2018-2019學年高中化學 專題1 化學反應與能量變化 第二單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學電源課后達標檢測 蘇教版選修4.doc

《2018-2019學年高中化學 專題1 化學反應與能量變化 第二單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學電源課后達標檢測 蘇教版選修4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中化學 專題1 化學反應與能量變化 第二單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學電源課后達標檢測 蘇教版選修4.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時 化學電源 課后達標檢測 [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間后碳棒變細 B．氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化 C．太陽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A，鋅錳干電池工作后碳棒粗細不變，錯誤。選項B，氫氧燃料電池工作時負極發(fā)生氧化反應，H2－2e－===2H＋或H2－2e－＋2OH－===2H2O，正確。選項C，太陽能電池的主要材料是高純度的硅，錯誤。選項D，氫氧燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，錯誤。 2．下列關(guān)于化學能轉(zhuǎn)化為電能的四種裝置的說法正確的是(　　) 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，氫氣發(fā)生還原反應 D．電池Ⅳ工作時，電子由鋅通過導線流向碳棒 解析：選D。電池Ⅰ中鋅是負極，銅是正極，A錯誤；電池Ⅱ為鉛蓄電池，屬于二次電池，B錯誤；電池Ⅲ為氫氧燃料電池，H2在負極失去電子發(fā)生氧化反應，C錯誤；電池Ⅳ為鋅錳干電池，鋅為負極，碳棒為正極，電子由負極沿導線流向正極，D正確。 3．(2018大慶高二檢測)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。放電時兩個電極反應分別為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列說法中，正確的是(　　) A．鋅是負極，氧化銀是正極 B．鋅發(fā)生還原反應，氧化銀發(fā)生氧化反應 C．溶液中OH－向正極移動，K＋、H＋向負極移動 D．在電池放電過程中，電解質(zhì)溶液的酸堿性基本保持不變 解析：選A。由電極反應式可知Zn作負極，Ag2O作正極，A正確；Zn發(fā)生氧化反應，Ag2O發(fā)生還原反應，B錯誤；溶液中的OH－向負極移動，K＋、H＋向正極移動，C錯誤；電池的總反應為Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，因電池放電過程中不斷消耗水，使溶液中c(OH－)增大，D錯誤。 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。下列說法正確的是(　　) A．Zn為電池的負極 B．正極反應式為2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變 D．電池工作時OH－向正極遷移 解析：選A。A.根據(jù)化合價升降判斷，Zn化合價只能上升，故為負極材料，K2FeO4為正極材料，正確；B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極反應式為2FeO ＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，錯誤；C.該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度減小，錯誤；D.電池工作時陰離子OH－向負極遷移，錯誤。 5．鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，且鎂原電池放電時電壓高而平穩(wěn)，使鎂原電池越來越成為人們研制綠色原電池的關(guān)注焦點。其中一種鎂原電池的反應為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4，在鎂原電池放電時，下列說法錯誤的是(　　) A．Mg2＋向正極遷移 B．Mo3S4得到電子 C．Mo3S4發(fā)生氧化反應 D．負極反應為Mg－2e－===Mg2＋ 解析：選C。該原電池反應中鎂是還原劑，作原電池的負極，失去電子，電極反應是Mg－2e－===Mg2＋；Mo3S4在反應中是氧化劑，得到電子，發(fā)生還原反應；溶液中陽離子向正極移動，故A、B、D正確，C錯誤。 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(化學藥品店常見試劑)等原料制作的。電池的總反應方程式為2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO＋H2O。下列說法不正確的是(　　) A．該電池的優(yōu)點是電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換 B．該電池發(fā)生氧化反應的是金屬鋁 C．電極的正極反應式為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－ D．當有0.1 mol Al完全溶解時，流經(jīng)電解液的電子個數(shù)為1.8061023 解析：選D。該電池所用材料都是生活中常見的，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極，發(fā)生氧化反應，B正確；在正極上發(fā)生還原反應，電極反應為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正確；電子只能流經(jīng)導線，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儀的工作原理示意圖如圖所示，其反應原理為CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，被測者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應產(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。下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)極上的電極反應式為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，微處理器中通過的電流越小 解析：選A。根據(jù)電池反應方程式和電解質(zhì)溶液的酸堿性知，a為負極，電極反應為CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，A項正確；b為正極，電極反應為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C項錯誤；電解質(zhì)溶液中的H＋移向b電極，B項錯誤；呼出氣體中酒精含量越高，參與反應的乙醇越多，微處理器中通過的電流越大，D項錯誤。 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O2－。下列對該燃料電池說法正確的是(　　) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負極移向正極 B．通入丁烷的一極是正極，電極反應為C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O C．通入空氣的一極是負極，電極反應為O2＋4e－===2O2－ D．電池的總反應是2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O 解析：選D。由丁烷與氧氣反應的化學方程式(未標明條件)：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，可知原電池的負極發(fā)生氧化反應，對應物質(zhì)的化合價升高：C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O；原電池正極發(fā)生還原反應，化合價降低：O2＋4e－===2O2－，顯然在熔融電解質(zhì)中O2－從正極移向負極。 9．以N2和H2為反應物、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。下列說法不正確的是(　　) A．b電極為負極，發(fā)生氧化反應 B．a(chǎn)電極發(fā)生的反應為N2＋8H＋＋6e－===2NH C．A溶液中所含溶質(zhì)為NH4Cl D．當反應消耗1 mol N2時，則消耗的H2為67.2 L 解析：選D。 A．N2＋3H2===2NH3，反應中氫的化合價升高，失去電子，因此b電極為負極，發(fā)生氧化反應，故說法正確；B.a電極作正極，電解質(zhì)溶液是鹽酸，因此電極反應式為N2＋8H＋＋6e－===2NH，故說法正確；C.根據(jù)B選項的分析，A溶液中所含溶質(zhì)為NH4Cl，故說法正確；D.沒有說明外界條件，故說法錯誤。 10．某原電池中，電解質(zhì)溶液為KOH(aq)，向負極通入C2H4或Al(g)，向正極通入O2或Cl2。試完成下列問題。 (1)當分別通入C2H4和O2時： ①正極反應：___________________________________________； ②負極反應：___________________________________________； ③電池總反應：_________________________________________。 (2)當分別通入少量Al(g)和Cl2時： ①正極反應：_____________________________________； ②負極反應：_____________________________________； ③電池總反應：__________________________________。 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用，它的充、放電反應如下： Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 請回答下列問題： (1)上述反應式中左邊物質(zhì)的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)右邊物質(zhì)的總能量。 (2)放電時負極發(fā)生反應的物質(zhì)是________，放電時正極的反應式為_______________。 (3)鎘鎳廢舊電池必須進行回收并集中處理，最主要的原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)原電池放電過程中將化學能轉(zhuǎn)化為電能，即反應物總能量大于生成物總能量。 (2)根據(jù)總反應式可知放電時： 負極(Cd)反應式：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2， 正極(NiOOH)反應式：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。 (3)廢舊電池中的鎳、鎘等重金屬離子對環(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________，該極的電極反應式是__________________________________， 電池工作時的總反應的離子方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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，完成下列反應式： 正極：____________________________________________， 負極：2CO＋2CO－4e－===4CO2。 總反應：_________________________________________。 (3)鉛蓄電池放電時，總反應為PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，由此可以判斷： ①原電池的電極材料：負極：____________。 ②電極反應式：正極：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，負極反應式為________________________________________________________________________。 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)甲烷燃燒的反應方程式可知，甲烷在負極反應，氧氣在正極反應，由于生成的CO2可以與KOH溶液反應，生成CO，結(jié)合原子守恒與電荷守恒可寫出電極反應式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，而電池反應的離子方程式為CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。(2)電池總反應方程式為2CO＋O22CO2，根據(jù)兩電極的反應式之和等于電池總反應方程式，可求出正極的反應式為O2＋2CO2＋4e－===2CO。(3)根據(jù)電池總反應方程式可知，鉛為負極，鉛失去電子后得到的Pb2＋與溶液中的SO結(jié)合成沉淀，電極反應式為Pb－2e－＋SO===PbSO4，原電池工作過程中消耗硫酸，溶液中H＋濃度減小，pH增大。 答案：(1)負極　CH4－8e－＋10OH－===CO ＋7H2O 　CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O (2)O2＋2CO2＋4e－===2CO　2CO＋O22CO2 (3)①Pb?、赑b－2e－＋SO===PbSO4　③變大　鉛蓄電池在放電過程中消耗了H2SO4 13．(1)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列問題： ①外電路的電流方向是由________極流向________極。(填字母) ②電池正極反應式為___________________________________。 (2)通過NOx傳感器可監(jiān)測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(填“氧化”或“還原”)。 ②寫出NiO電極的電極反應式：___________________________________。 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，陽離子從負極移向正極，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元素化合價降低1，得電子數(shù)為1，晶格生成物LiMnO2不能拆成離子形式，故正極反應式為MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 (2)①由工作原理示意圖可知，O2在Pt電極發(fā)生還原反應生成O2－； ②在O2－參加反應下，NO在NiO電極發(fā)生氧化反應生成NO2。 答案：(1)①b　a?、贛nO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 (2)①還原?、贜O＋O2－－2e－===NO2