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2022届新高考化学苏教版一轮课时作业:专题6第18讲 原电池 化学电源 WORD版含解析.doc

上传人:高**** 文档编号:231967 上传时间:2024-05-26 格式:DOC 页数:9 大小:725KB
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资源描述

1、课时作业1电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样的电池的发明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锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氧气在正极被还原D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案:C2下列电池工作时,O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢氧燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案:B3某原电池总反应为Cu2Fe3=Cu22Fe2,下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析:由题意知,Cu为负极材

2、料,正极材料的金属活动性必须弱于Cu,其中B、D项符合该条件;由Fe3得电子生成Fe2知,电解质溶液中必须含有Fe3,同时符合上述两条件的只有D项。答案:D4如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是()A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转换C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变解析:铜锌原电池中,Cu做正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,所以Cu上有气泡生成,故A正确;原电池中化学能转化为电能,LED灯发光时,电能转化为光能,故B正确;柠檬汁显酸性也能做电解质溶液,所以将稀硫酸换成柠檬汁,仍然构成原电池

3、,所以导线中有电子流动,故C错误;金属性Cu比Zn、Fe弱,Cu做正极,所以电路中的电流方向不变,仍然由Cu流向负极,故D正确。答案:C5铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是()A正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中,电子从Cu极流向Zn极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液答案:B6设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示。下列说法正确的是()A该装置工作时,电能转化为化学能B该装置可以在高温下工作CX为阳离子交换膜,Y为阴离子交换膜D负极反应为CH3COO2H2O8e=2CO27H解析:A.该装置工作时为原电池,是将化学能转化为电能的装置,A错误;B.高温能

4、使微生物蛋白质凝固变性,导致电池工作失效,所以该装置不能在高温下工作,B错误;C.原电池内电路中:阳离子移向正极、阴离子移向负极,从而达到脱盐目的,所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜,C错误;D.由图片可知,负极为有机废水中的CH3COO,失电子发生氧化反应,电极反应为CH3COO2H2O8e=2CO27H,D正确。答案:D7铅蓄电池的总反应为PbPbO24H2SO 2PbSO42H2O,如图为铅蓄电池示意图,某状态下测得两电极的质量都增加。在该状态下,下列说法正确的是()Aa为铅蓄电池的正极B铅蓄电池正在充电C一段时间后,溶液的pH减小Db的电极反应为:PbO24HSO2e=PbSO42

5、H2O解析:A.放电时负极电极反应式为Pb2eSO=PbSO4,正极电极反应式为PbO22e4HSO=PbSO42H2O,可知a是铅蓄电池的负极,故A错误;B.图中的装置为原电池,则该铅蓄电池正在放电,故B错误;C.放电时,由电池总反应PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O可知,氢离子浓度减小,pH增大,故C错误;D.b为正极,正极电极反应PbO24HSO2e=PbSO42H2O,故D正确。答案:D8(2021福建省莆田月考)一种新型的锌碘单液流电池的原理如图所示。下列说法不正确的是()A放电时B电极反应式为:I22e=2IB放电时电解质储罐中离子总浓度增大CM为阳离子交换膜,N为阴离

6、子交换膜D充电时,A极增重65 g时,C区增加离子数为4NA解析:A.放电时,B电极为正极,I2得到电子生成I,电极反应式为I22e=2I,A正确;B.放电时,左侧即负极,电极反应式为Zn2e=Zn2,所以储罐中的离子总浓度增大,B正确;C.离子交换膜是防止正负极I2、Zn接触发生反应,负极区生成Zn2、正电荷增加,正极区生成I、负电荷增加,所以Cl通过M膜进入负极区,K通过N膜进入正极区,所以M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜,C错误;D.充电时,A极反应式为Zn22e=Zn,A极增重65 g转移2 mol电子,所以C区增加2 mol K、2 mol,离子总数为4NA,D正确。答案:C9(双

7、选)沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.碳棒b的电极反应式为O24e4H=2H2OB光照强度对电池的输出功率有影响C外电路的电流方向:碳棒a碳棒bD酸性增强不利于菌落存活,故工作一段时间后,电池效率升高解析:由题图可知,碳棒a作负极,碳棒b作正极。A项,正极O2得电子生成水,电极反应式为O24e4H=2H2O,故A正确;B项,CO2在光照和光合菌的作用下反应生成氧气,光照强度对电池的输出功率有影响,故B正确;C项,外电路电流由正极流向负极,即由碳棒b碳棒a,故C错误;D项,酸性增强会使菌落失活,工作一段时间后,电池效率降低,故D错误。答案:CD10.

8、(双选)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示,该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述错误的是()Ab极发生氧化反应Ba极的反应式:N2H44OH4e=N24H2OC放电时,电流从b极经过负载流向a极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析:燃料电池燃料(N2H4)在负极(a极)发生氧化反应:N2H44OH4e=N24H2O,O2在正极(b极)发生还原反应:O24e2H2O=4OH,总反应为N2H4O2=N22H2O,A项错误,B项正确;放电时电流由正极流向负极,C项正确;OH在正极生成,移向负极

9、消耗,所以离子交换膜应让OH通过,故选用阴离子交换膜,D项错误。答案:AD11为体现节能减排的理念,中国研制出了新型固态氧化物燃料电池(SOFC),该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电子从b极经导线流向a极B正极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC.还可以选用NaOH固体作固态电解质D若反应中转移1 mol电子,则生成22.4 L(标准状况)CO2解析:燃料电池通入氧气的电极为正极,则a为正极,电子从b极经导线流向a极,故A正确;介质为固态熔融介质,不存在水溶液,则正极的电极反应式为O24e=2O2,故B错误;CO2能与NaOH反应生成Na2CO3,则不可选用NaOH固体作固

10、态电解质,故C错误;若反应中转移1 mol电子,参加反应的氧气为0.25 mol,生成CO2为0.5 mol,体积为11.2 L(标准状况),故D错误。答案:A12(双选)一种电催化合成氨的装置如图所示。该装置工作时,下列说法错误的是()A图中涉及的能量转化方式共有4种B两极产生的气体的物质的量之比是11C电路中每通过1 mol电子,有1 mol H迁移至a极D.b极上发生的主要反应为N26H6e=2NH3解析:图中涉及的能量转化有太阳能电能,风能机械能电能,电能化学能等共4种,A项正确;若不考虑H2,O2和NH3的物质的量之比为34,B项错误;H应向b极迁移,C项错误;b极上发生:N26H6

11、e=2NH3(主要)、2H2e=H2(次要),D项正确。答案:BC13某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:方案:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案:有人利用Fe、Cu做电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。正极反应式:_。负极反应式:_。方案:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案:_(与方案、不能雷

12、同),用离子方程式表示其反应原理:_。解析:方案:铁与酸反应产生气泡,Fe2H=Fe2H2,而铜与酸不反应。方案:设计原电池时以铁、铜为电极,电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。实验现象是铁溶解,而铜极上有无色气泡产生。在负极:Fe失去电子变为Fe2,Fe2e=Fe2;在正极,溶液中的H获得电子变为H2,2H2e=H2。方案:设计简单实验时注意原理与方案及方案的原理不同,且现象明显,操作简单。将铁片置于CuSO4溶液中,若铁片表面覆盖一层铜,说明Fe比Cu活动性强,离子方程式为FeCu2=Fe2Cu。(合理即可)答案:方案:Fe2H=Fe2H2方案:装置如图所示2H2e=H2Fe2e=Fe2方案:

13、将铁片置于CuSO4溶液中,若铁片表面覆盖一层铜,说明Fe比Cu活动性强FeCu2=Fe2Cu14锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列问题:(1)外电路的电流方向是由_(填字母,下同)极流向_极。(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?_(填“是”或“否”),原因是_。答案:(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属,能与水反应15按要求回答问题。(1)肼(N2H4)又称联氨,可看成是氨气中的氢原子被氨

14、基取代后的产物,常用作火箭的液体燃料。肼燃料电池的原理如图所示,则负极的电极反应式为_。(2)O2辅助的AlCO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式为_。电池的正极反应式:3O26e=6O2;6CO26O2=3C2O3O2,反应过程中O2的作用是_。该电池的总反应式为_。(3)某乙烯熔融燃料电池工作原理如图所示。则负极的电极反应式为_。解析:(2)根据图示可知:铝为负极,失去电子变为Al3,离子液体为AlCl3,故负极反应式为Al3e=Al3;根据正极的两个反应式可知O2在反应中的作用是催化剂;将负极反应式和正极反应式相加,可得总电池总反应式:2Al6CO2=Al2(C2O4)3。(3)根据乙烯熔融盐燃料电池工作原理图可知,左侧电极发生氧化反应,左侧为电池负极,乙烯失电子生成二氧化碳和水,负极的电极反应式为C2H412e6CO=8CO22H2O。答案:(1)N2H44e4OH=N24H2O(2)Al3e=Al3催化剂2Al6CO2=Al2(C2O4)3(3)C2H412e6CO=8CO22H2O

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