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2019-2020年高中化學 主題3 合理利用化學能源 課題1 電池探秘練習 魯科版選修1 1．茫茫黑夜中，航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中(　　) ①鋁合金是陽極?、阡X合金是負極　③海水是電解液?、茕X合金電極發(fā)生還原反應(yīng) A．②③　 　 B．②④　 　C．①③　 　D．①④ 2．下列有關(guān)電池的說法不正確的是(　　) A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C．甲醇燃料電池可把化學能轉(zhuǎn)化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負極 3在下圖所示的檸檬水果電池中，外電路上的電流從電極X流向電極Y。若X為鐵，則Y可能是(　　) A．鋅 B．石墨 C．銀 D．銅 4廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是(　　) A．把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣 B．碳棒取下洗凈用做電極 C．把銅帽取下洗凈回收利用 D．電池內(nèi)部填有氯化銨等化學物質(zhì)，將廢電池中的黑色糊狀物做化肥用 5在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是(　　) A．正極附近的SO濃度逐漸增大 B．電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片 C．正極有O2逸出 D．銅片上有H2逸出 6人造衛(wèi)星用到的一種高能電池——銀鋅電池，其電極反應(yīng)為：Zn＋2OH－―→Zn(OH)2＋2e－，Ag2O＋H2O＋2e－―→2Ag＋2OH－，根據(jù)反應(yīng)式判斷氧化銀是(　　) A．負極、被氧化 B．正極、被還原 C．負極、被還原 D．正極、被氧化 7據(jù)報道，我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車已在奧運會期間為運動員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)電池的敘述不正確的是(　　) A．正極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ B．工作一段時間后，電解液中的KOH的物質(zhì)的量不變 C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H2＋O2===2H2O D．通氧氣的電極發(fā)生氧化反應(yīng) 8X、Y、Z、M四種金屬，已知X可以從Y的鹽溶液中置換出Y。X和Z組成原電池時，Z為正極。Y離子的氧化性強于Z離子，M離子的氧化性強于Y離子，則這四種金屬的活動性由強到弱的順序是(　　) A．X、Y、Z、M B．X、Z、M、Y C．M、Z、X、Y D．X、Z、Y、M 9把鐵棒和鋅片用導(dǎo)線連接插入硫酸銅溶液中可構(gòu)成原電池，當電路中有0.2 mol電子通過時，負極的質(zhì)量變化是(　　) A．增大6.5 g B．增大6.4 g C．減小5.6 g D．減小6.5 g 10現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)： (A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計成原電池_______________________________。 (2)如果不能，說明其原因__________________________________________。 (3)如果可以，則寫出正、負極材料及其電極反應(yīng)式、電解質(zhì)溶液名稱： 負極：________，__________________________________________________________； 正極：________，______________________________________________________。 電解質(zhì)溶液：________。 11．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答： (1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是________，在導(dǎo)線中電子流動方向為________(用a、b表示)。 (2)負極反應(yīng)式為________。 (3)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li＋H2△,2LiH?、?LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ 反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________。 12(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。 鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：____________________________________________； 銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_______________________________________________。 (2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計算： ①通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。 ②產(chǎn)生氫氣的體積(標準狀況)。 參考答案 1解析：在該電池中鋁合金做負極，發(fā)生氧化反應(yīng)。PtFe合金網(wǎng)做正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，海水為電解質(zhì)溶液。 答案：A 2解析：鋰離子電池可以充電后再次使用，屬于二次電池，A項正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流從銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項錯；電池的實質(zhì)即是化學能轉(zhuǎn)化成電能，C項正確；鋅錳干電池中，Zn失去電子生成Zn2＋，故做負極，D項正確。 答案：B 3解析：電流的方向與電子的移動方向相反，則電子由電極Y流向電極X，因此Y電極的活潑性強于鐵，故Y電極只能為選項中的鋅。 答案：A 4解析：廢電池的集中處理主要是從能源利用、環(huán)境保護等角度考慮。電池內(nèi)部酸性物質(zhì)會造成對土壤的污染，而且有毒、有害物質(zhì)進入水體后形成水體污染。 答案：D 5解析：正確判斷原電池正負極，再根據(jù)電極反應(yīng)判斷產(chǎn)物及現(xiàn)象是處理問題的關(guān)鍵。銅鋅相連構(gòu)成原電池，銅做正極，在銅片上有H2逸出；鋅做負極，自身溶解，電子由鋅片流出銅片流入，故B、C錯，D正確；溶液中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，故A項錯誤。 答案：D 6解析：由電極反應(yīng)式可知氧化銀中銀反應(yīng)后化合價降低—得電子—正極—被還原。 答案：B 7解析：本題以燃料電池為載體考查了原電池原理、電極反應(yīng)式的書寫以及電子轉(zhuǎn)移。解答此題的關(guān)鍵是抓住原電池原理，判斷出正負極和電極反應(yīng)。堿性氫氧燃料電池正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，負極：2H2＋4OH－―→4H2O＋4e－，電池反應(yīng)式為：2H2＋O2===2H2O，故電解液中的KOH的物質(zhì)的量不變。通氧氣的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。 答案：D 8解析：由“X可以從Y的鹽溶液中置換出Y”，推知活動性：X＞Y，由“X和Z組成原電池時，Z為正極”，推知活動性：X＞Z，排除C項。由“Y離子的氧化性強于Z離子”，可推知活動性：Z＞Y，排除A項。由“M離子的氧化性強于Y離子”，推知M原子的還原性弱于Y原子，即活動性：Y＞M，排除B項，選D項。 答案：D 9解析：負極的電極反應(yīng)為：Zn―→Zn2＋＋2e－，每產(chǎn)生2 mol電子，需消耗1 mol Zn，故每產(chǎn)生0.2 mol電子，需消耗鋅6.5 g。 答案：D 10解析：(A)是非氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計為原電池。(B)為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移，可以設(shè)計為原電池。 答案：(1)(A)不能；(B)能 (2)(A)的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移 (3)鋅　Zn―→Zn2＋＋2e－　銅(銀、石墨等)　2H＋＋2e－―→H2↑　硫酸 11解析：本題考查電化學知識。(1)原電池的實質(zhì)為化學能轉(zhuǎn)化成電能?？偡磻?yīng)為2H2＋O2===2H2O，其中H從零價升至＋1價，失去電子，即電子從a流向b。(2)負極為失去電子的一極，即H2失電子生成H＋，由于溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH－。(3)Ⅰ.Li從零價升至＋1價，做還原劑。Ⅱ.H2O中的H從＋1價降至H2中的零價，做氧化劑。 答案：(1)由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮蒩到b (2)H2＋2OH－―→2H2O＋2e－ (3)Li　H2O 12解析：(2)原電池反應(yīng)中正極質(zhì)量不變，故負極質(zhì)量減少了13 g，即 Zn―→Zn2＋＋2e－ 　　　　　 1 mol　　　　2 mol 　　 　　　　n n(e－)＝0.4 mol 2H＋＋2e－―→H2↑ 　　　　　　　 　2 mol　 1 mol 　　　　　　 　0.4 mol　 0.2 mol V(H2)＝0.2 mol22.4 Lmol－1＝4.48 L 答案：(1)Zn―→Zn2＋＋2e－　2H＋＋2e－―→H2↑ (2)①0.4 mol　②4.48 L