2018-2019學年高中化學（期末復習備考）每日一題 化學電源（含解析）新人教版選修4.doc

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化學電源 高考頻度：★★★★☆ 難易程度：★★★☆☆ 科學家設計出質子膜H2S燃料電池，實現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質硫。質子膜H2S燃料電池的結構示意圖如圖所示。下列說法不正確的是 A．電極a為電池的負極 B．電極b上發(fā)生的電極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．電路中每流過4 mol電子，在正極消耗44.8 L H2S D．每17 g H2S參與反應，有1 mol H＋經質子膜進入正極區(qū) 【參考答案】C 一次電池：發(fā)生氧化還原反應的物質消耗到一定程度，就不能再使用的電池，如普通鋅錳干電池、鋅銀電池、鋰電池等。 二次電池：放電后可以再充電使活性物質再生，可以多次重復使用的電池，如鉛蓄電池、氫鎳電池等。 燃料電池：能連續(xù)將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能的化學電池，如氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等。 燃料電池電極反應書寫的注意事項 （1）燃料電池的負極是可燃性氣體，失去電子發(fā)生氧化反應；正極多為氧氣或空氣，得到電子發(fā)生還原反應，可根據(jù)電荷守恒來配平。 （2）燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用。 （3）燃料電池的電極反應中，酸性溶液中不能生成OH?，堿性溶液中不能生成H+；水溶液中不能生成O2?，而熔融電解質中O2被還原為O2?。 （4）正負兩極的電極反應在得失電子守恒的前提下，相加后的電池反應必然是燃料燃燒反應和燃燒產物與電解質溶液反應的疊加反應。 1．對于化學電源的敘述正確的是 A．化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高 B．化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位 C．化學電源均是安全、無污染的 D．化學電源即為充電電池 2．以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是 A．該電池能夠在高溫下工作 B．電池的負極反應式為：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋ C．放電過程中，H＋從正極區(qū)向負極區(qū)遷移 D．在電池反應中，每消耗1 mol 氧氣，理論上能生成標準狀況下CO2氣體22.4/6 L 3．我國科學家研發(fā)出一種新型的鋰離子電池，放電時有關離子轉化關系如下圖所示，下列說法正確的是 A．Li＋透過膜除允許 Li＋通過外，還允許H2O分子通過 B．放電時，進入貯罐的液體發(fā)生反應：＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2 C．充電時，鈦電極與外電源的負極相連 D．充電時，電池內部發(fā)生的總反應為 Li＋Fe3＋=== Li＋＋Fe2＋ 4．酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關數(shù)據(jù)如下表所示： 溶解度/(g/100 g水) 溫度/℃ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 回答下列問題： （1）該電池的正極反應式為________________________________________， 電池反應的離子方程式為________________________________________。 （2）維持電流強度為0.5 A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅________g。(已知F＝96 500 Cmol－1) （3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過________分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、________和________，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法為________，其原理是________。 1．【答案】A 【解析】化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率更高，A正確；火力發(fā)電居于人類現(xiàn)階段耗電量的首位，B錯誤；部分廢舊化學電源會引起重金屬污染，C錯誤；化學電源包括一次電池、二次電池、燃料電池等，D錯誤。 2．【答案】B 【解析】由于是微生物燃料電池，則不可能在高溫下工作，A錯誤；放電過程中，H＋從負極區(qū)向正極區(qū)遷移，結合O2－形成H2O，C錯誤；每消耗1 mol O2則轉移4 mol電子，由C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋計算出：轉移4 mol電子則生成1 mol CO2，即標準狀況下體積為22.4 L，D錯誤。 3．【答案】B 【解析】Li＋透過膜只允許Li＋通過，故A錯誤；鈦電極是電池的正極，充電時，應該與外電源的正極相連，故C錯誤；放電時電池總反應為Li＋Fe3＋===Li＋＋Fe2＋，則充電時發(fā)生的總反應為Li＋＋Fe2＋Li＋Fe3＋，故D錯誤。 4．【答案】（1）MnO2＋H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋ （2）0.05 （3）加熱濃縮、冷卻結晶 碳粉 MnOOH 在空氣中加熱 碳粉轉變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2 （2）電流強度為I＝0.5 A，時間為t＝5 min＝300 s，則通過電極的電量為Q＝It＝0.5 A300 s＝150 C，又知F＝96 500 Cmol－1，故通過電子的物質的量為≈0.001 6 mol，則理論上消耗Zn的質量為65 gmol－10.001 6 mol1/2≈0.05 g。 （3）由NH4Cl、ZnCl2的溶解度與溫度的關系可知，相同溫度下，ZnCl2的溶解度遠遠大于NH4Cl，因此從濾液中分離NH4Cl和ZnCl2，可采用加熱濃縮、冷卻結晶的方法。廢電池的糊狀填充物由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成，加水處理后，過濾，濾渣中含有碳粉、MnO2及MnOOH等，欲從中得到較純的MnO2，可采用在空氣中加強熱的方法，碳粉與O2反應生成CO2，MnOOH氧化為MnO2。