人教版選修4 第4章第2節(jié) 化學電源 作業(yè) (8).doc

第二節(jié)化學電源過關訓練試題（時間：45分鐘 滿分：100分）一、單項選擇題(每小題5分，共50分)1下列有關化學電池的說法中正確的是(c)a化學電池只能將化學能轉化為電能b燃料電池能將全部化學能轉化為電能c銀鋅電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長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能轉化為電能(放電)，也可以將電能轉化為化學能(充電)，燃料電池的能量轉化率超過80%，但不可能100%轉化。蓄電池可重復使用，屬于二次電池。故正確答案為c。2科學工作者為心臟病患者設計的心臟起搏器的電池是以pt和zn為電極材料，依靠人體體液中含有的一定濃度的溶解氧、h和zn2進行工作的。該電池工作時，正極的電極反應式為(d)azn2e=zn2 b2h2e=h2c4oh4e=o22h2o do24h4e=2h2o解析：正極得電子，體液中溶解的氧易得電子而發(fā)生反應：o24h4e=2h2o，d項正確。3乙醇燃料電池中采用磺酸類質子溶劑，在200 左右時供電，電池總反應式為c2h5oh3o2=2co23h2o，電池示意圖如下，下列說法中正確的是(b)a電池工作時，質子向電池的負極遷移b電池工作時，電流由b極沿導線流向a極ca極上發(fā)生的電極反應是c2h5oh3h2o12e=2co212hdb極上發(fā)生的電極反應是2h2oo24e=4oh解析：通入乙醇的一極(a極)為負極，發(fā)生氧化反應；通入氧氣的一極(b極)為正極，發(fā)生還原反應。電池工作時，陽離子(質子)向電池的正極遷移，選項a不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導線流向a極，選項b正確；a極上乙醇應該失電子被氧化，所以選項c不正確；因為電池中使用的是磺酸類質子溶劑，所以電極反應式中不能出現(xiàn)oh，選項d不正確。4燃料電池的基本組成為電極、電解質溶液、燃料和氧化劑。此種電池的能量轉化率超過80%，產物污染小。下列有關燃料電池的說法錯誤的是(c)a燃料電池的負極反應物是氫氣、甲烷、乙醇等物質b氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產物為水，經過處理之后可供宇航員使用c乙醇燃料電池的電解質常用koh，該電池的負極反應為c2h5oh12e12oh=2co29h2od堿性甲烷燃料電池的正極反應為o22h2o4e=4oh解析：c項，電解質為koh，因此不可能生成二氧化碳，應該生成co，即負極反應為c2h5oh12e16oh=2co11h2o，故c項錯誤。5下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是(c)a該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化b裝置y中負極的電極反應式為：o22h2o4e=4ohc裝置x能實現(xiàn)燃料電池的燃燒和氧化劑的再生d裝置x、y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化解析：a項，系統(tǒng)中存在光能電能、電能化學能、化學能電能、電能機械能等多種能量轉化方式；b項，y中負極的電極反應式為h22e=2h；c項，裝置x可電解水生成h2和o2；d項，無論是原電池還是電解池都不可能實現(xiàn)電能與化學能的完全轉化，故只有c正確。6一種甲醇、氧氣和強堿溶液作電解質的新型手機電池，可連續(xù)使用一個月，其電池反應為：2ch3oh3o24oh2co6h2o，則有關說法正確的是(b)a放電時，ch3oh參與反應的電極為正極b放電時，負極的電極反應為ch3oh8oh6e=co6h2oc標準狀況下，通入5.6 l o2并完全反應后，有0.5 mol電子轉移d放電一段時間后，通入氧氣的電極附近溶液的ph降低解析：從電池反應可知，ch3oh為原電池的負極，a選項錯誤；正極反應為：o22h2o4e=4oh，標準狀況下，5.6 l o2為0.25 mol，轉移電子數(shù)為1 mol，c選項錯誤；從正極反應可以看出，正極附近溶液oh的濃度增大，ph升高，d選項錯誤。7實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取cl2(提示：2nacl2h2o2naohh2cl2)，已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應：負極：pbso2e=pbso4正極：pbo24hso2e=pbso42h2o今若制得0.050 mol h2，這時電池內消耗的h2so4的物質的量至少是(c)a0.025 mol b0.050 molc0.10 mol d0.20 mol解析：欲求h2so4的量，需找出鉛蓄電池的總反應式，將電極反應式合并得pbpbo22h2so4=2pbso42h2o，而制取cl2時，每生成1 mol h2，電子轉移2 mol，現(xiàn)需電子0.050 mol20.10 mol，由鉛蓄電池總反應可知每轉移0.10 mol電子，將消耗h2so4 0.10 mol。8固體氧化物燃料電池是由美國西屋(westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子(o2)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是(d)a有o2放電的a極為電池的負極b有h2放電的b極為電池的正極ca極對應的電極反應式為o22h2o4e=4ohd該電池的總反應方程式為2h2o22h2o解析：據(jù)該電池的工作原理圖可知，被氧化的是h2：h22eo2=h2o，b極為原電池的負極；被還原的是o2：o24e=2o2，a極為原電池的正極?？偡磻姆匠淌綖椋?h2o2=2h2o，反應條件應是高溫。9氫氧燃料電池，電極為多孔鎳，電解質溶液為30%的koh溶液，電池總反應為2h2o2=2h2o，該電池工作時，下列說法正確的是(c)負極質量減輕負極反應為o22h2o4e=4oh負極反應為2h24oh4e=4h2o正極區(qū)ph升高，而負極區(qū)ph降低溶液中陰離子移向負極a b c d解析：氫氧燃料電池中h2在負極上發(fā)生氧化反應，由于是堿性條件，所以電極反應為：2h24e4oh=4h2o，負極區(qū)oh濃度降低。正極上o2發(fā)生還原反應，得電子轉化為oh，電極反應為：o24e2h2o=4oh，正極區(qū)oh濃度增大，而且溶液中陰離子向負極移動，故說法正確。10利用生活中常見的材料可以進行很多科學實驗，制作出一些具有實際應用價值的裝置，下圖是用廢舊材料制作的可用于驅動玩具的電池的示意圖。該電池工作時，下列有關說法正確的是(a)a鋁制汽水罐將逐漸被溶解b炭粒和木炭棒上發(fā)生的反應為o24e=2o2c木炭棒應與玩具電機的負極相連d該電池工作一段時間后木炭棒和炭粒的質量均會減少解析：該電池的反應原理是4al3o2=2al2o3，所以al作電源負極，與玩具的負極相連，即鋁制汽水罐將逐漸溶解，a正確；木炭棒作電源正極，與玩具電機的正極相連，c項錯誤；正極上發(fā)生的反應為o22h2o4e=4oh，b項錯誤，d項錯誤。二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11（每空2分，共14分）(1)今有2h2o22h2o反應，構成燃料電池，則負極通的應是_，正極通的應是_，電極反應式為_，_。(2)如把koh改為稀h2so4作導電物質，則電極反應式為_，_。(1)和(2)的電解液不同，反應進行后，其溶液的ph各有何變化？(3)如把h2改為甲烷，koh做導電物質，則電極反應式為_。解析：解決此題的關鍵是弄清原電池的有關概念，根據(jù)總反應式可知h2在反應中被氧化，o2被還原，h2應在負極上反應，o2應在正極上反應，又因為是堿性溶液不可能有h參加或生成，故負極反應為2h24oh4e=4h2o，正極反應為o22h2o4e=4oh。若將導電物質換成酸性溶液，此時應考慮不可能有oh參加反應也不可能有oh生成，負極：2h24e=4h，正極：o24h4e=2h2o。由于前者在堿性條件下反應，koh量不變，但工作時h2o增多，故溶液變稀，ph將變??；而后者為酸溶液，h2so4不變，水增多，溶液酸性變小，故ph將變大。如把h2改為甲烷，用koh做導電物質，則負極：ch410oh8e=co7h2o，正極：2o24h2o8e=8oh，此時不會有co2放出。答案：(1)h2 o2 （各1分，下各2分）負極：2h24oh4e=4h2o 正極：o22h2o4e=4oh(2)負極：2h24e=4h 正極：o24h4e=2h2o(1)中ph變小，(2)中ph變大。(3)負極：ch410oh8e=co7h2o 正極：2o24h2o8e=8oh12（每空3分，共12分）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為：3zn2k2feo48h2o3zn(oh)22fe(oh)34koh。請回答下列問題：(1)高鐵電池的負極材料是_。(2)放電時，正極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應；已知負極反應為zn2e2oh=zn(oh)2，則正極反應為_。(3)放電時，_(填“正”或“負”)極附近溶液的堿性增強。解析 電池的負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應。由高鐵電池放電時總反應方程式可知，負極材料應為作還原劑的zn。由電池的總反應方程式負極反應式正極反應式可知，正極反應式為feo3e4h2o=fe(oh)35oh，正極生成了oh，堿性增強。答案 (1)zn(2)還原feo3e4h2o=fe(oh)35oh(3)正13(每空2分，共12分)科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下圖：請回答下列問題：(1)pt(a)電極是電池的_極，電極反應式為_；pt(b)電極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為_。(2)該電池的總反應方程式為_。(3)如果該電池工作時電路中通過2 mol電子，則消耗的ch3oh有_mol。解析：pt(a)端的原料為ch3oh和h2o，產物為co2、h，根據(jù)c化合價由2價升到4價，失去6個電子，pt(a)為負極；pt(b)端的原料為o2和h，產物為h2o，o化合價由0價降為2價，發(fā)生還原反應，為正極。答案：(1)負2ch3oh2h2o12e=2co212h還原3o212h12e=6h2o(2)2ch3oh3o2=2co24h2o(3)14（每空2分，共12分）科研、生產中常涉及鈉、硫及其化合物。(1)圖a為鈉硫高能電池的結構示意圖。該電池的工作溫度為320 左右，電池反應為2naxs=na2sx，正極的電極反應式為_。m(由na2o和al2