【同步测控 优化设计】高二人教版化学选修四练习：4.2化学电源 Word版含答案[ 高考]

第二节化学电源

A组

1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展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.原电池反应均是自发的氧化还原反应

B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化

C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置

D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加

解析:原电池反应中的能量变化是将化学能转化为电能,必须是自发的氧化还原反应,A项正确,C项错误;氢氧燃料电池中,H2发生氧化反应,在负极被氧化,B项错误;铅蓄电池放电过程中总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),生成物PbSO4附着在两电极上使正、负极质量增加,D项错误。

答案:A

2.废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。其首要原因是()

A.为了利用电池外壳的金属材料

B.防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D.回收其中的石墨电极

解析:废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染,必须进行集中处理。答案:B

3.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是()

A.锌外壳是负极,石墨棒是正极材料

B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳

C.电流从锌流到石墨棒上

D.在电池内部阳离子从石墨棒向锌片移动

解析:在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨棒是正极,在外电路中电子从锌外壳流向石墨棒,电流的方向与电子的流向相反,电池内部,阳离子向正极石墨棒移动,故A正确,B、C、D错误。

答案:A

4.锂电池是一种新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是()

A.Li是正极,电极反应为Li-e-Li+

B.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+

C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-Mn

D.Li是负极,电极反应为Li-2e-Li2+

解析:由总反应O2O2可知,锂元素在反应后化合价升高(0→+1),锰元素在反应后化合

价降低(+4→+3)。Li被氧化,在电池中作负极,电极反应为Li-e-Li+,MnO2在正极上反应,电极反应为MnO2+e-Mn。

答案:B

5.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2。下列该电池的电极反应,正确的是()

A.负极反应为Zn-2e-Zn2+

B.负极反应为Zn+2H2O-2e-Zn(OH)2+2H+

C.正极反应为2MnO2+2H++2e-2MnOOH

D.正极反应为2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-

解析:在书写碱性电池的电极反应式时,电极反应式中不能出现H+。在碱性电池中,负极Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH-结合生成Zn(OH)2。

答案:D

6.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂,在200 ℃左右时供电,电池总反应式为

C2H5OH+3O22CO2+3H2O,电池示意图如下,下列说法中正确的是()

A.电池工作时,质子向电池的负极迁移

B.电池工作时,电流由b极沿导线流向a极

C.a极上发生的电极反应是C2H5OH+3H2O+12e-2CO2+12H+

D.b极上发生的电极反应是2H2O+O2+4e-4OH-

解析:通入乙醇的一极(a极)为负极,发生氧化反应;通入氧气的一极(b极)为正极,发生还原反应。电池工作时,阳离子(质子)向电池的正极迁移,选项A不正确;电流方向与电子流向相反,电流由b极沿导线流向a极,选项B正确;a极上乙醇应该失电子被氧化,所以选项C 不正确;因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂,所以电极反应式中不能出现OH-,选项D不正确。

答案:B

7.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为

CH3CH2OH-4e-+H2O CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是()

A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动

B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气

C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O

D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH-

解析:A项,检测时,电解质溶液中的H+移向正极;B项,若反应中有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗的O2体积为 2.24 L;D项,电解质溶液呈酸性,正极上发生的反应为O2+4H++4e-2H2O。

答案:C

8.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为

2AgCl+Mg Mg2++2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是()

A.Mg为电池的正极

B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-

C.不能被KCl溶液激活

D.可用于海上应急照明供电

解析:由电池总反应知Mg为负极,电极反应为Mg-2e-Mg2+,正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-。海水中含大量电解质,所以可以被KCl溶液激活。可用于海上应急照明供电。

答案:D

9.镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应如下:

Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2

请回答下列问题:

(1)上述反应式中左边物质的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。

(2)放电时负极发生反应的物质是,正极的电极反应式为。

(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理,最主要的原因是。

解析:(1)原电池放电时对外释放能量,故反应物的总能量大于生成物的总能量。(2)分析元素化合价的变化,推知该电池放电时Cd失电子,作电池的负极,NiOOH得到电子,作正极,正极电极反应式为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-。(3)镉镍废旧电池中残留Cd2+、Ni2+等重金属离子易对土壤和水源造成污染。

答案:(1)大于

(2)Cd NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-

(3)防止废旧电池中残留的镍、镉离子污染土壤和水源

10.(1)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是。电池工作时,电子流向(填“正极”或“负极”)。若ZnCl2-NH4Cl 混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是。

(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na+x S Na2S x,正极的电极反应式为。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是。与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。

解析:(1)负极是失电子的一极,Zn所失电子由负极经外电路流向正极。锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)正极上是S得到电子发生还原反应:x S+2e-;要形成闭合回路,M必须是能使离子在其中定向移动的,故M的两个作用是导电和隔膜;假设消耗的质量都是207 g,则铅蓄电池能提供的电子为2 mol,而钠硫电池提供的电子为mol,故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的4.5倍。

答案:(1)Zn(或锌)正极锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀

(2)x S+2e-离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5

B组

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。关于该电池的叙述正确的是()

A.该电池能够在高温下工作

B.电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+

C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移

D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体L