。

【答案】 A
11、【解析】 蓄电池工作时，起原电池作用，题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面。

根据原电池原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以Pb 为负极；正极发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知，PbO 2是氧化剂，即正极反应：PbO 2＋SO 42－＋4H ＋＋2e －===PbSO 4＋2H 2O ；从正极反应或电池的总反应可知H 2SO 4参加了反应，H ＋转变成H 2O ，所以溶液pH 增大；原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。

【答案】 (1)Pb
(2)PbO 2＋SO 42－＋4H ＋＋2e －===PbSO 4＋2H 2O
(3)增大 (4)负 (5)正 负
12、【解析】 (1)分析反应的化合价变化，可得Li 为还原剂(作负极)，失电子：Li －e －===Li ＋。

(2)SOCl 2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物：Cl －、S 、SO 2。

(或用总反应减去负极反应)。

(3)题中已给出信息：碱液吸收时的产物是Na 2SO 3和NaCl ，则没有碱液吸收时的产物应为SO 2和HCl ，进而推出现象。

【答案】 (1)Li Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
(4)因为构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应
13、【解析】 (1)由正、负电极反应式可知：Zn电极为负极，发生氧化反应，负极区pH 减小，Ag2O为正极，发生还原反应，正极区pH增大；使用时电子由Zn极流向Ag2O极，正、负极反应式相加可得总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，故电解质KOH未被消耗，电解质溶液的pH不变。

【答案】 (1)C
(2)Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
(3)减小增大不变
四、。