高中化學 第四章第二節(jié)典型例題及同步練習 新人教版選修4

1、第二節(jié)化學電源【典型例題】例1 氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應是根據(jù)此反應式判斷，下列敘述中正確的是（ ）A. 電池放電時，電池負極周圍溶液的pH不斷增大 B. 電池放電時，鎳元素被氧化C. 電池充電時，氫元素被還原 D. 電池放電時，H2是負極答案：CD 解析：考察基本的二次電池各電極及反應判斷。例2 堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）下列說法錯誤的是（ ）A. 電池工作時，鋅失去電

2、子B. 電池正極的電極反應式為：2MnO2（s）+H2O（1）+2e=Mn2O3（s）+2OH（aq）C. 電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D. 外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g答案：C解析：考察原電池原理的應用。例3 高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn（OH）2 + 2Fe（OH）3 + 4KOH下列敘述不正確的是（ ）A. 放電時負極反應為：Zn2e +2OH= Zn（OH）2B. 充電時陽極反應為：Fe（OH）3 3e + 5 OH= Fe

3、O+ 4H2OC. 放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1mol K2FeO4被氧化D. 放電時正極附近溶液的堿性增強答案：C 解析：判斷二次電池充放電過程的判斷。 例4 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(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子（O2）在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應，下列判斷正確的是（ ）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C. a極對應的電極反應為O2+2H2O+4e=4OHD. 該電池的總反應方程式為答案：D解析：考察利用所學知識進行類比判

4、斷。 例5 新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極，以鈉離子導電的陶瓷為固體電解質(zhì)。該電池放電時為原電池，充電時為電解池，反應原理為：2Na+XS=Na2Sx（1）放電時S發(fā)生_反應，Na作_極（2）充電時Na所在電極與直流電源_極相連（3）充電時陽極反應為_；放電時負極反應為_答案：（1）還原；負；（2）負；（3）Sx22e=XS；Nae=Na+解析：考察電池充放電過程的反應的判斷。 例6 燃料電池是一種新型的無污染、無噪音、高效率的汽車動力和發(fā)電設備，試解答下列問題：（1）宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電極反應為：2H24e+4OH=4H2O，O2+2H2O+4e=4OH，正極發(fā)生的是_反應（

5、填氧化或還原），總反應方程式是：_（2）燃料電池在發(fā)電的同時還生成了水，這正好解決了宇航員在太空中的飲水問題，若電池輸出的電流強度為533A，則每小時能生成多少g水？答案：還原；2H2O22H2O；179.3g。解析：根據(jù)燃料電池中電子轉(zhuǎn)移計算。 例7 有人設計以鉑和鋅為電極材料，埋入人體內(nèi)作某種心臟病人的心臟起搏器的能源，它依靠人體血液中有一定濃度的O2、H2O進行工作，兩極反應式為：正極材料是_電極反應是_，負極材料是_，電極反應是_。答案：鉑；O2+4e+2H2O=4OH；Zn；Zn 2e=Zn2+解析：利用化學電源中電極及電極反應判斷的方法解題。例8 熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率，

6、因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在6500C下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：負極反應式：2CO+2CO324CO2+4e正極反應式_總電池反應式_答案：O2+2CO2+4e=2CO32；2CO+O2=2CO2解析：判斷熔融鹽條件的燃料電池判斷?！灸M試題】1. 下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（ ）A. a電極是負極 B. b電極的電極反應為：C. 氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D. 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

7、2. 有a、b、c、d四種金屬，將a與b用導線連結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕，將a、d分別投入等濃度鹽酸中，d比a反應劇烈，將銅投入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出，據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是（ ）A. dcab B. dabc C. dbac D. badc3. 將鉑絲插入KOH溶液作電極，然后向兩個電極上分別通入甲烷和O2，可以形成一個原電池。由于發(fā)生的反應類似甲烷的燃燒，所以稱作燃料電池，根據(jù)兩極上反應的實質(zhì)判斷通入甲烷的一極為電池的_極，若反應生成CO32和H2O，則這一極的電極反應式為_4. 鎳氫電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以

8、取代會產(chǎn)生污染的鎳鎘蓄電池。鎳氫電池的總反應式是：H2+2NiO（OH）=2Ni（OH）2。根據(jù)此反應式判斷，下列敘述正確的是（ ）A. 電池放電時，鎳元素被氧化B. 電池放電時，氫是負極反應物，被氧化C. 電池放電時，電子流入H2極D. 電池放電時，氫是正極反應物，被還原5. 鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或透明塑料制成方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的 ，負極板是海綿狀的 ，兩極均浸入 溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。負極： ，正極： ，放電總反應式： 。6. 汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，放電時的電池反應如下：PbO2 +Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，根據(jù)此反

9、應判斷下列敘述中正確的是（ ）A. PbO2是電池的負極B. 負極的電極反應式為：Pb+SO2e = PbSO4C. PbO2得電子，被氧化D. 電池放電時，溶液酸性增強7. 隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須集中處理的問題被提到議事日程，首要原因是（ ）A. 利用電池外殼的金屬材料B. 防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染C. 不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D. 回收其中石墨電極8. 可以將反應Zn+Br2 = ZnBr2設計成蓄電池，下列4個電極反應： Br2 + 2e = 2Br 2Br 2e = Br2 Zn 2e = Zn2+ Zn2+ + 2e = Zn，其中

10、表示充電時的陽極反應和放電時的負極反應的分別是（ ）A. 和B. 和 C. 和 D. 和9. 據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電。其電池反應為：2CH3OH + 3O2 + 4OH2CO32 + 6H2O，則下列說法正確的是（ ）A. 構成該電池的正極和負極必須是兩種活性不同的金屬B. 充電時有CH3OH生成的電極為陽極C. 放電時電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大 D. 放電時負極的電極反應為：CH3OH6e8OHCO32+6H2OE. 充電時每生成1 mol CH3OH轉(zhuǎn)移12mol電

11、子10. 下列關于化學電源的敘述錯誤的是（ ）A. 普通鋅錳干電池中碳棒為正極B. 鉛蓄電池中覆蓋著PbO2的電極板是負極板C. 氫氧燃料電池的正極是通入氧氣的那一極D. 堿性鋅錳干電池的能量和儲存時間比普通鋅錳干電池高11. 根據(jù)下列事實，判斷離子的氧化性順序為： A+B2+=A2+B； D+2H2O=D（OH）2+H2； 以B、E為電極與E的鹽溶液組成原電池，電極反應為：E2+2e=E，B2e=B2+ （ ）A. D2+>A2+>B2+>E2+ B. D2+>E2+>A2+>B2+ C. E2+>B2+>A2+>D2+ D. A2+&g

12、t;B2+>D2+>E2+12. 下列變化中屬于原電池反應的是（ ） A. 白鐵（鍍Zn鐵）表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化 B. 在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護膜 C. 紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍色保護層 D. 在鐵與稀H2SO4反應時，加幾滴CuSO4溶液，可加快H2的產(chǎn)生【試題答案】1. B 2. B 3. 負；CH4+10OH8e=CO32+7H2O 4. B5. PbO2；金屬鉛；硫酸；Pb+SO422e=PbSO4；PbO2+4H+SO42+2e= PbSO4+2H2O；Pb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O6. B 7. B 8. A 9. D 10. B 11. C 12. AD 【試題解析】1. 考察對于燃料電池電極反應的判斷。B電極是電源的正極，應該是氧化劑氧氣反應。2. 根據(jù)原電池中正極被保護，而正極是金屬性較弱的金屬；金屬與酸反應越劇烈，活動性越強；金屬和鹽的置換規(guī)律是前換后。3. 判斷常見燃料電池的堿性介質(zhì)下的電極反應。4. A中放電時，Ni是氧化劑，被還原；C中氫氣是負極，應是電子流出；D中氫氣應是負極反應物。5. 了解鉛蓄電池的基本電極