人教版高中化学选修四配套同步练习：第四章-第二节-化学电源-Word版含答案.doc

人教版高中化学选修四配套同步练习：第四章-第二节-化学电源-Word版含答案

第二节化学电源

[目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。

一、化学电池

化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。

二、常用电池

1．一次电池

碱性锌锰电池锌银电池

电池结构

负极：Zn

正极：MnO2

电解质溶液：

负极：Zn

正极：Ag2O

电解质溶液：

2.二次电池

应＋2H2O(l)

负极

Pb(s)＋SO2－4(aq)

－2e－

===PbSO4(s)

2H2－4e－===4H＋总反应式

Pb(s)＋PbO2(s)＋

2H2SO4(aq)===2

PbSO4(s)＋

2H2O(l)

2H2＋

O2===2H2O

知识点一化学电池

1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2

下列说法中，错误的是()

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为

MnO 2＋2H 2O ＋2e －===Mn(OH)2＋2OH －

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0.2 mol 电子，锌的质

量理论上减少6.5 g

答案 C

解析 本题要求利用原电池的原理，分析碱

性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A 正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C 错误；由电子守恒知D 项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B 正确。

2．某新型可充电电池，能长时间保持稳定

的放电电压。该电池的总反应式为3Zn ＋2K 2FeO 4＋8H 2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋

4KOH ，以下说法不正确的是( )

A ．放电时负极反应式为Zn －2e －＋2OH

－放电

充电

===Zn(OH)2

B．放电时正极反应式为FeO2－4＋4H2O＋3e －===Fe(OH)3＋5OH－

C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

D．充电时阳极附近的溶液的碱性减弱

答案 C

解析选项A，放电时，在碱性条件下，Zn 失去电子为电池的负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；选项B，根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeO2－4＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；选项C，放电时，K2FeO4被还原；选项D，充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗OH－，导致阳极附近的溶液的碱性减弱。

3．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚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＋

2H 2O PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 下列对铅蓄电池的说法错误的是( )

A ．需要定期补充硫酸

B ．工作时铅是负极，PbO 2是正极

C ．工作时负极上发生的反应是Pb －2e －

＋

SO 2－4===PbSO 4 D ．工作时电解质的密度减小

答案 A

解析 铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb

是负极，PbO 2是正极，负极发生的反应是Pb 失去电子生成Pb 2＋，Pb 2＋与溶液中的SO 2－4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，干燥后再安装，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。

知识点二 燃料电池

4．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—

放电

充电

氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(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均不参与电极反应。

下列判断正确的是()

A．有O2参加反应的a极为电池的负极

B．b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O

C．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．该电池的总反应式为2H2＋O2=====

高温

2H2O

答案 D

解析因为电子从b电极流向a电极，所以b电极为负极，H2在该极发生氧化反应；a电极

为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应式为H2－2e－===2H＋，正极

电极反应式为1

2O2＋2e

－===O2－，则电池总反应

式为2H2＋O2=====

高温2H2O。

5．有位科学家说：“甲烷是21世纪的新燃料。”甲烷作为燃料的用途之一就是用于制作燃料电池。有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。以下判断错误的是()

A．电池正极发生的反应：O2＋4e－===2O2－

B．电池负极发生的反应：CH4＋4O2－－8e －===CO2＋2H2O

C．固体电解质里的O2－的移动方向：由正极流向负极

D．向外电路释放电子的电极：正极(即电子