高中化學(xué) 4_2 化學(xué)電源隨堂基礎(chǔ)鞏固 新人教版選修4

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化學(xué)電源 1．下列有關(guān)化學(xué)電池的說(shuō)法中正確的是(　　) A．化學(xué)電池只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．燃料電池能將全部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．銀鋅電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng) D．一次電池包括干電池和蓄電池 解析：蓄電池不但可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(放電)，也可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(充電)，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%，但不可能100%轉(zhuǎn)化。蓄電池可重復(fù)使用，屬于二次電池。故正確答案為C。 答案：C 2．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．電池工作時(shí)，鋅失去電子 B．電池正極的電極反應(yīng)式為： 2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq) C．電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極 D．外電路中每通過(guò)0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g 解析：由電池工作時(shí)鋅在負(fù)極失去電子，故A正確；只要能夠理解正極的反應(yīng)物是MnO2，同時(shí)能夠應(yīng)用電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、電荷守恒與元素守恒即可正確地書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式，而本題只要對(duì)其進(jìn)行正誤判斷，因此只要從上述三個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證即可，B選項(xiàng)正確；C中外電路的電子應(yīng)該由負(fù)極流出，流入正極，故C錯(cuò)誤；D中只要根據(jù)簡(jiǎn)單的計(jì)算，即理解每反應(yīng)1 mol Zn，失去2 mol電子，因此D正確。 答案：C 3. 紐扣電池可用于計(jì)算器、電子表等的電源。有一種紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2O，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。關(guān)于該電池的敘述不正確的是(　　) A．使用時(shí)電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極，Zn是負(fù)極 B．使用時(shí)電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極，Ag2O是負(fù)極 C．正極的電極反應(yīng)為Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ D．Zn極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O極發(fā)生還原反應(yīng) 解析：由總方程式可以看出，負(fù)極為Zn，正極為Ag2O，使用時(shí)電子由負(fù)極流向正極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)錯(cuò)誤，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)也正確。 答案：B 4．一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng) B．若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣 C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析：電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子應(yīng)向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性溶液中，正極上的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合正極反應(yīng)，轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)，消耗0.1 mol O2，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24 L，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)符合題目要求。 答案：C 5．鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。 下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是(　　) A．電池的電解質(zhì)溶液呈堿性，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe B．電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液的pH降低 D．電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 解析：在鐵鎳蓄電池中，F(xiàn)e作負(fù)極，Ni2O3作正極，由于生成Fe(OH)2，則電解質(zhì)溶液呈堿性，A項(xiàng)正確；電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B項(xiàng)正確；電池充電時(shí)，陰極反應(yīng)為Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，陰極附近溶液的pH升高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由充電時(shí)的總反應(yīng)減去陰極反應(yīng)，可得陽(yáng)極反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 答案：C 6．氫氧燃料電池，電極為多孔鎳，電解質(zhì)溶液為30%的KOH溶液，電池總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) ①負(fù)極質(zhì)量減輕?、谪?fù)極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ③負(fù)極反應(yīng)為2H2＋4OH－－4e－===4H2O?、苷龢O區(qū)pH升高，而負(fù)極區(qū)pH降低?、萑芤褐嘘庪x子移向負(fù)極 A．①③④ B．②③⑤ C．③④⑤ D．④⑤ 解析：根據(jù)電池總反應(yīng)可知：H2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，由于在堿性條件下，所以氫原子失電子后又與OH－反應(yīng)生成水，其電極反應(yīng)為：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，負(fù)極區(qū)OH－濃度降低。O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，氧原子得電子，生成負(fù)二價(jià)的氧，只能以O(shè)H－形式存在，所以其電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正極區(qū)OH－濃度增大，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。綜上所述C正確。 答案：C 7．一種甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)的新型手機(jī)電池，可連續(xù)使用一個(gè)月，其電池反應(yīng)為：2CH3OH＋3O2＋4OH－2CO＋6H2O，則有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，CH3OH參與反應(yīng)的電極為正極 B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通入5.6 L O2并完全反應(yīng)后，有0.5 mol電子轉(zhuǎn)移 D．放電一段時(shí)間后，通入氧氣的電極附近溶液的pH降低 解析：從電池反應(yīng)可知，CH3OH為原電池的負(fù)極，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.6 L O2為0.25 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 mol，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；從正極反應(yīng)可以看出，正極附近溶液OH－的濃度增大，pH升高，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 8．被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)。如圖所示為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒。當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流。試回答下列問(wèn)題： (1)圖中通過(guò)負(fù)載的電子流動(dòng)方向?yàn)開(kāi)_______(填“向左”或“向右”)。 (2)寫(xiě)出氫氧燃料電池工作時(shí)的電極反應(yīng)和總反應(yīng)。 正極：_____________________________________， 負(fù)極：_____________________________________， 總反應(yīng)：____________________________________。 (3)為了獲得氫氣，除了充分利用太陽(yáng)能外，工業(yè)上利用石油產(chǎn)品與水在催化劑作用下制取氫氣。寫(xiě)出C3H8和H2O反應(yīng)生成H2和CO化學(xué)方程式____________________________。 (4)若將此燃料電池改為甲烷—空氣燃料電池，該電池工作時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為_(kāi)_____________________________。 解析：H2在負(fù)極上被氧化，O2在正極上被還原，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，在書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)時(shí)不出現(xiàn)H＋。書(shū)寫(xiě)甲烷—空氣燃料電池的電極反應(yīng)時(shí)，甲烷被O2氧化的產(chǎn)物是CO2，在堿溶液中繼續(xù)反應(yīng)生成CO。 答案：(1)向右　(2)2H2O＋O2＋4e－===4OH－　2H2＋4OH－－4e－===4H2O　2H2＋O2===2H2O　(3)C3H8＋3H2O3CO＋7H2　(4)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O