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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 化学电源课时训练
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 化学电源课时训练，共4页。试卷主要包含了关于铅蓄电池的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
A．锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料B．在外电路中电子从碳棒流向锌外壳
C．电流从锌流到碳棒上D．在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动
2．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A．原电池反应均是自发的氧化还原反应
B．氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C．氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置
D．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加
3．锂电池是一种新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )
A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
4．关于铅蓄电池的说法正确的是( )
A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)
5．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 ml氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体L
6．如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。该电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列有关该电池的说法错误的是( )
A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气
B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
C．电池负极的反应式为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
D．电池正极的反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
7．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的电极为正极。下列说法正确的是( )
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
8．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为
________________________________________________________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
________________________________________________________________________。
9．(1)ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是__________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________。
(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，正极的电极反应式为______________________。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是________________________________。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。
10．摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O
请填空：
(1)放电时：负极的电极反应式为____________________________。
(2)通入甲醇一端的电极是________极，电池在放电过程中溶液的pH将______(填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)若在常温、常压下，1 g CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放出22.68 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式为________________________________
参考答案
1. 解析：在锌锰干电池中，锌外壳是负极，石墨碳棒是正极，在外电路中电子从锌外壳流向碳棒，电流的方向与电子的流向相反，电池内部，阳离子向正极碳棒移动，故A正确，B、C、D错误。
答案：A
2．解析：原电池反应中的能量变化是将化学能转化为电能，必须是自发的氧化还原反应，A项正确，C项错误；氢氧燃料电池中，H2发生氧化反应，在负极被氧化，B项错误；铅蓄电池放电过程中总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，生成物PbSO4附着在两电极上使正、负极质量增加，D项错误。
答案：A
3. 解析：由总反应＋O2===O2可知，锂元素在反应后化合价升高(0→＋1)，锰元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－===MnO。
答案：B
4. 解析：A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。
答案：B
5. 解析：微生物主要成分是蛋白质，高温条件下蛋白质变性，失去活性，A不正确。通入燃料C6H12O6的极为负极，负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋(能放出CO2，应该是酸性，所以右边写H＋。不能在左边加OH－、右边写H2O)，B项正确。正极反应为6O2＋24H＋＋24e－===12H2O，从两极反应可知：负极生成H＋，正极消耗H＋，即通过质子交换膜从负极到正极传导H＋，选项C不正确。从总反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O可知，每消耗1 ml氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L，D项错误。
答案：B
6. 解析：在电解质溶液中，阳离子从负极移向正极。从质子通过的方向可知，a处通入的为甲醇，为原电池的负极，b处通入的为空气，为原电池的正极。
答案：A
7. 解析：正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确。铝作负极，铝失电子，中性溶液(NaCl)中的负极反应为Al－3e－===Al3＋，碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，B不正确。在碱性时，总的电池反应式为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO＋2H2O，溶液pH降低，C项错。电池工作时，电子从负极流向正极，D项错。
答案：A
8. 解析：(1)分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂(作负极)，失电子：Li－e－===Li＋。
(2)SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物：Cl－、S、SO2(或用总反应减去负极反应)。
(3)题中已给出信息：碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，进而推出现象。
答案：(1)Li Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成 SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
(4)因为构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应
9. 解析：(1)负极是失电子的一极，Zn所失电子由负极经外电路流向正极。锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)正极上是S得到电子发生还原反应：xS＋2e－===S；要形成闭合回路，M必须是能使离子在其中定向移动的，故M的两个作用是导电和隔膜；假设消耗的质量都是207 g，则铅蓄电池能提供的电子为2 ml，而钠硫电池提供的电子为ml，故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的4.5倍。
答案：(1)Zn(或锌) 正极 锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀
(2)xS＋2e－===S 离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5
10. 解析：(1)CH3OH中碳元素从－2价变成＋4价，所以CH3OH是负极反应物，发生氧化反应，反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，因电解质为KOH，所以CH3OH的氧化产物不是CO2而是CO。
(2)在上述电池反应中，甲醇被氧化，则通入甲醇的电极为负极，在放电过程中生成的CO2与强碱反应消耗强碱，使溶液的pH下降。
答案：(1)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)负 下降
(3)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml－1
A．锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料B．在外电路中电子从碳棒流向锌外壳
C．电流从锌流到碳棒上D．在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动
2．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A．原电池反应均是自发的氧化还原反应
B．氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C．氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置
D．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加
3．锂电池是一种新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )
A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
4．关于铅蓄电池的说法正确的是( )
A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)
5．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 ml氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体L
6．如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。该电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列有关该电池的说法错误的是( )
A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气
B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
C．电池负极的反应式为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
D．电池正极的反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
7．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的电极为正极。下列说法正确的是( )
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
8．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为
________________________________________________________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
________________________________________________________________________。
9．(1)ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是__________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________。
(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，正极的电极反应式为______________________。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是________________________________。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。
10．摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O
请填空：
(1)放电时：负极的电极反应式为____________________________。
(2)通入甲醇一端的电极是________极，电池在放电过程中溶液的pH将______(填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)若在常温、常压下，1 g CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放出22.68 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式为________________________________
参考答案
1. 解析：在锌锰干电池中，锌外壳是负极，石墨碳棒是正极，在外电路中电子从锌外壳流向碳棒，电流的方向与电子的流向相反，电池内部，阳离子向正极碳棒移动，故A正确，B、C、D错误。
答案：A
2．解析：原电池反应中的能量变化是将化学能转化为电能，必须是自发的氧化还原反应，A项正确，C项错误；氢氧燃料电池中，H2发生氧化反应，在负极被氧化，B项错误；铅蓄电池放电过程中总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，生成物PbSO4附着在两电极上使正、负极质量增加，D项错误。
答案：A
3. 解析：由总反应＋O2===O2可知，锂元素在反应后化合价升高(0→＋1)，锰元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－===MnO。
答案：B
4. 解析：A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。
答案：B
5. 解析：微生物主要成分是蛋白质，高温条件下蛋白质变性，失去活性，A不正确。通入燃料C6H12O6的极为负极，负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋(能放出CO2，应该是酸性，所以右边写H＋。不能在左边加OH－、右边写H2O)，B项正确。正极反应为6O2＋24H＋＋24e－===12H2O，从两极反应可知：负极生成H＋，正极消耗H＋，即通过质子交换膜从负极到正极传导H＋，选项C不正确。从总反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O可知，每消耗1 ml氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L，D项错误。
答案：B
6. 解析：在电解质溶液中，阳离子从负极移向正极。从质子通过的方向可知，a处通入的为甲醇，为原电池的负极，b处通入的为空气，为原电池的正极。
答案：A
7. 解析：正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确。铝作负极，铝失电子，中性溶液(NaCl)中的负极反应为Al－3e－===Al3＋，碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，B不正确。在碱性时，总的电池反应式为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO＋2H2O，溶液pH降低，C项错。电池工作时，电子从负极流向正极，D项错。
答案：A
8. 解析：(1)分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂(作负极)，失电子：Li－e－===Li＋。
(2)SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物：Cl－、S、SO2(或用总反应减去负极反应)。
(3)题中已给出信息：碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，进而推出现象。
答案：(1)Li Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成 SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
(4)因为构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应
9. 解析：(1)负极是失电子的一极，Zn所失电子由负极经外电路流向正极。锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)正极上是S得到电子发生还原反应：xS＋2e－===S；要形成闭合回路，M必须是能使离子在其中定向移动的，故M的两个作用是导电和隔膜；假设消耗的质量都是207 g，则铅蓄电池能提供的电子为2 ml，而钠硫电池提供的电子为ml，故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的4.5倍。
答案：(1)Zn(或锌) 正极 锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀
(2)xS＋2e－===S 离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5
10. 解析：(1)CH3OH中碳元素从－2价变成＋4价，所以CH3OH是负极反应物，发生氧化反应，反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，因电解质为KOH，所以CH3OH的氧化产物不是CO2而是CO。
(2)在上述电池反应中，甲醇被氧化，则通入甲醇的电极为负极，在放电过程中生成的CO2与强碱反应消耗强碱，使溶液的pH下降。
答案：(1)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)负 下降
(3)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml－1
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