1、1第二章 第二节 第 2 课时 发展中的化学电源课时跟踪检测1下列电池不属于二次电池的是( )A碱性锌锰电池 B铅蓄电池C镍镉电池 D锂离子电池解析:碱性锌锰电池是一次电池,不能重复使用,A 符合题意,B、C、D 都属于二次电池。答案:A2.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO 2=LiMnO2,下列说法正确的是( )ALi 是负极,电极反应为 Lie =LiBLi 是正极,电极反应为 Lie =LiCLi 是负极,电极反应为 MnO2e =MnO 2DLi 是负极,电极反应为 Li2e =Li2解析:根据电池总
2、反应可知 Li 化合价升高,被氧化,锂为该电池负极材料,电极反应式为 Lie =Li ,正极放电的为 MnO2,故 A 项正确。答案:A3高铁电池是一种新型电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH 3Zn2K 2FeO48H 2O,下列叙 充 电 放 电述正确的是( )A放电时正极附近溶液的碱性增强B放电时每转移 3 mol 电子,正极有 1 mol K2FeO4被氧化C放电时正极反应为:Zn2e 2OH =Zn(OH)2D该原电池,Zn 作正极,可用石墨等作负极解析:由高铁电池的总反应式可知,放电时正极反应式为F
3、eO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH ,正极生成 OH , c(OH )增大,碱性增强,A 项正确;24根据 A 项正极反应式可知,转移 3 mol 电子,有 1 mol K2FeO4被还原,B 项错误;放电时,Zn 在负极失电子,电极反应式为 Zn2e 2OH =Zn(OH)2,C 项错误;该原电池中 Zn 化合价升高转化为 Zn(OH)2,应采用 Zn 作负极 ,不能用石墨作负极,D 项错误。答案:A4美国 NASA 曾开发一种铁空气二次电池。该电池放电2时,其原理如图所示,电池反应为 2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2。有关该电池放电时的说法正确的是( )Aa 极质量不变B
4、b 极为电池负极C电子由 a 极经负载流向 b 极D由电能转变为化学能解析:根据电池反应 2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2,在 a 极,铁在反应过程中失电子,生成 Fe2 ,在 NaOH 溶液中 Fe2 与 OH 反应生成 Fe(OH)2,故 a 极质量增加,A 项错误;b极 O2得电子,b 极为电池的正极,B 项错误; 电子从负极 (a 极)流出,经过外电路流向正极(b 极 ),C 项正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,D 项错误。答案:C5一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH4e H 2O=CH3COOH4H 。下列有关说法正确的是( )A检
5、测时,电解质溶液中的 H 向负极移动B正极上发生的反应为 O24e 2H 2O=4OHC若有 0.4 mol 电子转移,则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气D电池反应的化学方程式为 CH3CH2OHO 2 CH 3COOHH 2O解析:酒精检测仪利用了燃料电池原理。检测时,电解质溶液中阳离子移向正极,A项错误;该电池电解质溶液为酸性电解质,正极不会产生 OH ,正极反应式为O24e 4H =2H2O,B 项错误;若有 0.4 mol 电子转移,正极消耗 0.1 mol O2,其标准状况下的体积为 2.24 L,C 项错误;负极反应为 CH3CH2OH4e H 2O=CH3COOH4H ,正极
6、反应为 O24e 4H =2H2O,两电极反应式相加可得总反应式,CH3CH2OHO 2 CH 3COOHH 2O,D 项正确。答案:D6 “盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为 2MgO 22H 2O=2Mg(OH)2,下列关于该电池的说法错误的是( )A镁片作为负极B正极发生氧化反应C电池工作时镁片逐渐被消耗D食盐水作为电解质溶液解析:根据原电池反应式知,Mg 元素化合价由 0 价变为2 价,所以 Mg 失电子作负极,A 项正确;正极反应式为 O24e 2H 2O=4OH ,正极发生的是还原反应,B 项错误;Mg作负极,电极反应式为 Mg
7、2e =Mg2 ,所以电池工作时镁片逐渐被消耗,C 项正确;该原电池中,电解质溶液是食盐水,D 项正确。3答案:B7我国首先研制的以铝、空气、海水为能源的新型航标灯,是以海水为电解质溶液的。只要把灯放入海水中数分钟后就会发出耀眼的光,其能量比普通干电池高 2050 倍,试推测此电池的基本结构:(1)电池的负极是_,其电极反应式为_。(2)可用_材料作正极。(3)已知正极发生的电极反应式为 O22H 2O4e =4OH ,则电池的总反应方程式为_。解析:由铝、空气、海水为能源的电池可知铝作负极,失去电子电极反应为Al3e =Al3 ,正极反应为 O22H 2O4e =4OH ,所以正极材料是比铝
8、不活泼的金属或能导电的非金属单质,由正、负极电极反应及得失电子守恒,可得电池总反应方程式为4Al3O 26H 2O=4Al(OH)3。答案:(1)铝 Al3e =Al3(2)金属性比铝弱的导体或导电的非金属石墨(3)4Al3O 26H 2O=4Al(OH)38(2018长春外国语学校月考)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是 Ag2O 和 Zn,电解质溶液为 KOH 溶液,电极反应为Zn2OH 2e =ZnOH 2O, Ag2OH 2O2e =2Ag2OH ,总反应为Ag2OZn= =ZnO2Ag。根据反应式回答问题:(1)Zn 是_极,Ag 2O 发生_反应。(2
9、)电子由_极流向_极(填“Zn”或“Ag 2O”),当电路通过 1 mol 电子时,负极消耗物质的质量是_ g。(3)在使用过程中,电解质溶液中 KOH 的物质的量_(填“增大” “减小”或“不变”)。解析:(1)由电极反应式可知,Zn 失电子,所以作负极,Ag 2O 得电子,发生还原反应。(2)原电池工作时,电子由负极经过外电路流向正极,即由 Zn 极流向 Ag2O 极,由电极反应式可知,每消耗 1 mol Zn,转移 2 mol 电子,所以通过 1 mol 电子时消耗 0.5 mol Zn,即0.5 mol65 g/mol32.5 g 锌。(3)由电极反应式和总反应式可知,在放电过程中,K
10、OH只是起到了增强导电性的作用,不参与反应,故电池使用过程中 KOH 的物质的量不变。答案:(1)负 还原 (2)Zn Ag 2O 32.5 (3)不变11980 年我国首次制成燃氢汽车,乘员 12 人以 50 km/h 行驶 340 km。燃料电池车采用的燃料是装在特别的高压储罐中的液氢, “吃氢排水” 。下列有关此燃料电池的说法正确的是( )4A该电池工作时,可产生蓝色的火焰B电池工作时,电子由正极流向负极C该电池进空气的极为电池负极,发生电极反应:2H 2OO 24e =4OHD燃料电池的能量利用率比氢气直接燃烧高解析:燃料电池工作时燃料和氧化剂并不直接接触,所以不会产生火焰,A 错;所
11、有化学电源工作时,电子都是从负极移向正极,B 错;发生氧化反应的极为负极,C 错;燃料电池是特殊的能量转化原理可使其理论能量转换效率高达 90%,D 正确。答案:D2(2018遵义航天高级中学月考)我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )A放电时,a 极锂的化合价发生变化B电流的方向为 a 到 bCa 为电池的正极D放电时,溶液中 Li 从 b 向 a 迁移解析:放电时,a 电极为正极,Mn 元素化合价发生变化,锂的化合价不变,b 电极为负极,电流的方向为 a 到 b,A 错误,B、C 正确;b 电极 Li 失电子产生 Li ,a 电极为正极,所以溶液中 Li 从
12、 b 向 a 迁移,D 正确。答案:A3燃料电池是燃料(如 CO、H 2、CH 4、CH 3OH 等)跟氧气或空气反应,将此反应的化学能转化为电能的装置,电解质通常为 KOH 溶液。有人设计出利用 CH4和 O2的反应,用铂电极在 KOH 溶液中构成原电池,电池的总反应类似于 CH4在 O2中燃烧,则下列说法正确的是( )每消耗 1 mol CH4可以向外电路提供 8 mol e 负极上 CH4失去电子,电极反应式 CH410OH 8e =CO 7H 2O 负极上是 O2获得电子,电极反应式为23O22H 2O4e =4OH 电池放电后,溶液 pH 不断升高A BC D解析:CH 4中的 C
13、为4 价,碱性介质中反应变为 CO 中的 C 为4 价,1 mol CH4失23去的电子数为 8 mol,电极反应为 CH410OH 8e =CO 7H 2O,正确;CH 4在负235极上反应,O 2在正极上反应,错误;CH 4和 O2在反应过程中生成 CO2,与 KOH 反应消耗了KOH,故溶液 pH 降低,错误,A 正确。答案:A4锌空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时 Zn 转化为 ZnO。该电池工作时,下列说法正确的是( )AZn 电极是该电池的正极BZn 电极的电极反应:ZnH 2O2e =ZnO2H COH 向石墨电极移动D氧气在石墨电极上发生还原反应解析
14、:锌空气电池中,Zn 为电池负极,石墨电极为正极,A 项错误;电解质溶液为KOH 溶液,Zn 电极不会产生 H ,B 项错误;电解质溶液中阴离子向负极移动,C 项错误;O2在石墨电极上得电子,发生还原反应,D 项正确。答案:D5(2018南昌市第二中学月考).被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池。 下图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为 KOH 溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题:(1)燃料电池的优点是_;电解质溶液中的 OH 移向_(填“负”或“正”)极。(2)写出氢氧燃料电池工作
15、时正极反应式:_。(3)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为_。(4)利用该装置可以处理氮的氧化物和 NH3 尾气,总反应为 6NO2 8NH 3=7N212H 2O,负极反应式为_ 6_。.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,若该电池中两电极的总质量为 80 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 41 g,试计算:(1)产生氢气的体积(标准状况)为_。(2)通过导线的电子数为_(用 NA表示)。解析:.(1)因为是氧气和氢气的燃料电池,产物为水,并且氧气和氢气的燃烧放出的热量高,所以(1)燃料电池的优点是能量利用率高,绿色无污染。根据原电池
16、工作原理,在电解质溶液中,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。(2)正极上是氧气得电子和水生成氢氧根离子,发生还原反应,所以电极反应式为 2H2OO 24e =4OH 。(3)在碱性溶液中,甲烷在负极上失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH410OH 8e =CO 7H2O。(4)根据反应 6NO2 8NH 3=7N212H 2O 可知,NO 2为氧23化剂,NH 3为还原剂,故负极反应式为 2NH3 6e 6OH =N26H 2O。.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌做负极失电子发生氧化反应;硫酸中的氢离子做氧化剂得电子发生还原反应。若该电池中两电极的总质量为 80 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 41 g,质量减少了 39 g,根据原电池工作原理知道减少的质量是锌失电子,变成锌离子。根据电子守恒 ZnH 2产生标准状况下氢气的体积为 39 g/65 gmol1 22.4 Lmol1 13.44 L。(2)通过导线的电子数为 39 g/65 gmol1 2NA1.2 NA答案:.(1)能量利用率高,绿色无污染 负 (2)2H2OO 24e =4OH (3)CH410OH 8e =CO 7H 2O 23(4)2NH3 6e 6OH =N26H 2O.(1)13.44 L(2)1.2NA7