2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專(zhuān)題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時(shí) 化學(xué)電源課后達(dá)標(biāo)檢測(cè) 蘇教版選修4.doc

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第2課時(shí) 化學(xué)電源 課后達(dá)標(biāo)檢測(cè) [基礎(chǔ)鞏固] 1．下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A．鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì) B．氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化 C．太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 D．氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 解析：選B。選項(xiàng)A，鋅錳干電池工作后碳棒粗細(xì)不變，錯(cuò)誤。選項(xiàng)B，氫氧燃料電池工作時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，H2－2e－===2H＋或H2－2e－＋2OH－===2H2O，正確。選項(xiàng)C，太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的硅，錯(cuò)誤。選項(xiàng)D，氫氧燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，錯(cuò)誤。 2．下列關(guān)于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的四種裝置的說(shuō)法正確的是(　　) A．電池Ⅰ中鋅是正極 B．電池Ⅱ是一次電池 C．電池Ⅲ工作時(shí)，氫氣發(fā)生還原反應(yīng) D．電池Ⅳ工作時(shí)，電子由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向碳棒 解析：選D。電池Ⅰ中鋅是負(fù)極，銅是正極，A錯(cuò)誤；電池Ⅱ?yàn)殂U蓄電池，屬于二次電池，B錯(cuò)誤；電池Ⅲ為氫氧燃料電池，H2在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)誤；電池Ⅳ為鋅錳干電池，鋅為負(fù)極，碳棒為正極，電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，D正確。 3．(2018大慶高二檢測(cè))鈕扣電池的兩極材料分別為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。放電時(shí)兩個(gè)電極反應(yīng)分別為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列說(shuō)法中，正確的是(　　) A．鋅是負(fù)極，氧化銀是正極 B．鋅發(fā)生還原反應(yīng)，氧化銀發(fā)生氧化反應(yīng) C．溶液中OH－向正極移動(dòng)，K＋、H＋向負(fù)極移動(dòng) D．在電池放電過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的酸堿性基本保持不變 解析：選A。由電極反應(yīng)式可知Zn作負(fù)極，Ag2O作正極，A正確；Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；溶液中的OH－向負(fù)極移動(dòng)，K＋、H＋向正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；電池的總反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，因電池放電過(guò)程中不斷消耗水，使溶液中c(OH－)增大，D錯(cuò)誤。 4．(2016高考海南卷改編)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．Zn為電池的負(fù)極 B．正極反應(yīng)式為2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變 D．電池工作時(shí)OH－向正極遷移 解析：選A。A.根據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn化合價(jià)只能上升，故為負(fù)極材料，K2FeO4為正極材料，正確；B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極反應(yīng)式為2FeO ＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，錯(cuò)誤；C.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度減小，錯(cuò)誤；D.電池工作時(shí)陰離子OH－向負(fù)極遷移，錯(cuò)誤。 5．鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，且鎂原電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，使鎂原電池越來(lái)越成為人們研制綠色原電池的關(guān)注焦點(diǎn)。其中一種鎂原電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4，在鎂原電池放電時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．Mg2＋向正極遷移 B．Mo3S4得到電子 C．Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng) D．負(fù)極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋ 解析：選C。該原電池反應(yīng)中鎂是還原劑，作原電池的負(fù)極，失去電子，電極反應(yīng)是Mg－2e－===Mg2＋；Mo3S4在反應(yīng)中是氧化劑，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 6．一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(丟棄的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食鹽、氫氧化鈉(化學(xué)藥品店常見(jiàn)試劑)等原料制作的。電池的總反應(yīng)方程式為2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO＋H2O。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．該電池的優(yōu)點(diǎn)是電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換 B．該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的是金屬鋁 C．電極的正極反應(yīng)式為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－ D．當(dāng)有0.1 mol Al完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1.8061023 解析：選D。該電池所用材料都是生活中常見(jiàn)的，電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換，A正確；金屬鋁是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正確；電子只能流經(jīng)導(dǎo)線，不能流經(jīng)電解液，D不正確。 7．執(zhí)法交警最常用的一種酒精檢測(cè)儀的工作原理示意圖如圖所示，其反應(yīng)原理為CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，被測(cè)者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應(yīng)產(chǎn)生微小電流，該電流經(jīng)電子放大器放大后在液晶顯示屏上顯示其酒精含量。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)極上的電極反應(yīng)式為CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋ B．電解質(zhì)溶液中的H＋移向a電極 C．b為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．呼出氣體中酒精含量越高，微處理器中通過(guò)的電流越小 解析：選A。根據(jù)電池反應(yīng)方程式和電解質(zhì)溶液的酸堿性知，a為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，A項(xiàng)正確；b為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液中的H＋移向b電極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；呼出氣體中酒精含量越高，參與反應(yīng)的乙醇越多，微處理器中通過(guò)的電流越大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．一種新型燃料電池，一極通入空氣，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(duì)該燃料電池說(shuō)法正確的是(　　) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極 B．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O C．通入空氣的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為O2＋4e－===2O2－ D．電池的總反應(yīng)是2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O 解析：選D。由丁烷與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式(未標(biāo)明條件)：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，可知原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化合價(jià)升高：C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O；原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，化合價(jià)降低：O2＋4e－===2O2－，顯然在熔融電解質(zhì)中O2－從正極移向負(fù)極。 9．以N2和H2為反應(yīng)物、溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制成能固氮的新型燃料電池，原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．b電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．a(chǎn)電極發(fā)生的反應(yīng)為N2＋8H＋＋6e－===2NH C．A溶液中所含溶質(zhì)為NH4Cl D．當(dāng)反應(yīng)消耗1 mol N2時(shí)，則消耗的H2為67.2 L 解析：選D。 A．N2＋3H2===2NH3，反應(yīng)中氫的化合價(jià)升高，失去電子，因此b電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故說(shuō)法正確；B.a電極作正極，電解質(zhì)溶液是鹽酸，因此電極反應(yīng)式為N2＋8H＋＋6e－===2NH，故說(shuō)法正確；C.根據(jù)B選項(xiàng)的分析，A溶液中所含溶質(zhì)為NH4Cl，故說(shuō)法正確；D.沒(méi)有說(shuō)明外界條件，故說(shuō)法錯(cuò)誤。 10．某原電池中，電解質(zhì)溶液為KOH(aq)，向負(fù)極通入C2H4或Al(g)，向正極通入O2或Cl2。試完成下列問(wèn)題。 (1)當(dāng)分別通入C2H4和O2時(shí)： ①正極反應(yīng)：___________________________________________； ②負(fù)極反應(yīng)：___________________________________________； ③電池總反應(yīng)：_________________________________________。 (2)當(dāng)分別通入少量Al(g)和Cl2時(shí)： ①正極反應(yīng)：_____________________________________； ②負(fù)極反應(yīng)：_____________________________________； ③電池總反應(yīng)：__________________________________。 答案：(1)①3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ ②C2H4＋16OH－－12e－===2CO＋10H2O ③C2H4＋3O2＋4OH－===2CO＋4H2O (2)①3Cl2＋6e－===6Cl－ ②2Al(g)－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O ③2Al(g)＋3Cl2＋8OH－===2AlO＋6Cl－＋4H2O 11．鎘鎳可充電電池在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的充、放電反應(yīng)如下： Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)上述反應(yīng)式中左邊物質(zhì)的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)右邊物質(zhì)的總能量。 (2)放電時(shí)負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是________，放電時(shí)正極的反應(yīng)式為_(kāi)______________。 (3)鎘鎳廢舊電池必須進(jìn)行回收并集中處理，最主要的原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)原電池放電過(guò)程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，即反應(yīng)物總能量大于生成物總能量。 (2)根據(jù)總反應(yīng)式可知放電時(shí)： 負(fù)極(Cd)反應(yīng)式：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2， 正極(NiOOH)反應(yīng)式：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。 (3)廢舊電池中的鎳、鎘等重金屬離子對(duì)環(huán)境造成污染，故必須要回收并集中處理。 答案：(1)大于 (2)Cd　NiOOH＋H2O＋e－===NiOH2＋OH－ (3)防止電池中的鎘、鎳等重金屬對(duì)土壤和水源造成污染 [能力提升] 12．(1)將兩鉑片插入KOH溶液中作為電極，在兩極區(qū)分別通入甲烷(或氫氣、一氧化碳等可燃性氣體)和氧氣構(gòu)成燃料電池，則通入甲烷氣體的一極是原電池的________，該極的電極反應(yīng)式是__________________________________， 電池工作時(shí)的總反應(yīng)的離子方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極氣體，空氣與CO2的混合氣體為正極氣體，制得650 ℃下工作的燃料電池，完成下列反應(yīng)式： 正極：____________________________________________， 負(fù)極：2CO＋2CO－4e－===4CO2。 總反應(yīng)：_________________________________________。 (3)鉛蓄電池放電時(shí)，總反應(yīng)為PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，由此可以判斷： ①原電池的電極材料：負(fù)極：____________。 ②電極反應(yīng)式：正極：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 ③工作后，鉛蓄電池里電解質(zhì)溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)，理由是________________________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)甲烷燃燒的反應(yīng)方程式可知，甲烷在負(fù)極反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，由于生成的CO2可以與KOH溶液反應(yīng)，生成CO，結(jié)合原子守恒與電荷守恒可寫(xiě)出電極反應(yīng)式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，而電池反應(yīng)的離子方程式為CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。(2)電池總反應(yīng)方程式為2CO＋O22CO2，根據(jù)兩電極的反應(yīng)式之和等于電池總反應(yīng)方程式，可求出正極的反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－===2CO。(3)根據(jù)電池總反應(yīng)方程式可知，鉛為負(fù)極，鉛失去電子后得到的Pb2＋與溶液中的SO結(jié)合成沉淀，電極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SO===PbSO4，原電池工作過(guò)程中消耗硫酸，溶液中H＋濃度減小，pH增大。 答案：(1)負(fù)極　CH4－8e－＋10OH－===CO ＋7H2O 　CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O (2)O2＋2CO2＋4e－===2CO　2CO＋O22CO2 (3)①Pb　②Pb－2e－＋SO===PbSO4?、圩兇蟆°U蓄電池在放電過(guò)程中消耗了H2SO4 13．(1)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列問(wèn)題： ①外電路的電流方向是由________極流向________極。(填字母) ②電池正極反應(yīng)式為_(kāi)__________________________________。 (2)通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下： ①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。 ②寫(xiě)出NiO電極的電極反應(yīng)式：___________________________________。 解析：(1)①可由題意敘述中Li＋的遷移方向判斷電流方向，在電池內(nèi)部，陽(yáng)離子從負(fù)極移向正極，可知MnO2晶格為正極，故外電路電流方向由b向a。②題中敘述Li＋遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2，可知Mn元素化合價(jià)降低1，得電子數(shù)為1，晶格生成物L(fēng)iMnO2不能拆成離子形式，故正極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 (2)①由工作原理示意圖可知，O2在Pt電極發(fā)生還原反應(yīng)生成O2－； ②在O2－參加反應(yīng)下，NO在NiO電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2。 答案：(1)①b　a?、贛nO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 (2)①還原?、贜O＋O2－－2e－===NO2