1、（人教版）第四章第二节化学电源过关训练试题（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题(每小题5分，共50分)1对化学电源的叙述正确的是(A)A化学电源比火力发电对化学能的利用率高B化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C化学电源均是安全、无污染的D化学电源即为充电电池解析：化学电源比火力发电对化学能的利用率高，故A正确；火力发电居于人类社会现阶段总耗电量的首位，故B错误；部分废旧化学电源会引起重金属污染，故C错误；化学电源包括一次电池、充电电池、燃料电池等，故D错误。2据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池。因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2ZnO2=
2、2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是(B)A锌为正极，空气进入负极反应 B负极反应为Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应 D电解液可能为强酸3NiCd可充电电池，可以发生如下反应：Cd(OH)22Ni(OH)2Cd2NiO(OH)2H2O，由此可知，该电池的负极材料是(A)ACd BNiO(OH) CCd(OH)2 DNi(OH)2解析：发生原电池反应即放电反应时，一定是较活泼的金属作负极，发生氧化反应。故Cd是负极材料。4某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是(D)A电子通过外电路从b
3、极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H移向正极，正极即b极的电极反应式应为：O24H4e=2H2O，故A项、B项错误，D项正确。C项没有指明标准状况，故C项错误。5Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan 菌种生成的硫化物作为微生物燃料电池的电解质，电池内部有质子通过，该系统不经任何维护可持续运行5年，该
4、电池的负极反应式为S24H2O8e=SO8H。有关该电池的下列说法中正确的是(C)A若有1.12 L氧气参与反应，则一定有0.2 mol电子发生转移B质子由正极移向负极C该电池的总反应式为S22O2=SOD正极的电极反应式为2O28e4H2O=8OH解析：未标明1.12 L氧气所处的压强和温度，不能确定氧气的物质的量，A项错误；质子由负极移向正极，B项错误；正极的电极反应式为2O28H8e=4H2O，D项错误。6高铁电池是一新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压，高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH下列叙述不正确
5、的是(C)A放电时负极反应为：Zn2e2OH=Zn(OH)2B放电时正极反应为：FeO4H2O3e=Fe(OH)35OHC放电时每转移3mol电子，正极有1molk2FeO4被氧化D放电时，正极附近溶液的碱性增强解析：本题主要考查电化学知识和氧化还原反应的有关知识，重点考查对原电池的理解及分析能力。由电池反应式看出放电时Zn为负极，K2FeO4为正极。放电时，每转移3mol电子，正极应有1molk2FeO4被还原。放电时正极附近有KOH生成。7燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错
6、误的是(C)A上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质B氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C乙醇燃料电池的电解质常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH12e=2CO23H2OD甲烷碱性燃料电池的正极反应为O22H2O4e=4OH解析：氢气、甲烷、乙醇等在燃料电池中，发生的反应为氧化反应，故作为电池的负极。电解质为强碱KOH溶液，因此电极反应中不可能生成二氧化碳，应该生成CO，即负极反应为：C2H5OH12e16OH=2CO11H2O。故C错误。8流动电池是一种新型电池，其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解
7、质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为CuPbO22H2SO4=CuSO4PbSO42H2O。下列说法不正确的是(D)Aa为负极，b为正极B该电池工作时，PbO2电极附近溶液的pH增大Ca极的电极反应式为Cu2e=Cu2D调节电解质溶液的方法是补充CuSO4解析：A项，根据电池总反应可得铜为负极，PbO2为正极，正确；B项，该电池工作时，PbO2电极上发生的反应为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，消耗了溶液中的H，故溶液的pH增大，正确；C项，铜电极的电极反应为Cu2e=Cu2，正确；D项，反应生成了CuSO4，消耗了H2S
8、O4，故应补充H2SO4，错误。9一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：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是(C)A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OH解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极上的电极反应为O24e4H=2H2O，D项错误；结合正极反应，转移0.4 mol电子时，消耗0.1 mol O2，其在标准状况下的体积为2.24 L，B项错
9、误；C项符合题目要求。10近年来AIST正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法不正确的是(B)A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：根据放电时的反应判断锂电极是负极，铜电极是正极。在电池内部阳离子移向正极，即Li透过固体电解质向Cu极移动，故A正确。负极发生失电子的氧化反应，故B错误。据图示和题干信息可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
10、，放电时，负极生成铜，整个反应过程中，铜相当于催化剂，故C、D正确。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11（每空3分，共9分）某学校设计了一节实验活动课，让学生从废旧干电池中回收碳棒、锌皮、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质，整个实验过程如下：(1)了解有关干电池的基本构造和工作原理。如图所示为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应式是_，MnO2的作用是除去正极上产生的H2，本身生成Mn2O3，该反应的化学方程式是_。(2)锌皮和碳棒的回收：用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并刷洗干净，将电池内的黑色粉末移入小烧杯中。(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和
11、分离。如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2晶体的混合物？写出简要的实验步骤：_。答案：(1)Zn2e=Zn2 H22MnO2=H2OMn2O3(3)将黑色粉末溶于水，然后过滤，对滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、烘干12（除标注外，每空2分，共16分）科学家预言，燃料电池是21世纪获得电子的重要途径。甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答以下问题：(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式：CH3OH_O2_CO2_H2O。(2)在硫酸电解液中，CH3OH失去电子，此电池的正极发生的反应是_，负极发生的反应是_。(3)
12、电解液中的H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_极。(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先燃料电池的能量转换效率高，其次是_。(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比，其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低，但其主要优点是_。解析：(1)根据得失电子守恒配平反应方程式，注意CH3OH中的H显1价，O显2价。(2)电极反应的书写应注意电解质溶液，本题给出的是酸性溶液。(3)由电极反应可知，H在正极被消耗，在负极生成，所以H向正极移动。答案：（1）2324（3分）（2）O24H4e=2H2OCH3OHH2O6e=CO26H（3分）（3）正负(4)对空气无污染(5
13、)甲醇比H2廉价13（每空2分，共12分）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图所示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)图中通过负载的电子流动方向为_(填“向左”或“向右”)。(2)写出氢氧燃料电池工作时的电极反应和总反应。正极：_，负极：_，总反应：_。(3)为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在催化剂作用下制取氢气。写出C3H8和H2O反应生成H2和CO化学方程式_。(4)若将
14、此燃料电池改为甲烷空气燃料电池，该电池工作时的负极反应为_。解析：H2在负极上被氧化，O2在正极上被还原，电解质溶液为KOH溶液，在书写电极反应时不出现H。书写甲烷空气燃料电池的电极反应时，甲烷被O2氧化的产物是CO2，在碱溶液中继续反应生成CO。答案：（1）向右（2）2H2OO24e=4OH2H24OH4e=4H2O2H2O2=2H2O（3）C3H83H2O3CO7H2（4）CH410OH8e=CO7H2O14(除标注外，每空2分，共13分)科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图
15、如下图：请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_；Pt(b)电极发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。(2)该电池的总反应方程式为_。(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有_mol。解析：Pt(a)端的原料为CH3OH和H2O，产物为CO2、H，根据C化合价由2价升到4价，失去6个电子，Pt(a)为负极；Pt(b)端的原料为O2和H，产物为H2O，O化合价由0价降为2价，发生还原反应，为正极。答案：(1)负2CH3OH2H2O12e=2CO212H还原3O212H12e=6H2O(2)2CH3OH3O2=2CO24H2O(3)（3分）