1、第2课时 化学电源(建议用时：40分钟)合格过关练1下列说法错误的是()A依据原电池的原理设计出了化学电源B原电池是化学电源的雏形C判断电池的正负极只需看其正负极材料的活泼性D氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源C判断电池的正负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。2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BA项，锌锰电池，Zn是负极，MnO2为正极，所以正极放电的物质是二氧化锰；B项，氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极；C项，铅蓄电池负极为Pb，正极为PbO2放电；D项，镍镉电池负极
2、为Cd，正极为NiO(OH)放电。3微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种锌银电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质为KOH，电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2；Ag2OH2O2e=2Ag2OH。根据电极反应式，判断下列叙述中正确的是()A在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B在使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极CZn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应DZn是负极，Ag2O是正极D根据原电池原理：负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，可以判断该原电池中Zn为负极，Ag2O为正极；根据电极反应可以得知负极区溶液的pH减小，故A、C错误；电子是从负
3、极沿导线流向正极，故B错误。4普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn2NH2MnO2=Zn(NH3)22Mn2O3H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()普通锌锰干电池A当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B电池负极反应式为2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2OC原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减
4、小6.5 gC普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A项错误；根据原电池工作原理，负极失电子，B项错误；由负极的电极反应式可知，每通过0.1 mol电子，消耗锌的质量是65 gmol13.25 g，D项错误。5某干电池的工作原理如图所示，总反应式为：Zn2NH=Zn22NH3H2，下列说法正确的是()A石墨为电池的负极B电池工作时NH被氧化C实现了电能向化学能转化D电子由Zn电极经外电路流向石墨电极D根据电池反应式知，Zn易失电子作负极，则石墨作正极， A错误；放电时，铵根离子得电子发生还原反应，被还原， B错误；该装置是原电池，将化学能转化为电能， C错误；放电时，电子从负极Zn沿导线流向
5、正极石墨， D正确。6(双选)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该项燃料电池说法正确的是()A在熔融电解质中，O2移向正极B电池总反应式是：2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H1026e13O2=4CO25H2OBC该电池是以丁烷的燃烧设计成的燃料电池，反应总方程式就是丁烷的燃烧方程式。在燃料电池中可燃物一般是还原剂，在电池中的负极上发生反应。首先写出丁烷的燃烧方程式，然后写出O2得电子的电极方
6、程式，总反应式与正极式相减即得负极方程式。 在原电池中阴离子向负极移动，A错误；在该氧化还原反应中丁烷是燃料，应该在负极上发生氧化反应，D错误；燃料电池总反应实质是一个燃烧反应，而正极空气中氧气发生还原反应变为电解质的阴离子，B、C正确。7锂电池作为最主要的便携式能量电源，影响着我们生活的方方面面。锂空气电池放电的工作原理如图所示。下列叙述正确的是()A电池放电时负极电极方程式为O22H2O4e=4OHB放电时电子由B极向A极移动C电解液a，b之间可采用阴离子交换膜D电解液b可能为稀LiOH溶液D原电池中锂作负极、失电子、发生氧化反应，B电极为原电池正极，氧气得到电子、发生还原反应，A错误；原
7、电池放电时，电子由负极经过导线流向正极，即电子由A极向B极移动， B错误；锂是活泼金属，能与和水发生反应，所以该电池放电时，电解液中Li由锂电极迁移向B电极，离子交换膜应该为阳离子交换膜， C错误； Li在负极失电子生成Li，Li向正极移动，正极区Li与氢氧根离子结合形成LiOH，由于阳离子交换膜的隔离作用，水分子不能通过交换膜，所以电解液b可能为稀LiOH溶液， D正确。8下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是()干电池铅蓄电池氢氧燃料电池A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207
8、 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源C在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确；C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。 9镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiO(OH)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是()A充电时阳极反应：Ni(OH)2eOH=NiO(OH)H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D
9、放电时电解质溶液中的OH向正极移动A充电过程是电能转化为化学能的过程，B项错误；放电时负极反应式为Cd2e2OH=Cd(OH)2，附近溶液的碱性减弱，因Cd2结合了溶液中的OH，同时溶液中的OH向负极移动，C、D项错误。10一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()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=4OHC在原电池中，电解质溶液中的阳离子应向
10、正极移动，A错；每消耗1 mol O2，转移4 mol电子，若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L O2，B错；根据题意，电解质溶液呈酸性，正极的电极反应为O24H4e=2H2O，D错。素养培优练112019年10月9日，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予古迪纳夫等三位科学家，表彰他们在锂离子电池方面的研究成果，钴酸锂电池是他们的研究成果之一，其工作原理为：LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2，下列说法正确的是()A放电时Li从正极通过导线流向负极B放电时负极的电极反应式为：LixC6xe=C6xLiC充电时电池的负极与电源的正极相连D充电时阴极的电极反应式为：LiCo
11、O2xe=Li1xCoO2xLiB根据电池反应式电池反应式LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2知，负极反应式为LixC6xe=C6xLi，正极反应式为：Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理来回答。放电时电子从负极流向正极，溶液中Li从负极流向正极， A错误；放电时，负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为：LixC6xe=C6xLi， B正确；充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，电池的负极与电源的负极相连， C错误；充电时阴极的电极反应式为：C6xLixe=LixC6
12、, D错误。教师备选一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应式为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应式为O22CO24e=2CODA项，由化合价变化可知，每消耗1 mol CH4转移6 mol电子；B项，电极A为负极，电极反应式为H2CO2e=H2OCO2；C项，电池工作时，CO向电极A移动；D项，电极B是正极，电极反应式为O22CO24e=2CO。12以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，氨燃料电池使用的电
13、解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH33O22N26H2O。下列有关说法错误的是()A氨燃料电池在充电时，N2在阴极得电子被氧化B氨燃料电池在放电时，负极反应为2NH36e6OH=N26H2OC以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存D燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高A充电时，N2在阴极得电子被还原，A错误；氨燃料电池在放电时，负极反应式为4NH312e12OH=2N212H2O，正极反应式为3O212e6H2O=12OH，B正确；NH3比H2易液化，易储存，更适合大量使用，所以以NH3代替H2，C正确；燃料电池的能量转化率超过80%，比普通的电池高，D正确。13素养题酸性锌锰干电
14、池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：溶解度/(g/100 g水)温度/化合物020406080100NH4Cl29.3 37.2 45.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039回答下列问题： (1)该电池的正极反应式为_；电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知
15、F96 500 Cmol1)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_；欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为_，其原理是_。解析(1)酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应，该电池放电过程中产生MnO(OH)，则正极反应式为MnO2He=MnO(OH)。金属锌做负极，发生氧化反应生成Zn2，则负极反应式为Zn2e=Zn2，结合得失电子守恒可得电池反应的离子方程式为2MnO22HZn=2MnO(OH)Zn2。(2)电流强度为I0.5 A，时间为t5 min300 s，则通过电极的电量为QIt0.5 A300
16、s150 C，又知F96 500 Cmol1，故通过电子的物质的量为0.001 6 mol，则理论上消耗Zn的质量为65 gmol10.001 6 mol1/20.05 g。(3)由NH4Cl、ZnCl2的溶解度与温度的关系可知，相同温度下，ZnCl2的溶解度远远大于NH4Cl，因此从滤液中分离NH4Cl和ZnCl2，可采用加热浓缩、冷却结晶的方法。废电池的糊状填充物由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成，加水处理后，过滤，滤渣中含有碳粉、MnO2及MnO(OH)等，欲从中得到较纯的MnO2，可采用在空气中加强热的方法，碳粉与O2反应生成CO2，MnO(OH)氧化为MnO2。答案(1)
17、MnO2He=MnO(OH)2MnO2Zn2H=2MnO(OH)Zn2注：式中Zn2可写为Zn(NH3)，Zn(NH3)2Cl2等，H可写为NH(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnO(OH)在空气中加强热碳粉转变为CO2，MnO(OH)氧化为MnO214燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH、NH3等)与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。依据材料回答下列问题：(1)甲烷燃料电池(NaOH作电解质溶液)的负极反应式为_，正极电极反应式为_，放电过程中溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池示意图如下，
18、有关说法正确的是_(选填字母)。a电池工作时，Na向负极移动b电子由电极2经外电路流向电极1c电池总反应为4NH33O2=2N26H2Od电极2发生的电极反应为O24H4e=2H2O(3)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。A为生物燃料电池的_(填“正”或“负”)极。正极反应式为_。负极反应式为_。放电过程中，H由_极区向_极区迁移(填“正”或“负”)。在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体_L。该电池_(填“能”或“不能”)在高温下工作。(4)CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电
19、解质为氧化钇氧化钠，其中O2可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高，请回答：a极电极反应式为_。工作时，O2由电极_向电极_移动(填“a”或“b”，下同)，电子由电极_通过传感器流向电极_。解析(1)负极为CH4失电子被氧化，在碱性条件下转化为CO，故负极电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O；正极O2得电子在碱性条件下生成OH，电极反应式为O22H2O4e=4OH，电池总反应式为CH42O22OH=CO3H2O。随着放电反应的进行，OH不断消耗，pH减小。(2)先分析进出电极物质的化合价，判断电池正负极，NH3N2，N元素化合价升高，故电极
20、1为原电池负极，电极2为原电池正极，电池工作时，Na向正极移动，电子由电极1经外电路流向2，电极2电极反应式为O22H2O4e=4OH。电极1电极反应式为2NH36OH6e=N26H2O。(3)O2H2O发生还原反应，故A为燃料电池的正极，B为燃料电池的负极。由于电解质中含有H，故正极电极反应为O24H4e=2H2O，负极电极反应为C6H12O66H2O24e=6CO224H。放电过程中，H由负极区向正极区移动。葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，即1 mol O21 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下CO2气体22.4 L。由于微生物是蛋白质，高温下会发生变性，故该电池不能在高温下工作。(4)根据元素价态变化可知，a电极为负极，电极反应式为COO22e=CO2，b电极为正极，电极反应式为O24e=2O2，总反应式为2COO2=2CO2。工作时电子由电极a通过传感器流向电极b，O2由电极b向电极a移动。答案(1)CH410OH8e=CO7H2OO22H2O4e=4OH减小(2)c(3)正极O24H4e=2H2OC6H12O66H2O24e=6CO224H负正22.4不能(4)COO22e=CO2baab
