2018_2019学年高中化学主题3合理利用化学能源课时训练8电池探秘鲁科版选修1.docx

1、1课时训练 8 电池探秘基础夯实1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是( )A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极解析 原电池的两极分别命名为正极、负极。铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池,其中锌失去电子做原电池的负极。答案 D2.原电池的正极一定是( )A.电子流出的极 B.电子流入的极C.发生氧化反应的极 D.电极自身参与反应的极解析 电池正极为电子流入的一极,发生还原反应,电极本身并不参与反应。答案 B3.关于如图所示装置的叙述,正确的是 ( )A.铜是阳极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原解析 从图中可以看出

2、这是原电池,原电池的电极名称应说是正极、负极,故 A 项错;而原电池是活泼金属被消耗,B 项错;负极(Zn)的电子经外线路流向正极(Cu),电流方向应与电子流向相反,故 C 项错。答案 D4.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气流入到以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池的负极反应为( )A.H2+2OH-2e- 2H2OB.O2+4H+4e- 2H2OC.H2-2e- 2H+D.O2+2H2O+4e- 4OH-解析 电池负极发生氧化反应,失电子,B、D 两项错;根据电解质是磷酸可知 A 项错误。答案 C5.常用锌锰干电池在放电时的总反应可表示为:Zn(s)+

3、2MnO 2(s)+2N Zn2+Mn2O3(s)H+4+2NH3+H2O放电时,正极所发生反应的物质或粒子是( )A.锌 B.MnO2C.N D.MnO2和 NH+4 H+42解析 Zn 为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成 Zn2+,失去的电子被 MnO2得到,MnO 2和 N 在正极生成 Mn2O3和不带电的 NH3,所以在正极上 N 和 MnO2为反应物。H+4 H+4答案 D6.镍镉(Ni-Cd)可充电电池可以发生如下反应:Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池放电时的负极材料是( )A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(O

4、H)2 D.Ni(OH)2解析 此反应的逆过程为放电过程,负极为电子流出的一极,发生氧化反应,元素化合价升高,故放电时负极材料为 Cd。答案 A7.(2017 课标全国)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的 S8材料,电池反应为:16Li+ xS8 8Li2Sx(2 x8)。下列说法错误的是( )A.电池工作时,正极可发生反应:2Li 2S6+2Li+2e- 3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过 0.02 mol 电子,负极材料减重 0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性D.电池充电时间越长,电池中 Li2S2的量越多解析 A

5、 项,在该电池中电极 a 为正极,发生的反应依次为:S8+2Li+2e- Li2S83Li2S8+2Li+2e- 4Li2S62Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4Li2S4+2Li+2e- 2Li2S2,故 A 正确;B 项,原电池工作时, 转移 0.02 mol 电子时,被氧化的 Li 的物质的量为 0.02 mol,质量减少 0.14 g,正确;C 项,石墨烯能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极 a 的导电性,正确;D 项,电池充电时由于 Li+得到电子生成 Li,则电池充电时间越长,电池中 Li2S2的量越少,错误。答案 D能力提升8.(1)将 Al 片和 Cu 片用导线相连,插入

6、稀硫酸中组成原电池,写出电极名称及电极反应:Al 片( ) , Cu 片( ) 。 (2)若将 Al 片和 Cu 片用导线相连,插入浓硝酸中能否组成原电池? (填“能”或“不能”,“若不能”,则不用回答下面的问题),若能组成原电池,写出电极名称及电极反应: Al 片( ) , Cu 片( ) 。 解析 (1)Al 片和 Cu 片用导线相连,插入稀硫酸中时,Al 比 Cu 活泼,Al 为负极,失电子被氧化为 Al3+,Cu 为正极,溶液中的 H+得电子被还原为 H2。3(2)Al 片和 Cu 片用导线相连,插入浓硝酸中时,由于铝被钝化不能溶解,故 Al 为正极;Cu 为负极,失电子被氧化为 Cu

7、2+。答案 (1)负极 2Al-6e - 2Al3+正极 6H +6e- 3H2(2)能 正极2N +4H+2e- 2NO2+2H 2OO-3负极 Cu-2e - Cu2+9.燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置,燃料电池的研究是 21 世纪最具挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电解质是掺杂了 Y2O3(三氧化二钇)的 ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能传导 O2-。试回答下列问题。(1)该电池放电时的化学反应方程为 。 (2)该燃料电池的电极反应:正极:13O 2+52e- 26O2-负极:2C 4H10+26O2-52e- 8

8、CO2+10H2O则固体电解质中的 O2-向 (填“正”或“负”)极移动。 (3)某金属的相对原子质量为 52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出 3 360 mL(标准状况)氧气,阴极析出金属 10.4 g,在该含氧酸盐中金属的化合价为 ,在该实验中,若不考虑能量的损失,电池中消耗丁烷的质量最少是 g(结果精确至 0.01 g)。 解析 (1)2C4H10+13O2 8CO2+10H2O;(2)根据电极反应式可知氧离子由正极移向负极;(3)设金属的化合价为 x,则根据得失电子守恒关系可得 4= x3 36010-3L22.4 Lmol-1 10.4 g52.0

9、0 gmol-1可得 x=3,此过程中转移的电子的物质的量为 0.6 mol,所以消耗的丁烷的质量为 1.34 g。答案 (1)2C4H10+13O2 8CO2+10H2O(2)负 (3)+3 1.3410.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应: ; 银片上发生的电极反应: 。 (2)若该电池中两电极的总质量为 60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为 47 g,试计算:产生氢气的体积(标准状况);通过导线的电量。(已知 NA=6.021023 mol-1,电子电量为 1.6010-19 C)解析 (1)锌片、银片与稀硫

10、酸构成原电池锌片为负极,发生氧化反应:Zn-2e - Zn2+银片为正极,发生还原反应:2H +2e- H2(2)锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。Zn+2H+ Zn2+H265 g 22.4 L60 g-47 g=13 g x4x=13 g22.4 L65 g=4.48 L反应消耗的锌为:13 g65 gmol -1=0.20 mol1 mol Zn 变为 Zn2+时,转移 2 mol e-,则通过的电量为:0.20 mol26.0210 23 mol-11.610-19C3.8510 4 C。答案 (1)Zn-2e- Zn2+ 2H +2e- H2(2)4.48 L 3.8510 4 C