高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)化學(xué)電源 全國(guó)獲獎(jiǎng)

§4．2化學(xué)電源一．選擇題（每題10分，共60分）1．下列有關(guān)化學(xué)電池的說(shuō)法不正確的是（）A．化學(xué)電池是將化學(xué)能變成電能的裝置B．一次電池的活性物質(zhì)消耗到一定程度就不能使用了C．二次電池又稱(chēng)充電電池或蓄電池，放電后可以再充電，故可多次重復(fù)使用D．燃料電池是將燃料燃燒所放出的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能裝置2．一種光化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：AgCl(s)eq\o(→,\s\up7(光照))Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面]，Cl(AgCl)＋e－→Cl－(aq)。下列說(shuō)法正確的是()A．光照時(shí)，外電路電流由Y流向XB．光照時(shí)，Pt電極上發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑C．光照時(shí)，Cl－向Ag電極移動(dòng)D．光照時(shí)，電池總反應(yīng)為AgCl(s)＋Cu＋(aq)eq\o(=,\s\up7(光照))Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)3．微型鈕扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述中不正確的是（）A．在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的pH減小B．使用過(guò)程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極C．Zn是負(fù)極，Ag2O是正極D．Ag2O電極發(fā)生還原反應(yīng)，Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)4．(2023·寧波高三十校聯(lián)考)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。下列說(shuō)法中，不正確的是()A．該電池放電時(shí)，通入肼的一極為負(fù)極B．電池每釋放1molN2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NAC．通入空氣的一極的電極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．電池工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH將不變5．美國(guó)科學(xué)家成功開(kāi)發(fā)便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質(zhì)是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-，下列對(duì)該燃料電池的說(shuō)法不正確的是（）A．在熔融電解質(zhì)中，O2-由負(fù)極移向正極B．該電池的總反應(yīng)是：C3H8+5O2=3CO2+4H2OC．電路中每流過(guò)5mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下約有5.6LD．通丙烷的電極為電池負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：C3H8-20e-+10O2-=3CO2+4H2O6．如圖是將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料H2SO4的原理示意圖，下列說(shuō)法不正確的是()A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．催化劑b表面O2發(fā)生還原反應(yīng)，其附近的溶液酸性增強(qiáng)C．催化劑a表面的反應(yīng)是:SO2＋2H2O－2e－SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D．若得到的硫酸濃度仍為49%，則理論上參加反應(yīng)的SO2與加入的H2O的質(zhì)量比為8∶15二．非選擇題（共40分）7．（20分）鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料是Pb和PbO2，電解液為硫酸。工作時(shí)該電池總反應(yīng)式為：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，據(jù)此判斷：（1）鉛蓄電池的負(fù)極材料是________。（2）工作時(shí)正極反應(yīng)為_(kāi)____________________。（3）工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的密度，pH（填“增大”、“減小”或“不變”）。（4）工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向________極。（5）電流方向從________極流向________極。（6）當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加_______g，正極增重g，溶液中消耗硫酸mol。8．（20分）化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用（1）目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應(yīng)可表示為：已知均難溶于水，但溶于酸，以下說(shuō)法正確的是（）①以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)②以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)③充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能④放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能A．①③B．②④C．①④D．②③（2）廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢鎳電池可以使一平方米面積耕地失去使用價(jià)值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴(yán)重。這是因?yàn)椤＃?）另一種常用的電池是鋰電池，由于它的比容量（單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量）特別大而廣泛應(yīng)用于心臟起搏器，一般使用時(shí)間可達(dá)十年。它的負(fù)極用金屬鋰制成，電池總反應(yīng)可表示為：Li+MnO2=LiMnO2試回答：鋰電池比容量特別大的原因是。鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶劑配制，為什么這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液？請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因。(4)乙醇燃料電池中采用磺酸類(lèi)質(zhì)子溶劑（如圖），在200℃左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)為:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2兩極上的反應(yīng)式是電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池的極遷移動(dòng)。

§4．2化學(xué)電源一.選擇題1~6：DDBDAB2、解析：選D。該裝置是原電池，光照時(shí)，涂在銀片上的氯化銀先見(jiàn)光分解生成Ag和Cl(AgCl)，然后Cl(AgCl)在銀電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以涂有AgCl的銀片作正極，Cu＋在鉑電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鉑作負(fù)極。光照時(shí)，Cu＋在鉑電極上失去電子，電子經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向X，電流方向與電子的流向相反，所以外電路電流從X流向Y，A項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；光照時(shí)，鉑電極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu＋－e－=Cu2＋，B項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；原電池中陰離子移向負(fù)極，該電池中鉑作負(fù)極，所以氯離子向鉑電極移動(dòng)，C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；光照時(shí)，正極上AgCl分解產(chǎn)生的氯原子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上Cu＋失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電池總反應(yīng)為AgCl(s)＋Cu＋(aq)eq\o(=,\s\up7(光照))Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)，D項(xiàng)說(shuō)法正確。4、解析：選D。該堿性燃料電池的總反應(yīng)方程式為N2H4＋O2=N2＋2H2O，N2H4中N化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，通入N2H4的一極為負(fù)極，A項(xiàng)正確；每生成1molN2轉(zhuǎn)移電子4mol，B項(xiàng)正確；堿性條件下O2放電結(jié)合水電離產(chǎn)生的H＋生成OH－，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C項(xiàng)正確；從總反應(yīng)可知放電過(guò)程生成H2O，KOH溶液濃度降低，pH減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6、解析：選B。A項(xiàng)，該裝置沒(méi)有外加電源，是一個(gè)原電池，能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，正確；B項(xiàng)，催化劑b表面O2發(fā)生還原反應(yīng)生成H2O，消耗H＋，其附近溶液酸性減弱，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑a表面SO2失去電子生成硫酸，電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，正確；D項(xiàng)，催化劑a處的反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，催化劑b處的反應(yīng)為eq\f(1,2)O2＋2H＋＋2e－=H2O，則總反應(yīng)式為SO2＋H2O＋eq\f(1,2)O2=H2SO4。設(shè)加入的SO2為xg，H2O為yg。則生成硫酸的質(zhì)量為eq\f(x×98,64)g，水的質(zhì)量變化為eq\f(x×18,64)g，因得到硫酸的濃度為49%，故有eq\f(\f(98x,64),y－\f(18x,64))＝eq\f(49,100－49)，可得x∶y＝8∶15，正確。二．非選擇題7．（1）Pb（2）PbO2+