2018年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 2 化學(xué)電源同步練習(xí) 蘇教版選修4.doc

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第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 2 化學(xué)電源 （答題時(shí)間：20分鐘） 一、選擇題 1.關(guān)于化學(xué)電源的敘述，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（） A.化學(xué)電源均是根據(jù)原電池的工作原理設(shè)計(jì)的 B.在干電池中，碳棒只起導(dǎo)電作用，并不參加化學(xué)反應(yīng) C.鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價(jià)格昂貴 D.燃料電池是一種高效、環(huán)保的新型化學(xué)電源 2.高功率Ni/MH（M表示儲(chǔ)氫合金）電池已經(jīng)用于混合動(dòng)力汽車?？偡磻?yīng)方程式如下： Ni（OH）2＋MNiOOH＋MH，下列敘述正確的是（） A.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng) B.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：M＋H2O＋e－＝MH＋OH－ C.放電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：NiOOH＋H2O＋e－＝Ni（OH）2＋OH－ D.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1 mol電子，正極有1 mol NiOOH被氧化 3.銀鋅紐扣電池的總反應(yīng)式為Zn＋Ag2O＋H2OZn（OH）2＋2Ag，下列說(shuō)法不正確的是（） A.鋅作負(fù)極 B.放電時(shí)，正極產(chǎn)物是銀 C.電解質(zhì)溶液不可能呈酸性 D.充電時(shí)發(fā)生了原電池反應(yīng) 4.下圖是課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（） A.銅片表面有氣泡生成 B.裝置中存在“化學(xué)能→ 電能→ 光能”的轉(zhuǎn)換 C.如果將硫酸換成檸檬汁，導(dǎo)線中不會(huì)有電子流動(dòng) D.如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變 5.最早使用的化學(xué)電源是鋅錳電池，即大家所熟悉的干電池（dry cell），其結(jié)構(gòu)如下圖所示：盡管這種電池的歷史悠久，但對(duì)它的電化學(xué)過(guò)程尚未完全了解。一般認(rèn)為，放電時(shí)電池中的反應(yīng)如下： E極：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO（OH）＋2OH－ F極：Zn＋2NH4Cl－2e－＝Zn（NH3）2Cl2＋2H＋ 總反應(yīng)式：2MnO2＋Zn＋2NH4Cl＝2MnO（OH）＋Zn（NH3）2Cl2 下列說(shuō)法正確的是（） A.E極是電池的正極，發(fā)生的是氧化反應(yīng) B.F極是電池的負(fù)極，發(fā)生的是氧化反應(yīng) C.從結(jié)構(gòu)上分析，鋅錳電池應(yīng)屬于可充電電池 D.鋅錳電池內(nèi)部發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是可逆的 6.鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實(shí)用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時(shí)電極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)：C6Li－xe－＝C6Li1－x＋xLi＋（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成復(fù)合材料），正極反應(yīng)：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－＝LiMO2（LiMO2表示含鋰的過(guò)渡金屬氧化物）下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（） A.鋰離子電池充電時(shí)電池反應(yīng)為C6Li＋Li1－xMO2＝LiMO2＋C6Li1－x B.電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小 C.鋰離子電池放電時(shí)電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動(dòng) D.鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)為C6Li1－x＋xLi＋＋x e－＝C6Li 7.Al－AgO 電池性能優(yōu)越，可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al＋3AgO＋2NaOH＝2NaAlO2＋3Ag＋H2O，則下列說(shuō)法正確的是（） A.AgO/Ag電極是負(fù)極 B.當(dāng)電極上析出1.08 g Ag時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.02mol C.Al電極的反應(yīng)式為：Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O D.在電解質(zhì)溶液中OH－由Al電極移向AgO/Ag電極 二、填空題 8.化學(xué)電源在通訊、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)可以表示為： Cd＋2NiO（OH）＋2H2O2Ni（OH）2＋Cd（OH）2，已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均難溶于水但能溶于酸，以下說(shuō)法中正確的是（填序號(hào)） ①以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng) ②電解質(zhì)溶液為硫酸 ③充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 ④鎘（Cd）為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) ⑤放電時(shí)正極區(qū)pH升高 （2）美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源。氫氧燃料電池的突出優(yōu)點(diǎn)是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不經(jīng)過(guò)熱能中間形成，發(fā)生的反應(yīng)為：則負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________，正極反應(yīng)式為_(kāi)_________________。一段時(shí)間后，KOH溶液的濃度（填“變大”、“變小”或“不變”）。 9.鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解質(zhì)溶液為稀硫酸。工作時(shí)，該電池的總反應(yīng)為PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O，根據(jù)上述情況判斷： （1）蓄電池的負(fù)極是______，其電極反應(yīng)式為_(kāi)_____。 （2）蓄電池的正極是______，其電極反應(yīng)式為_(kāi)_____。 （3）蓄電池工作時(shí)，其電解質(zhì)溶液的pH______（填“增大”、“減小”或“不變”）。 （4）實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源，電解飽和食鹽水制取氯氣，今若制得Cl2 0.050mol，這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是。  一、選擇題 1.C解析：鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘屬于重金屬，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 2.A解析：放電相當(dāng)于原電池，C不正確。正極是得到電子的，根據(jù)總反應(yīng)式可知，正極是NiOOH中的Ni得到電子被還原，生成Ni（OH）2，堿性增強(qiáng)，A正確，D不正確。原電池中負(fù)極失去電子，因此選項(xiàng)B不正確。答案選A。 3.D解析：對(duì)于充電電池來(lái)講，放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，是原電池；反之為電解池；針對(duì)Zn＋Ag2O＋H2OZn（OH）2＋2Ag來(lái)講，放電時(shí)，鋅作負(fù)極，Ag2O作正極，正極產(chǎn)物是銀；從Zn（OH）2可推知電解質(zhì)溶液不可能為酸性。 4.C解析：C檸檬汁呈酸性，會(huì)和鋅片發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，故錯(cuò)。故選C。 5.B解析：A錯(cuò)，E極是電池的正極，發(fā)生的是還原反應(yīng)；B正確，F(xiàn)極是電池的負(fù)極，發(fā)生的是氧化反應(yīng)；C錯(cuò)，從結(jié)構(gòu)上分析，鋅錳電池應(yīng)屬于一次性電池；D錯(cuò)，鋅錳電池內(nèi)部發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是不可逆的，因?yàn)樗且淮坞姵亍? 6.BD 解析：由負(fù)極反應(yīng)：C6Li－xe－＝C6Li1－x＋xLi＋和正極反應(yīng)：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－＝LiMO2得原電池總反應(yīng)為C6Li＋ Li1－xMO2＝C6Li1－x＋LiMO2，而充電時(shí)電池反應(yīng)與此相反，故A錯(cuò)D對(duì)，又因原電池內(nèi)電路中電流方向是由負(fù)極流向正極，陽(yáng)離子應(yīng)向正極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤。鋰摩爾質(zhì)量很小，故鋰失去1mol電子，鋰所消耗的質(zhì)量最小。 7.BC解析：電池總反應(yīng)中鋁元素由0價(jià)升為＋3價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)，說(shuō)明Al電極是負(fù)極，而銀元素由＋1降為0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，說(shuō)明AgO/Ag電極是正極，故A錯(cuò)誤；由于n＝m/M，則正極上析出的Ag為0.01mol，由于2Al＋3AgO＋2NaOH＝2NaAlO2＋3Ag＋H2O－6e一中各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為Ag的兩倍，即0.02mol，故B正確；由總反應(yīng)推斷，負(fù)極主要反應(yīng)物→產(chǎn)物是Al→AlO2一；由于化合價(jià)升高總數(shù)等于失去電子數(shù)，則Al－3e一→AlO2一；由于NaOH是強(qiáng)堿，應(yīng)選擇OH一使左右電荷總數(shù)相等，則Al－3e一＋4OH一→AlO2一；由于左邊比右邊多4個(gè)H、2個(gè)O，說(shuō)明生成物還有水，則Al電極的反應(yīng)式為Al－3e一＋4OH一＝AlO2一＋2H2O，故C正確；OH一是帶負(fù)電的陰離子，原電池內(nèi)電路中陰離子移向負(fù)極，則OH一應(yīng)由AgO/Ag電極移向Al電極，故D錯(cuò)誤。 二、填空題 8.（1）①⑤（2）H2－2e–＋2OH－＝2H2O O2＋2H2O＋ 4e–＝4OH– 變小 解析：考查電化學(xué)的綜合應(yīng)用。 （1）應(yīng)用放電和充電的反應(yīng)條件不同，所以反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，選項(xiàng)①正確；Ni（OH）2和Cd（OH）2均難溶于水但能溶于酸，所以電解質(zhì)不能用硫酸，選項(xiàng)②不正確；充電相當(dāng)于電解，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，選項(xiàng)③不正確；放電是鎘失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，選項(xiàng)④不正確；放電時(shí)正極電極反應(yīng)式是2NiO（OH）＋2e－＋2H2O＝2OH－＋2Ni（OH）2，所以放電時(shí)正極區(qū)pH升高，選項(xiàng)⑤正確，答案選①⑤。 （2）原電池負(fù)極失去電子，所以氫氣在負(fù)極通入，電極反應(yīng)式是H2－2e–＋2OH－＝2H2O；氧氣在正極通入，電極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋ 4e–＝4OH– 。由于反應(yīng)中有水生成，所以氫氧化鉀的濃度降低，pH變小。 9.（1）Pb Pb－2e－＋SO42－＝PbSO4 （2）PbO2 PbO2＋ 4H＋＋SO4 ＋2e－＝PbSO4＋2H2O （3）增大 （4）1mol 解析：由總反應(yīng)中的元素化合價(jià)的升降可知 Pb在負(fù)極失電子：Pb－2e－＋SO42－＝PbSO4 PbO2在正極得電子：PbO2＋4H＋＋SO4 ＋2e－＝PbSO4＋2H2O 電池工作過(guò)程中，消耗硫酸，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，pH增大 （4）電解食鹽水：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，當(dāng)制得0.050mol氯氣時(shí)，電路中電子的轉(zhuǎn)移為0.1mol，而在電池內(nèi)部（反應(yīng)中有兩個(gè)電子轉(zhuǎn)移），必定消耗硫酸最少為0.1mol。