2019學年高二化學選修4課時訓練：第1章化學反應與能量轉化1.3.1(魯科版)

1、課時訓練 5 原電池的工作原理 化學電源基礎夯實i 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)明是化學對人類的一項重大貢獻，下列相關電池的敘述準確的是（）A鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細B. 氫氧燃料電池可將熱能直接轉變?yōu)殡娔蹸. 氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化D. 太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅解析：選項 A 中鋅錳干電池作負極的是 Zn 石墨作電池的正極，只起導電的作用，被腐蝕的是 Zn; 選項 B中氫氧燃料電池是把化學能直接轉化為電能，而不是把熱能直接轉化為電能；選項 D 中太 陽能電池的主要材料是高純度的單晶硅，它的能量轉化率高。答案：C2.下圖是 Zn 和

2、Cu 形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下，其中描述 合理的是（）NO.: 28 Date： 201935實驗后的記錄：1Zn 為正極，Cu 為負極。2H+向負極移動。3電子流動方向 Zn-Cuo4Cu 極上有 H2產(chǎn)生。5若有 1 mol 電子流過導線，則產(chǎn)生 H2為 0.5 molo6正極的電極反應式為-_ 2+Zn-2eZn解析：Zn 比 Cu 活潑，Zn 為負極，電極反應式為Zn-2e- Zn2+,Cu 為正極，電極反應式為2H+2e-H2f，每轉移 1 mol 電子產(chǎn)生 H20.5 mol,電子由 Zn 流出經(jīng)導線流向 Cu,溶液中向正極移動,S 向負極移動，

3、故選 Bo答案：B3.（2019 天津理綜,4）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。 下列相關敘述準確的是（）A.B.CD.ICLLSO4(ftjq)A銅電極上發(fā)生氧化反應B. 電池工作一段時間后，甲池的 c（S）減小C. 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡解析：原電池反應為 Zn+CuSQZnSQ+CuCu 電極作正極,Cu2+在正極得電子，發(fā)生還原反應,A 項錯誤；因為兩半池中的陰離子 S 不能透過半透膜，故 c（S）都不變,B 項錯誤;甲池中因為生成 Zn2+, 而乙池中 Cu2+2e-Cu

4、,則乙池中的 CuSO 部分變?yōu)?ZnSQ,導致乙池中溶液總質量變大,C 項準 確;陰離子不能透過半透膜，D 項錯誤。答案：C4.研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電 極材料，以 LiOH 為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不準確的是（）A水既是氧化劑又是溶劑B.放電時正極上有氫氣生成C 放電時 OH-向正極移動D.總反應為 2Li+2H2O2LQH+H2f解析：這種電池名稱叫鋰水電池?？赏茰y其總反應為 2Li+2H2O2LQH+H2f,再寫出其電極反應如下：負極為 2Li-2e-2Li+;正極為 2H2O+2e- 2OH-+H2f

5、結合選項分析 A、B、D 都是準確的。答案：C5.熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl 混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為：PbSQ+2LiCI+CaCaC2+L2SO4+Pb。 下列相關說法準確的是（）A. 正極反應式：Ca+2Cl-2e-_B. 放電過程中丄向負極移動C. 每轉移 0.1 mol 電子,理論上生成 20.7 g PbD. 常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉解析：正極上發(fā)生還原反應,A 項錯誤；放電過程中 Li+向正極移動,B 項錯誤;由電池總反應式可知 每轉移0.1 m

6、ol 電子,理論上生成 0.05 mol Pb,質量為 10.35 g,C 項錯誤；常溫下，電解質不是熔融態(tài) 離子不能移動，不能產(chǎn)生電流，所以連接電流表或檢流計，指針不偏轉。答案：D6.某種聚合物鋰離子電池放電時的反應為Li1-xCoO2+LXC66C+LiCoQ,其電池如圖所示。下列說法不準確的是（）A. 放電時丄 ixC6發(fā)生氧化反應B. 充電時丄 i+通過陽離子交換膜從左向右移動C 充電時將電池的負極與外接電源的負極相連D 放電時，電池的正極反應為 Lii-xCoO2+xLi+xe-LiCoQ解析：由電池放電時的反應看出 LixC6中 C 的化合價升高，發(fā)生氧化反應,Lii-xCoO2中

7、 Li 化合價降 低,發(fā)生還原反應，A、D 項準確;充電時將電池的負極與外接電源的負極相連,C 項準確；充電時,陽離子由陽極(右邊電極)移向陰極(左邊電極),B 項錯誤。答案：B7.生產(chǎn)鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛、銻合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSQ,干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應是 2PbSO4+2H2O : PbO2+Pb+2F2SQ下列對鉛蓄電池的說法錯誤的是()A. 需要定期補充硫酸B. 工作時 Pb 是負極,PbO2是正極C. 工作時負極上發(fā)生的反應是Pb+S-26 一 PbSQD. 工作時電解質的密度減小解析：鉛蓄電池放電時相當于原電池，Pb 是負極,PbO2是正極；負極發(fā)

8、生的反應是 Pb 失去電子生 成Pb2+,Pb2與溶液中的 S 生成 PbSQ 沉淀；放電時消耗的硫酸與充電時生成的硫酸相等，在制備 電池時，PbSQ 的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明 H2SQ 不用補充 放電時，H2SQ 被消耗，溶液中的 H2SQ 的物質的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。答案：A8.1902 年美國發(fā)明家愛迪生發(fā)明了鎳鐵堿性蓄電池，其在充電和放電時發(fā)生的反應是：NiO2+Fe+2H?O；Fe(OH+Ni(OH)2。用該蓄電池電解(陰、陽極均為惰性電極)M(NO3)x溶液時，若此蓄電池工作一段時間后消耗0.36 g 水。(1)_ 電解時電解池的陽極應連接(填序

9、號)。A.NiO2B.FeC.Fe(OHD.Ni(OH)2電解 M(NO3)X溶液時某一極質量增加m g,金屬 M 的相對原子質量的計算式為 _ (用 m、x表示)。電解后溶液的 H+濃度_ (填增大”減小”或不變”)。解析：(1)該蓄電池放電時,NiO2得電子被還原作正極,Fe 失電子被氧化作負極。根據(jù)電解池的構造，陽極應與蓄電池的正極 NiO2相連，陰極應與蓄電池的負極Fe 相連。(2)M(NO3)x溶液中的 Mx+在陰極上放電析出金屬M : Mx+xe-M;由蓄電池放電時發(fā)生的反應可得到關系式：2H2OFe2e-Fe(OH)2，再根據(jù)串聯(lián)電極上通過電子的物質的量相等，得到金屬 M 與出。

10、的關系為：M xe-xH2O,結合析出金屬 M 的質量 m g 及消耗水的質量 0.36 g,可求出金屬 M 的相對原子質量表達式為 18xm/0.36=50mx。(3)因為陽極是水電離出的0H-放電生成。2,濃度增大。答案：(1)A (2)50mx增大水平提升9.某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學均使用鎂片與 鋁片作電極,但甲同學將電極放入 6 molL-1的稀硫酸中，乙同學將電極放入 6 molL-1的 NaOH 溶 液中，如圖所示。H H攤言蜒巴SO膵渣甲(1) 寫出甲池中發(fā)生的相關電極反應的反應式： 負極_, 正極_。(2) 寫出乙池中發(fā)生的相關電極反

11、應的反應式： 負極_, 正極_?？偡磻x子方程式為_。(3) 如果甲與乙兩位同學均認為構成原電池的電極材料若是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”,則甲會判斷出活動性更強，而乙會判斷出_活動性更強(填寫元 素符號)。由此實驗，可得到如下哪些結論？。A. 利用原電池反應判斷金屬活動性順序應注意選擇合適的電解質B. 鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強C該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值D該實驗說明化學研究對象復雜、反應條件多變，應具體問題具體分析解析：(1)甲池中電池總反應方程式為Mg+H2SQ-MgSO4+H2f,Mg 作負極，電極反應式為Mg-2e-Mg2+;Al

12、作正極，電極反應式為 2H+2e-H2T。(2) 乙池中電池總反應方程式為 2Al+2NaOH+6H2O 2NaAI(OH)4+3H2f,負極上為 Al 被氧 化生成Al3+后與 OH-反應生成AI(OH)4-，電極反應式為 2Al+8OH-6e-2AI(OH)4-；正極產(chǎn)物為 H2,電極反應式為 6H2O+6e-6OH-+3H2f。(3) 甲池中 Mg 為負極,Al 為正極；乙池中 Al 為負極,Mg 為正極，若根據(jù)負極材料金屬比正極活 潑，則甲判斷 Mg 活動性強，乙判斷 Al 活動性強。(4) 選 AD。Mg 的金屬活動性一定比 Al 強,金屬活動性順序表是準確的，應用廣泛。答案：(1)

13、Mg-2e - Mg 2H +2e-H2f(2) 2Al+8OH-6e-2Al(OH)4-6H2O+6e- 6OH-+3H2f2Al+2OH-+6H2O2AI(OH)4-+3H2f(3) Mg Al (4)AD10. 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催化劑，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：電解質辭液腳稱硫黴甲醇燃料電池工作原理示意圖請回答下列問題：(1)Pt(a)電極是電池的 _極,電極反應式為 _ ;Pt(b)電極發(fā)生_反應(填 氧化或 還原”),電極反應式為 _。(2)電池的總反應方程式為 _。如果該電池工作時電路中通過2 mol 電子,則消耗的 CfOH 有mol。(4)使用該燃