2019-2020学年高中化学课时作业12化学电源含解析苏教版必修2

2019-2020学年高中化学课时作业12化学电源含解析苏教版必修2

课时作业12　化学电源 6‎ 基础巩固 ‎1．(双选)下列关于充电电池的叙述，不正确的是(　　)‎ A．充电电池又叫二次电池 B．充电电池可以无限制地反复充电、放电 C．废弃的镍镉电池可以随意丢弃也不会污染环境 D．较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放 解析：充电电池可循环使用，但充、放电次数仍有限制，有一定的使用寿命，B项错误；镍镉电池含有重金属离子、酸、碱等，随意丢弃对生态环境和公众健康危害很大，故应对废电池进行集中处理，不能随意丢弃，C项错误。‎ 答案：BC ‎2．人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：2Zn＋2OH－－2e－===2ZnO＋H2↑，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，据此判断氧化银是(　　)‎ A．负极，被氧化 B．正极，被还原 C．负极，被还原 D．正极，被氧化 解析：根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属作负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原，故选B。‎ 答案：B ‎3．下列电池工作时，O2在正极放电的是(　　)‎ A．锌锰电池 B．氢燃料电池 ‎ ‎ C．铅蓄电池 D．镍镉电池 解析：氢氧燃料电池中O2在正极参与反应。‎ 答案：B ‎4．(2019年高考·天津卷)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是(　　)‎ 6‎ A. 放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－‎ B. 放电时，溶液中离子的数目增大 C. 充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02mol I－被氧化 D. 充电时，a电极接外电源负极 解析：放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，充电时，阳极反应式为Br－＋2I－－2e－===I2Br－、阴极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，放电时，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过交换膜，据此分析解答。A.放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，故A正确；B.放电时，正极反应式为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，溶液中离子数目增大，故B正确；C.充电时，b电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br－＋2I－－2e－===I2Br－，有0.02mol I－失电子被氧化，故C正确；D.充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误。‎ 答案：D ‎5．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2为电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－===Zn2＋，2MnO2＋2NH4＋＋2e－===2MnOOH＋2NH3↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断下列结论正确的是(　　)‎ A．锌为正极，碳为负极 B．锌为负极，发生还原反应 C．工作时，电子由碳极经外电路流向锌极 D．长时间连续使用，糊状物可能会流出并腐蚀用电器 解析：根据题给反应可知，负极为Zn失电子发生氧化反应，正极为碳，A、B项错误；在外电路，电子从负极流向正极，即由Zn流向碳棒，C项错误；长时间连续使用该原电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而生成H2O，糊状物也越来越稀，故很可能会流出腐蚀用电器，D项正确。‎ 答案：D ‎6．(2019年大连模拟)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：A项，根据电池反应方程式知，Mg元素的化合价升高，Mg作负极，错误；B项，AgCl作正极，错误；C项，KCl属于电解质，能被激活，错误；D项，利用海水作电解质溶液，正确。‎ 6‎ 答案：D ‎7．(2019年湖水襄阳枣阳市鹿头中学期中)我国成功研制出新型“海水电池”。电池反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。下列关于该电池的说法不正确的是(　　)‎ A．铝片作负极 B．海水作为电解质溶液 C．电池工作时O2得到电子 D．电池工作时实现了电能向化学能的转化 解析：根据电池反应可知，Al为负极，电解质溶液为海水，O2在原电池正极参与反应得电子，实现了化学能向电能的转化，故D项错误。‎ 答案：D ‎8．(2019年人大附中月考)电池是人类生产和生活中的重要能量来源。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化为电能 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 解析：锌锰干电池工作一段时间后锌反应质量减轻，碳棒无变化，A项错误；氢氧燃料电池是将化学能转化为电能，B项错误；氢氧燃料电池工作时，H2在负极被氧化发生氧化反应，C项正确；太阳能电池的主要材料是单质硅，而不是二氧化硅，D项错误。‎ 答案：C ‎9．(1)今有2H2＋O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，电极反应式为__________，正极通的应是________，电极反应式为__________________________。‎ ‎(2)若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式正极：________，负极：________。(1)和(2)的电解质不同，反应进行后，其溶液的酸碱性各有什么变化？‎ 答案：(1)H2　2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　2H2－4e－===4H＋‎ ‎(1)pH变小，(2)pH变大 ‎10．(2019年成都市金堂中学期中)科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲烷燃料电池是采用铂作电极催化剂，用KOH作为电池中的电解液，其工作原理的示意图如下：‎ 6‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)甲烷燃料电池的能量转化主要形式是______________．‎ ‎(2)Pt(a)电极是电池的__________极，电极反应式为________；Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为________。‎ ‎(3)电池的总反应方程式为________。‎ ‎(4)如果该电池工作时电路中通过4 mol电子，则消耗的CH4有________mol。‎ 解析：(1)甲烷燃料电池的能量转化主要形式是化学能转变为电能；‎ ‎(2)燃料电池中，电解质溶液呈碱性，所以通燃料的a为负极，燃料失电子发生氧化反应，所以a电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O，Pt(b)电极为正极，发生还原反应，电极方程式为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－；‎ ‎(3)正负极电极反应式相加即得电池反应式为 CH4＋2OH－＋2O2===CO32－＋3H2O；‎ ‎(4)设甲烷的物质的量为x，‎ ‎　　　CH4～8e－‎ ‎ 1 mol 8 mol ‎ x 4 mol ‎1∶8 mol＝x∶4mol x＝0.5 mol。‎ 答案：(1)化学能转化为电能 ‎(2)负　CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O 还原　2O2＋8e－＋4H2O===8OH－‎ ‎(3)CH4＋2OH－＋2O2===CO32－＋3H2O ‎(4)0.5‎ 能力提升 ‎11．铅蓄电池在放电时的电极反应为正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－===PbSO4＋2H2O；负极：Pb＋SO42－－2e－===PbSO4，当有20.7 g Pb发生反应时，消耗硫酸的物质的量为 (　　)‎ A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.05 mol D．0.4 mol 解析：铅蓄电池总反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，从总反应方程式中，可以得出反应20.7 g Pb 0.1 mol消耗H2SO4 0.2 mol，B正确。‎ 答案：B ‎12．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)‎ A．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋‎ B．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋‎ 6‎ C．Li是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO2－‎ D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋‎ 解析：根据电池总反应可知Li化合价升高，被氧化，锂为该电池负极材料，电极反应式为Li－e－===Li＋，正极放电的为MnO2，故A项正确。‎ 答案：A ‎13．(2018年高考·浙江卷)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li＋通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应：O2＋4e－===2O2－‎ D．电池总反应：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH 解析：锂(Li)－空气电池中，锂为负极，发生氧化反应，A项正确；负极的电极反应为4Li－4e－===4Li＋，生成的Li＋向正极移动，B项正确；通入空气的一极为正极，正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C项错误；把正、负极的电极反应相加可得电池总反应：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，D项正确。‎ 答案：C ‎14．(1)铝—空气燃料电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。回答下列问题：‎ ‎①通入空气的电极是________极(填“正”或“负”)。‎ ‎②Al电极是______极(填“X”或“Y”)。‎ ‎③电池总反应为____________(写离子方程式)。‎ ‎(2)Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlClx－SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑(提示：SOCl2与H2O反应)。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组装该电池需在无水、无氧的条件下进行，原因是 ‎__________________________。‎ 解析：(1)电池中Al与O2发生反应：4Al＋3O2===2Al2O3，Al失去电子是负极，O2得到电子是正极，所以通入空气的电极是正极。电子由X极流向Y极，故X为负极，Y为正极，X电极为Al。生成的Al2O3能与KOH溶液反应生成KAlO2，故电池总反应为4Al＋4OH－‎ 6‎ ‎＋3O2===4AlO2－＋2H2O。‎ ‎(2)根据题给总反应方程式，分析反应中化合价变化，Li化合价升高作还原剂，被氧化，作负极；SOCl2中硫元素化合价降低，被还原，SOCl2在正极发生还原反应。该电池的负极材料为Li，电极反应式为Li－e－===Li＋。Li是活泼的金属，易与H2O、O2发生反应，且SOCl2与H2O反应，故组装该电池时应在无H2O、无O2的条件下进行。‎ 答案：(1)①正　②X ‎③4Al＋4OH－＋3O2===4AlO2－＋2H2O ‎(2)①锂　Li－e－===Li＋‎ ‎②锂是活泼金属，易与H2O、O2反应且SOCl2与水反应。‎ 探究创新 ‎15．(2019年湖南省衡阳八中质检一)瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移动。‎ 下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a B．电极b是正极，O2－由电极a流向电极b C．电极a的反应式为：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O D．当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移4 mol 解析：A.电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A错误；B.电极b氧气得电子，生成O2－，而电极a需要O2－作为反应物，故O2－由正极(电极b)流向负极(电极a)，故B错误；C.甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，故C正确；D.1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2－，故当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移2 mol，故D错误；故选C。‎ 答案：C 6‎ 7‎