【高效攻略、逐個擊破】人教版選修4高二化學(xué)章節(jié)驗收《42化學(xué)電源》(共14、版、含答案點撥)

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1、4-2化學(xué)電源 一、選擇題 1．下列有關(guān)電池的說法不對的的是(　　) A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極 答案：B 點撥：二次電池，即可充電電池，因此A項對。B中，在原電池中，活潑金屬Zn是負(fù)極，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反映，因此電子的流向是由負(fù)極(鋅電極)流向正極(銅電極)，B項錯。 2．電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大奉獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的論述對的的是(　　) A．鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(xì) B．氫氧

2、燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? C．氫氧燃料電池工作時氫氣在負(fù)極被氧化 D．太陽能電池的重要材料是高純度的二氧化硅 答案：C 點撥：由于鋅錳干電池中鋅棒為負(fù)極，鋅棒變細(xì)，碳棒不變，A錯；原電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，B錯；氫氧燃料電池負(fù)極反映為H2－2e－===2H＋，C對的；太陽能電池采用硅材料制作，D錯。 3．運用生活中常用的材料可以制作出某些有實際應(yīng)用價值的裝置來，如廢鋁罐和碳棒、食鹽水等材料制作用于驅(qū)動玩具的電池。上述電池工作時，有關(guān)說法對的的是(　　) A．鋁罐將逐漸被腐蝕 B．碳棒上發(fā)生的反映為：O2＋4e－===2O2－ C．碳棒應(yīng)與玩具電機的負(fù)極相連 D．該

3、電池工作一段時間后碳棒的質(zhì)量會減輕 答案：A 點撥：該電池的負(fù)極是Al，工作時鋁將被腐蝕，A對；正極上O2得電子，但不會形成O2－，B錯；碳棒是該電池的正極，與玩具電機正極相連，C錯；碳棒不參與反映，質(zhì)量不會減輕，D錯。 4．(·三明一中高二檢測)氫鎳電池的總反映式是H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2。根據(jù)此反映判斷，下列論述中不對的的是(　　) A．電池放電時，鎳元素被氧化 B．電池充電時，氫元素被還原 C．電池放電時，鎳元素被還原 D．電池放電時，H2在負(fù)極放電 答案：A 點撥：電池放電時，Ni元素化合價減少被還原，A錯，C對；充電時，H元素化合價從＋1→0，化合價減

4、少，被還原，B對；放電時，H元素化合價升高，在負(fù)極被氧化，D對。 5．微型鋰碘電池可用于植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起搏器所用的電源。這種電池中的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)LiI，其中的導(dǎo)電離子是I－。下列有關(guān)說法對的的是(　　) A．正極反映：2Li－2e－===2Li＋ B．負(fù)極反映：I2＋2e－===2I－ C．總反映是：2Li＋I(xiàn)2===2LiI D．金屬鋰作正極 答案：C 點撥：該電池中Li的活潑性強，作負(fù)極，其反映為：2Li－2e－===2Li＋，B、D均錯。正極反映為：I2＋2e－===2I－，A錯。總反映為2Li＋I(xiàn)2===2LiI，C對的。 6．一種新型燃料電池，一極通

5、入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對該燃料電池說法不對的的是(　　) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－移向正極 B．電池的總反映是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O C．通入空氣的一極是正極，電極反映為：O2＋4e－===2O2－ D．通入丁烷的一極是正極，電極反映為：C4H10＋13O2－－26e－===4CO2↑＋5H2O 答案：BC 點撥：該燃料電池中，O2在正極得到電子變成O2－，因此O2－應(yīng)由正極移向負(fù)極，A項錯；丁烷是還原劑，因此通入丁烷的一極應(yīng)是負(fù)極，D項錯。 7．阿波羅號宇宙

6、飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反映為：2H2＋O2===2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反映保持在較高溫度，使水蒸發(fā)，則下列論述中對的的是(　　) A．此電池能發(fā)出藍(lán)色火焰 B．H2為正極，O2為負(fù)極 C．工作時，電解質(zhì)溶液的pH不斷減小 D．電極反映為：負(fù)極2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 答案：D 點撥：氫氧燃料電池在放電時，氫氣和氧氣在鉑的催化下反映，并不燃燒；根據(jù)氫氣和氧氣在反映中化合價的變化，可以擬定氫氣在負(fù)極上反映，而氧氣在正極上反映；電極反映式為：負(fù)極2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正極O2＋2H2O＋4e

7、－===4OH－，總反映2H2＋O2===2H2O；由于反映生成的水蒸發(fā)，因此KOH溶液的濃度保持不變，故整個溶液的pH保持不變。 8．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解液為H2SO4溶液，工作時的反映為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列結(jié)論對的的是(　　) A．Pb為正極，被氧化 B．溶液的pH不斷減小 C．SO離子濃度不變 D．電解質(zhì)溶液密度不斷減小 答案：D 點撥：蓄電池工作時相稱于原電池，Pb作負(fù)極，被氧化，A錯。H2SO4不斷被消耗，pH增大，B錯。SO在正、負(fù)極上生成PbSO4，SO離子濃度減小，C錯。消耗H2SO4，密度不斷減小，D

8、對的。 9．將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，即可構(gòu)成CH4燃料電池。已知通入CH4一極的電極反映式是：CH4＋10OH－===CO＋7H2O＋8e－；通入O2一極的電極反映式是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。下列有關(guān)論述中，不對的的是(　　) A．通入CH4的電極為負(fù)極 B．正極發(fā)生氧化反映 C．溶液中的OH－向負(fù)極移動 D．工作一段時間后應(yīng)補充KOH 答案：B 點撥：該燃料電池正極發(fā)生還原反映，B不對的。根據(jù)題中電極反映式知CH4發(fā)生氧化反映，通入CH4的電極為負(fù)極，A對的；原電池工作時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(fù)極，C對的；該電池總反映為CH4

9、＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，工作時消耗KOH，D對的。 10．(·典型習(xí)題選萃)鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，且鎂電池放電時電壓高而平穩(wěn)，越來越成為人們研制綠色電池的關(guān)注焦點。其中一種鎂充電電池的反映。為：MgxMo3S4xMg＋Mo3S4 下列有關(guān)鎂充電電池的說法錯誤的是(　　) A．放電時，Mg2＋向正極遷移 B．放電時的正極反映為：Mo3S－2xe－===Mo3S4 C．充電時，電池的負(fù)極接外電源的負(fù)極 D．放電時，負(fù)極反映為：Mg－2e－===Mg2＋ 答案：B 點撥：放電時正極得電子，發(fā)生還原反映，電極反映式為Mo3S4＋2xe－===Mo3S，

10、B項錯。原電池工作時，電池內(nèi)部陽離子移向正極，A對的。負(fù)極放電時失電子被氧化，D對的。充電時得電子被還原，應(yīng)與外接電源負(fù)極相連，C對的。 11．有關(guān)下圖所示的原電池，下列說法對的的是(　　) A．電子從鋅電極通過電流計流向銅電極 B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移 C．鋅電極發(fā)生還原反映，銅電極發(fā)生氧化反映 D．銅電極上發(fā)生的電極反映是2H＋＋2e－===H2↑ 答案：A 點撥：圖示原電池中，Zn為負(fù)極發(fā)生氧化反映，Cu為正極發(fā)生還原反映，故A項對的，C項錯；原電池工作時，ZnSO4溶液中的Zn2＋濃度增大，因此鹽橋中的陰離子向ZnSO4溶液中遷移，B項錯；銅電極上發(fā)生的反

11、映是Cu2＋＋2e－===Cu，D項錯。 12．電動自行車由于靈活、快捷、以便，已成為上班族的重要代步工具，其電源常采用鉛蓄電池。反映原理為： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。 根據(jù)此反映判斷下列論述錯誤的是(　　) A．放電時負(fù)極反映為：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s) B．充電時與電源的正極相連的電極發(fā)生氧化反映 C．放電時，電解液的密度增大 D．充電時，電解液的pH減小 答案：C 點撥：鉛蓄電池放電時負(fù)極發(fā)生氧化反映，且鉛失去電子后生成的鉛離子與溶液中的硫酸根離子結(jié)合成硫酸鉛，A對的；正極放電時發(fā)

12、生還原反映，充電時則發(fā)生氧化反映，B對的；放電時，消耗硫酸，電解質(zhì)溶液密度減小，C不對的；充電時又生成硫酸，電解液的pH減小，D對的。 13．美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻省理工大學(xué)共同成功研制了用于潛航器的鎂－過氧化氫燃料電池系統(tǒng)。其工作原理如圖所示。如下說法中錯誤的是(　　) A．電池的負(fù)極反映為：Mg－2e－===Mg2＋ B．電池工作時，H＋向負(fù)極移動 C．電池工作一段時間后，溶液的pH增大 D．電池總反映是：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 答案：B 點撥：該電池中鎂為還原劑，作為負(fù)極，A對；電池工作時，陽離子移向正極，B錯；電池工作過程為Mg＋H2O2＋2

13、H＋===Mg2＋＋2H2O，該過程中不斷消耗氫離子，溶液的pH增大，C、D對。 二、非選擇題 14．氯鋁電池是一種新型的燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，試回答問題： (1)通入氯氣的電極是________極(填“正”或“負(fù)”)，電極反映式為：_________________________________________________。 (2)加入鋁的電極是________極(填“正”或“負(fù)”)，電極反映式為：_________________________________________________。 (3)電子從________極流向________極(填“Al”或

14、“Cl2”)。 答案：(1)正　3Cl2＋6e－===6Cl－ (2)負(fù)　2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O (3)Al　Cl2 點撥：根據(jù)Cl2和Al的反映方程式：3Cl2＋2Al===2AlCl3可知，鋁易失電子被氧化，為負(fù)極，但電解液為KOH溶液，故負(fù)極反映為：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O，Cl2易得電子被還原，為正極，電極反映為3Cl2＋6e－===6Cl－。在外電路中電子從負(fù)極(鋁極)流出沿導(dǎo)線流向正極(Cl2極)。 15．燃料電池是運用燃料(如CO、H2、CH4等)與氧氣反映，將反映產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，一般用氫氧化鉀作為電解質(zhì)溶

15、液。完畢下列有關(guān)甲烷(CH4)燃料電池的填空： (1)甲烷與氧氣反映的化學(xué)方程式為：_____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 (2)已知燃料電池的總反映式為CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，電池中有一極的電極反映式為CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，這個電極是燃料電池的________(填“正極”或“負(fù)極”)，另一種電極上

16、的電極反映式為：_______________________ _________________________________________________。 (3)隨著電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (4)一般狀況下，甲烷燃料電池的能量運用率________(填“不小于”、“不不小于”或“等于”)甲烷燃燒的能量運用率。 答案：(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O (2)負(fù)極　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)減小　(4)不小于 點撥：燃料電池和原電池同樣，氧化還原反映中的還原劑作為負(fù)極，反映為CH4＋10

17、OH－－8e－===CO＋7H2O；氧化劑作為正極，電極反映式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－；由電池反映式可知反映過程中消耗氫氧化鉀，因此，隨著電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性將削弱；燃料電池的能量運用率(80%)比燃料燃燒的能量運用率(30%)高。 16．(·試題調(diào)研)微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反映為：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 根據(jù)上述反映式，做下列題目。 (1)判斷下列論述中對的的是________。 A．在使用過程中，電解質(zhì)

18、KOH被不斷消耗 B．使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極 C．Zn是負(fù)極，Ag2O是正極 D．Zn電極發(fā)生還原反映，Ag2O電極發(fā)生氧化反映 (2)寫出電池的總反映式：________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________。 (3)使用時，負(fù)極區(qū)的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，正極區(qū)的pH________，

19、電解質(zhì)溶液的pH________。 答案：(1)C　(2)Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag (3)減小　增大　不變 點撥：(1)由兩電極反映相加得電池總反映式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，由總反映式知，在使用過程中KOH不被消耗，A錯；由電極反映式，可知Zn是負(fù)極，發(fā)生氧化反映，Ag2O是正極，發(fā)生還原反映，電子由Zn極流向Ag2O極。C對，B、D均錯。 (3)電解質(zhì)溶液為KOH溶液，使用時，負(fù)極區(qū)消耗OH－，pH減??；正極區(qū)產(chǎn)生OH－，pH增大，消耗和產(chǎn)生的量相等，H2O的量不變，電解質(zhì)溶液的pH不變。 17．科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國已籌劃

20、將甲醇燃料電池用于軍事目的。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同步向一種電極通入空氣。 回答問題： (1)這種電池放電時發(fā)生的化學(xué)反映方程式是： _____________________________________________________。 (2)此電池的正極發(fā)生的電極反映式是______________________ __________________________________________________； 負(fù)極發(fā)生的電極反映式是___________、_________________。 (3)電

21、解液中的H＋向________極移動；向外電路釋放電子的電極是________。 (4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多長處，其中重要有兩點：一方面是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，另一方面是______ ________________________________________________________。 答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O (2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋ (3)正　負(fù)極　(4)對環(huán)境無污染 點撥：甲醇燃料電池實質(zhì)就是運用CH3OH燃料在氧氣中反映來

22、提供電能。CH3OH在負(fù)極發(fā)生氧化反映，電極反映式為2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋；氧氣在正極反映：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，兩反映式相加即得總反映式。在電池中，負(fù)極釋放出電子移動到正極上，故向外電路釋放電子的電極為負(fù)極。在原電池的內(nèi)電路中，陽離子向正極移動，故H＋向正極移動。甲醇反映產(chǎn)物為CO2和H2O，對環(huán)境無污染。 18．(·典型習(xí)題選萃)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。 請回答： (1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化重要形式是____________

23、____，在導(dǎo)線中電子流動方向為________________(用a、b表達(dá))。 (2)負(fù)極反映式為_____________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的因素為____________________________。 (4)該電池工作時，H2和O2持續(xù)由外部供應(yīng)，電池可持續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是核心技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ①反映Ⅰ中的還原劑是________，反映Ⅱ中的氧化劑是_____。 ②已知LiH固體密度為0.

24、82 g·cm－3，用鋰吸取224 L(原則狀況)H2，生成的LiH體積與被吸取的H2體積比為_______________。 ③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為_________mol。 答案：(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮蒩到b (2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O (或H2＋2OH－－2e－===2H2O) (3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反映速率 (4)①Li　H2O?、?或8.71×10－4)?、?2 點撥：(1)氫氧燃料電池中，負(fù)極通H2，正極通O2，因此導(dǎo)線中電子由a到

25、b。 (2)負(fù)極H2被氧化，寫電極反映式時要注意電解質(zhì)溶液的構(gòu)成。 (3)本題考察讀題能力，鉑粉作用在題設(shè)中有闡明。 (4)②2Li＋H22LiH 22.4 L 16 g 吸取224 L H2時，生成的LiH的質(zhì)量為160 g，LiH體積與被吸取的H2體積比為： 224 L＝11 148 ③LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ 8 g 1mol 160 g LiH與H2O作用生成20mol H2，H2完全被氧化失40mol電子，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為40mol×80%＝32mol。

26、 氫氧燃料電池中的電極反映 氫氧燃料電池的負(fù)極上發(fā)生的是氫氣被氧化為H＋的反映，如果該反映是在堿性條件下進(jìn)行的，生成的H＋瞬即與溶液中大量存在的OH－結(jié)合生成水。因此，實際發(fā)生的電極反映為： H2＋2OH－―→2H2O＋2e－ 如果在酸性條件或中性條件下，電極反映為： H2―→2H＋＋2e－ 類似地，在氫氧燃料電池的正極，氧氣中氧元素被還原為－2價。一般狀況下，－2價的氧原子在水溶液中不能獨立存在，它只能存在于含氧化合物中。在氫氧燃料電池中，－2價的氧原子則只能存在于水分子和OH－中。如果是酸性條件，還原產(chǎn)生的－2價的氧原子與周邊的H＋結(jié)合生成水，電極反映為： O2＋4H＋＋4e－―→2H2O 如果反映條件為中性或堿性，－2價的氧原子重要存在于OH－中，因此電極反映為： O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ 由此可見，書寫電極反映式時，除了應(yīng)當(dāng)考慮反映前后有電子轉(zhuǎn)移的元素的原子得失電子的狀況外，還必須考慮這些元素形成的物質(zhì)在溶液中的重要存在形式。