2016-2017学年高中化学第1章化学反应与能量变化第3节化学能转化为电能-电池第2课时化学电源学业分层测评鲁科版选修

1、化学电源(建议用时：45分钟)学业达标1下列说法中，不正确的是 ()A化学电池是将化学能转变成电能的装置B化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护D废旧电池可以随意丢弃【解析】本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收处理。【答案】D2下列有关化学电池的说法中正确的是()A化学电池只能将化学能转化为电能B燃料电池能将全部化学能转化为电能C锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长D一次电池包括干电池和蓄电池【解析】蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电)，也可以将电能转化为化学能(充电)；燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换；蓄电池可重复使用，属于二次电池。【答案】C3(2016潍坊高二检测)MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgClMg=Mg22Ag2Cl。有关该电池的说法正确的是 () 【导学号：05310035】AMg为电池的正极B负极反应为AgCl

2、e=AgClC不能被KCl溶液激活D可用于海上应急照明供电【解析】根据氧化还原判断，Mg为还原剂是负极、失电子，所以A、B都错误；电解质溶液可用KCl溶液代替，C错误。【答案】D4氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为：2H24OH4e=4H2O；2H2OO24e=4OH。则下列叙述正确的是 ()A通H2的一极是正极，通O2的一极是负极B通O2的一极是正极，通H2的一极是负极C工作一段时间后电解质溶液的pH增大D工作时负极区附近pH增大【解析】根据电池总反应式可知：H2在负极上发生氧化反应，由于在碱性条件下，所以氢原子失电子后又与OH反应生成水，其电极反应式为2H24OH4e=4H2O，负极区OH浓度降低。O2在正极上发生还原反应，氧原子得电子，生成2价的氧，只能以OH形式存在，所以其电极反应式为2H2OO24e=4OH，正极区OH浓度增大。【答案】B5氢氧燃料电池用于航天飞机时，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H24OH4e=4H2O；正极：O22H2O4e=4OH。当得到1.8 L饮

3、用水时，电池内转移的电子数约为()A1.8 molB3.6 molC100 mol D200 mol【解析】n(H2O)100 mol，由总反应方程式：2H2O2=2H2O，知每生成2 mol H2O转移电子4 mol，现得到100 mol H2O转移电子200 mol。【答案】D6将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。已知，通入CH4的一极其电极反应式是：CH410OH8e=CO7H2O；通入O2的另一极其电极反应式是：2O24H2O8e=8OH。下列叙述不正确的是 () 【导学号：05310036】A通入CH4的电极为负极B正极发生氧化反应C燃料电池工作时，溶液中的OH向负极移动D该电池使用一段时间后应补充KOH【解析】在原电池中，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，故B项错误；该电池的总反应为CH42O22KOH=K2CO33H2O，随反应的进行，KOH被消耗，D正确。【答案】B7镍镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，放电时的电极反应式是：Cd2OH2e=Cd(OH)2；2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH

4、)22OH。下列说法不正确的是()A电池的总反应式是：Cd2NiO(OH)2H2O=2Ni(OH)2Cd(OH)2B电池充电时，镉元素被还原C电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断减小D电池充电时，电池的负极和电源的正极连接【解析】本题已给出了电极反应式，两式相加即得总反应，A正确；电极充电时，Cd元素化合价降低，即Cd元素被还原，B正确；放电时，由于负极消耗OH，因而负极周围溶液的pH不断减小，C正确；电池充电时，电池的负极(发生氧化反应)应与电源的负极相连(发生还原反应)，故D错误。【答案】D8据报道，科学家已经研制出固体氧化物燃料电池，该电池以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过，其工作原理如图所示(多孔电极a、b均不参加电极反应)。 下列说法正确的是 () 【导学号：05310037】A有H2放电的a极为电池的正极Bb极对应的电极反应式为：O24e2H2O=4OHC正极对应的电极反应式为：O24H4e=2H2OD该电池的总反应式为：2H2O2=2H2O【解析】电池以固体作电解质且只允许O2通过，则b为正极，电极反应式为O24e=2O2，a

5、为负极，电极反应式为2H22O24e=2H2O，所以A、B、C项均错误；该电池总反应式为2H2O2=2H2O，D项正确。【答案】D9(1)根据氧化还原反应2H2O2=2H2O，设计成燃料电池，负极通入的气体应是_，正极通入的气体应是_。(2)根据选择电解质溶液的不同，填写下表：电解质溶液H2SO4溶液KOH溶液负极反应式正极反应式溶液的pH变化(3)若把H2改为CH4，KOH作电解质，则正极反应式为_ _。【解析】(1)氢氧燃料电池中通入可燃性气体(H2)的一极为负极，通入O2的一极为正极。(2)若以稀H2SO4作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H24e=4H；正极：O24e4H=2H2O。反应过程中生成水，溶液中c(H)减小，pH增大，若以KOH溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H24OH4e=4H2O；正极：2H2OO24e=4OH。反应过程中生成水，溶液中c(OH)减小，pH减小。(3)若把H2改为CH4，KOH溶液作电解质溶液时，其正极反应式为2H2OO24e=4OH。【答案】(1)H2O2(2)电解质溶液H2SO4溶液KOH溶液负极反应式2H24e=4H2H24O

6、H4e=4H2O正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH溶液的pH变化变大变小(3)2H2OO24e=4OH10ZPower电池使用锌聚合物作为负极和银钠米颗粒作为正极，其安全性类似于传统的碱性电池，并且其材料95%可回收，该电池的容量比同体积的锂电池高30%。银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充、放电过程可表示为2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O。根据上述信息回答下列问题：(1)电池在放电时，作为负极的是_，正极反应式为_ _。(2)该电池属于_(填“酸”“碱”或“中”)性电池。(3)写出充电时的反应式：阳极(负极)：_ _；阴极(正极)：_ _。【解析】(1)根据总反应式可知，逆反应为放电过程，故被氧化的Zn为负极，Ag2O为正极。(2)从产物分别为金属氧化物和氢氧化物来看，该电池的电解质溶液应为碱性。(3)充电时，Ag被氧化作阳极，Zn(OH)2被还原作阴极。【答案】(1)ZnAg2OH2O2e=2Ag2OH(2)碱(3)2Ag2OH2e=Ag2OH2OZn(OH)22e=Zn2OH11ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶

7、液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子沿导线流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的氧化，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填字母)。ANaOH BZnCFe DNH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_。【解析】(1)负极是失电子的一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的氧化。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2置换为单质而除去。(3)阴极上得电子，发生还原反应，H得电子生成氢气。 因为MnSO4MnO22e，通过2 mol电子产生1 mol MnO2，质量为87 g。【答案】(1)Zn(或锌)正极(2)Zn与Cu2反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率B(3)2H2e=H287 g能力提升12(2016烟台高二检测)乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，下列说法错误的是 () 【导学号：05310038】A电池工作时，质子向电池的正极迁移B电池工作时，电流由b极沿导线流向a极Ca为负极，电极反应式是C2H5OH3H2O12e=2CO212HDb为正极，电极反应式是4HO24e=2H2O【解析】本题以燃料电池为依托考查电化学原理，负极上发生的是氧化反应，乙醇应失电子，所以C错误。【答案】C13(2015江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为：H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为：O22CO24e=2CO【解析】A选项，甲烷中的C为4价，一氧化碳中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为

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