1、专题2第三单元 第2课时化学电源时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1下列说法中不正确的是()A将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，a的质量减少，说明a比b活泼B燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池C化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应D镍氢电池和锌锰干电池都是可充电电池解析：选D将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，a的质量减少，说明金属a较活泼，可以和电解质溶液反应。在原电池中一般是较活泼金属作负极，所以A正确；燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池，所以B正确；化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应，这个过程中化学能转化为电能，所以C正确
2、；镍氢电池是二次电池，锌锰干电池用完后不能充电，所以D错误。选D。2已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O石墨：O2H2O2e=2OH据此判断，锌片是()A负极，并被氧化 B负极，并被还原C正极，并被氧化 D正极，并被还原解析：选A3(2019浙江选考卷)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是()A甲：Zn2向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H浓度增加B乙：正极的电极反应式为Ag2O2eH2O=2Ag2OHC丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降解析：选AZn比Cu活泼，Zn作负极，
3、Zn失电子变Zn2，电子由锌电极经导线转移到铜电极，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2和H迁移至铜电极，H氧化性较强，得电子变H2，因而c(H)减小，A项错误；Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O2eH2O=2Ag2OH，B项正确；Zn为较活泼电极，作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；铅蓄电池总反应式为PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。4燃料电池是一种新型电池。某氢氧燃料电池的基
4、本反应是：X极：O2(g)2H2O(l)4e=4OHY极：2H2(g)4e4OH=4H2O(l)下列判断正确的是()A该电池的电解质溶液为酸性B电池总反应为2H2O2=2H2OCX极是负极，发生氧化反应D电池工作一段时间后溶液pH增大解析：选BY电极有氢氧根参与，该电池的电解质溶液为碱性，A错误；根据正、负极电极反应式可知电池总反应为2H2O2=2H2O，B正确；X极氧气得到电子，是正极，发生还原反应，C错误；电池工作一段时间后溶剂水增加，溶液pH减小，D错误。答案选B。5据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池。锌电池具有容量大、污染少等优点。电池反应为2ZnO2=2ZnO
5、，原料为锌粒、碱性溶液和空气。下列叙述中正确的是(双选)()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2OC正极反应为O24H4e=2H2OD正极反应为O22H2O4e=4OH解析：选BD通过电池反应2ZnO2=2ZnO可知，锌为负极，而空气进入正极反应。负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O，正极反应为O22H2O4e=4OH。6如图所示，将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，该装置在工作时，下列叙述中正确的是()A镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2B铝是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成C该装置的内、外电路中，均是电子的定
6、向移动形成D该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理解析：选D该原电池中Al作负极，电极反应式为Al4OH3e=AlO2H2O，A、B两项错；该装置中外电路是电子的定向移动，内电路是离子的定向移动形成，C项错；铝片表面的氧化膜能溶解在NaOH溶液中，故不需处理，D项正确。7下列有关电池叙述正确的是()A水果电池是高效环保的家用电池B锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄C锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极D锌锰干电池是一种常用的二次电池解析：选B水果电池对环境无污染，所以是环保电池，但水果价格较贵，且水果的利用率不高，所以水果电池不是高效的家用电池，故A错误；锌锰干电池负极上金属锌失电子而使
7、金属质量逐渐减小，故B正确；锌锰干电池中锌作负极，碳棒作正极，故C错误；锌锰干电池是一种常用的一次电池，故D错误。故选B。8我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，下列说法不正确的是()A正极反应式为O22H2O4e=4OHB电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需更换铝板就可以继续使用解析：选B根据总反应方程式可知，铝作负极，电极反应式为4Al12e12OH=4Al(OH)3或Al3e3OH=Al(OH)3，氧气在正极上发生反应，电
8、极反应式为2H2OO24e=4OH，A正确；原电池工作时，电流由正极铂流向负极铝，B错误；网状的铂可以增大与氧气的接触面积，C正确；Al作负极，工作时失电子而损耗，故应定期更换铝板，D正确。9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，电极总反应为ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag；根据上述反应式，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电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C负极失去1 mol电子时，正极生成108 g银DZn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应解析：选C在使用过程中，负极消耗OH，p
9、H减小，A项错；电子由负极(Zn)经外电路流向正极(Ag2O)，B项错；负极失去1 mol电子，则正极得到1 mol电子，生成1 mol Ag，质量为108 g，C项正确；Zn是负极发生氧化反应，Ag2O是正极发生还原反应，D项错。10某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图。下列有关说法错误的是(双选)()Aa极为负极，电极上发生氧化反应B电池总反应可表示为2H2O2=2H2OC外电路中电子由b电极通过导线流向a电极D该装置工作时把电能转化为化学能解析：选CD根据原电池工作原理，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，因此a极为负极，失去电子，发生氧化反应，故A说法正确
10、；电解质传递H，因此a极电极反应式为H22e=2H，b极电极反应式为O24H4e=2H2O，电池总反应为2H2O2=2H2O，故B说法正确；根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从a极经外电路流向b极，故C说法错误；该装置为燃料电池，是化学能转化成电能的装置，故D说法错误。11碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)。下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2O
11、H(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g解析：选C根据锌锰碱性电池总反应方程式知：Zn作负极，MnO2作正极，电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，只有C项不正确。12(2019全国卷)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiO(OH)二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiO(OH)(s)H2O(l) ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分
12、散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiO(OH)(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区解析：选D三维多孔海绵状Zn为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高，A正确；二次电池充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiO(OH)(s)H2O(l)，B正确；二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反应，元素化合价升高，失去电子，由电池总反应可知负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)
13、H2O(l)，C正确；二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动，D错误。二、非选择题(共52分)13(20分)原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)某兴趣小组为研究电池原理，设计如图A装置。ABa和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是_。a和b用导线连接，Cu极为原电池_(填“正”或“负”)极，该电极反应式是_。无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol 电子，则理论上Zn片质量减轻_ g。(2)如图B是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的负极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为_。电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填“增大”“减小
14、”或“不变”)。解析：(1)a和b不连接时，不能构成原电池，锌与硫酸发生反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式是Zn2H=Zn2H2。a和b用导线连接构成原电池，锌比铜活泼，Cu为正极、锌为负极，正极电极反应式是2H2e=H2，负极反应式为Zn2e=Zn2。根据Zn2e=Zn2，转移了0.2 mol电子，消耗0.1 mol Zn，质量为0.1 mol65 g/mol6.5 g。(2)负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，a极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，故a是负极，负极电极反应为CH410OH8e=CO7H2O。电池总反应式为CH42O22OH=CO3H2O，电池工作时消耗氢氧根离子，电解质
15、溶液的pH减小。答案：(1)Zn2H=Zn2H2正2H2e=H26.5(2)aCH410OH8e=CO7H2O减小14(12分)镍、镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是氢氧化钾，放电时电极反应式为：Cd2OH2e=Cd(OH)2；2H2O2NiO(OH)2e=2Ni(OH)22OH。请按要求完成下列问题。(1)当电池放电时，该电池的总反应式为_。此时，电池的负极周围溶液的pH会不断_(填“增大”或“减小”)。(2)电池放电时，当有3.6 g水参加反应，电池中所转移的电子数目为_，同时有_g Cd参加反应(Cd：112)。解析：(1)电池放电时，总反应式应等于两电极反应式之和，
16、由电极反应式知负极需消耗OH，pH会不断减小。(2)由电极反应式知36 g水参加反应时，转移的电子数目为2NA，当有3.6 g水参加反应，电池中所转移的电子数目为0.2NA，同时有0.1 mol Cd参加反应，质量为11.2 g。答案：(1)Cd2H2O2NiO(OH)=Cd(OH)22Ni(OH)2减小(2)0.2NA11.215(20分)下图为氢氧燃料电池的结构图，电解质为氢氧化钾溶液，惰性电极材料由多孔碳制成。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，便可以在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题：(1)指出图中通过负载的电流方向：_(填“向左”或“向右”)。(2)写出氢氧
17、燃料电池工作时电极反应式和总反应的化学方程式。正极：_。负极：_。总反应：_。(3)若需要氢氧燃料电池提供较大的功率，关键是氢燃料的制备。有一种氢氧燃料电池可利用甲醇、天然气等物质为原料，通过多孔铂电极使燃料在高温下离子化。CH4和H2O反应生成H2和CO的化学方程式为_。CO和H2O反应生成H2的化学方程式为_。(4)将氢氧燃料电池应用于航天工业，除了能提供恒定电流之外，其生成物水恰好解决了宇航员在太空的饮水问题。当年美国的“阿波罗”11号宇宙飞船在长达八天的登月旅行中，三位宇航员的生活用水均由燃料电池提供。那么宇航员所饮用的合成水，主要由消化道中的_吸收，排泄水的途径主要有：一是经过_系统以尿液的形式排出；二是经过_系统以气体的形式排出；三是经过_以汗液的形式排出。解析：这是一道将化学、生物学科知识交叉渗透的题目。由题意可知，氢氧燃料电池的反应产物是H2O，所以电池总反应为2H2O2=2H2O。负极：H22e=2H，在碱性溶液中，HOH=H2O，即：2H24OH4e=4H2O；正极：O22H2O4e=4OH。电子由负极流向正极，电流方向与之相反。答案：(1)向左(2)2H2OO24e=4OH2H24OH4e=4H2O2H2O2=2H2O(3)CH4H2OCO3H2COH2OCO2H2(4)小肠泌尿呼吸皮肤
