2021-2022年高中化学第四章电化学基础4.2化学电源b测试新人教版

2021-2022年高中化学第四章电化学基础4.2化学电源b测试新人教版
基础中档稍难常见的化学电源1、2
4、6、9
电极方程式的书写3、5 7、8、10
综合提升11 12
解析：本题考查电化学，意在考查电极反应式的书写、电子转移情况和溶液中离子的移动情况。

电池的正极得电子，A项错误；阳离子向正极移动，C项错误；Ag化合价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，D项错误。

答案：B
6．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即可构成CH4燃料电池。

已知通入CH4一极的电极反应式是CH4＋10OH－===CO2－3＋7H2O＋8e－；通入O2一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

下列有关叙述中，不正确的是( )
A．通入CH4的电极为负极
B．正极发生氧化反应
C．溶液中的OH－向负极移动
D．工作一段时间后应补充KOH
解析：该燃料电池正极发生还原反应，B不正确。

根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应，通入CH4的电极为负极，A正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极，C 正确；该电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O，工作时消耗KOH，D正确。

答案：B
7．某化学小组构想将汽车尾气中的NO、NO2转化为重要的化工原料HNO3，其原理如图所示，其中A、B为多孔材料。

下列说法正确的是( )
A．通入含NO、NO2的汽车尾气的一极为电池的正极
B．电池工作时，H＋向A极移动
C．当有11.2 L O2参加反应，电路中转移2 mol 电子
D．A极发生的反应之一：NO2－e－＋H2O===2H＋＋NO－3
解析：本题主要考查了原电池知识，意在考查考生的理解能力和判断能力。

通入汽车尾气的一极为电池的负极，A项错误；电池工作时，阳离子向正极移动，B项错误；未指明氧气所处的状态，无法计算其物质的量，故电路中转移电子的物质的量也无法计算，C项错误；D项正确。

答案：D
TiO2
8．TiO2在光照射下可使水分解：2H2O=====
2H2↑＋O2↑，该过程类似植物的光合作用。

光
下图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。

下列叙述正确的是( )
A．该装置可以将光能转化为电能，同时也能将其转化为化学能
B．TiO2电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．该装置工作时，电流由TiO2电极经R流向铂电极
D．该装置工作时，TiO2电极附近溶液的pH变大
解析：该装置光分解水是将光能转化为化学能，发生氧化还原反应生成氢气和氧气，电子的转移经过R，又将化学能转化为电能；铂电极上生成氢气的反应为2H＋＋2e－===H2↑；TiO2电极上生成氧气的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以TiO2电极附近溶液的pH减小；电子由TiO2电极经R流向铂电极，电流流动方向相反。

答案：A
9．飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。

通入的气体由空隙中逸出，并在电极表面放电，总反应式为2H2＋O2===2H2O。

(1)以KOH溶液为电解质构成燃料电池，则负极通入____________，电极反应式为____________，正极通入____________，电极反应式为____________。

(2)如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式负极为____________，正极为____________。

(3)如把KOH溶液改为熔融氧化物(ZrO2和Y2O3)作电解质则电极反应式负极为____________，正极为____________。

解析：根据原电池的反应原理，氢氧燃料电池总反应式为2H2＋O2===2H2O，因原电池负极被氧化，正极被还原，即H2被氧化，通入H2的电极为负极；O2被还原，即通入O2的电极为正极。

答案：(1)H22H2＋4OH－－4e－===4H2O O2O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(3)2H2－4e－＋2O2－===2H2O O2＋4e－===2O2－
10．请仔细观察下列四种装置的构造示意图，完成下列问题。

图1 锌锰电池
图2 碱性锌锰电池
图3 铅—硫酸蓄电池
图4 锌银纽扣电池
(1)碱性锌锰电池的总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，则负极的电极反应式：______________________________________________。

(2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好，放电电流大。

试从影响反应速率的因素分析其原因是______________________。

(3)铅—硫酸蓄电池放电过程中，H2SO4浓度________(填“变大”“变小”或“不变”)，充电时阴极的电极反应式为____________________。

(4)锌银纽扣电池在工作过程中________(填物质名称)被还原。

解析：本题考查了电化学知识，意在考查考生对电化学知识的掌握情况。

(1)原电池的负极发生氧化反应，根据元素化合价变化知锌失电子，负极的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。

(2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大。

(3)铅蓄电池在放电过程中消耗硫酸，所以硫酸浓度变小，充电时阴极PbSO4得电子生成Pb，发生反应PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4。

(4)锌银纽扣电池中锌作负极，氧化银作正极，正极发生还原反应，即氧化银被还原。

答案：(1)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
(2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大(合理答案均可)
(3)变小PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4
(4)氧化银
11．原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答下列问题：
(1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。

肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。

肼—空气燃料电池放电时，正极的电极反应式是__________________________；负极的电极反应式是______________________。

(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。

试写出该电池的正极反应式________________________________。

(3)请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。

请画出实验装置图并写出电极反应式。

______________________________________________________。

解析：(1)氧气在正极上发生还原反应生成氢氧根离子，肼在负极上被氧化转化为无污染的氮气和H2O。

(2)相当于氮气和氢气先合成氨，然后结合盐酸生成氯化氨。

(3)三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池证明该结论。

答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
(2)N2＋8H＋＋6e－===2NH＋4
(3)
正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
负极反应：Cu－2e－===Cu2＋
12．某化学兴趣小组为了探索Al电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向
1 Mg Al 稀盐酸偏向Al
2 Al Cu 稀盐酸偏向Cu
3 Mg Al NaOH溶液偏向Mg
(1)实验1、2的Al所作的电极是否相同？________，由此说明在原电池中金属铝作正极还是负极与________有关。

(2)写出实验2中的电极反应式和电池总反应方程式。

铝电极
铜电极
电池总反应
______________________________________________________。

(4)实验3的结果引起了兴趣小组的重视，他们以Al、Zn为电极材料，浓硝酸为电解质溶液组成了一套装置，请结合实验3的结果推断电流计指针的偏转方向应为________，原因是________________________________________________________________________。

(5)根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是负极受到哪些因素的影响？_________________________________ _______________________________________。

解析：实验1中Mg活泼，故Mg作负极；实验2中Al活泼，故Al作负极；实验3中Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极；新加实验中Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极。

答案：(1)不相同'电极材料的活泼性
(2)Al－3e－===Al3＋
2H＋＋2e－===H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)负极因为Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极
(4)偏向Al Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极，电流计指针偏向铝
(5)与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关H34345 8629 蘩33367 8257 艗23267 5AE3 嫣22820 5924 夤€S VD t25861 6505 攅29518 734E 獎C。