1、第2课时 发展中的化学电源一、单项选择题1(2019河南信阳月考)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氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅【答案】C【解析】锌锰干电池中锌作负极,负极上锌失电子生成锌离子而发生氧化反应,所以锌棒变细,碳棒上得电子发生还原反应,故A错误;燃料电池属于原电池,是将化学能转变为电能的装置,故B错误;氢氧燃料电池中,氢气失电子发生氧化反应,所以氢气在负极上发生氧化反应,故C正确;太阳能
2、电池的主要材料是高纯度硅,二氧化硅是光导纤维的主要材料,故D错误。2下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是()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 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源【答案】C【解析】在干电池中,Zn作负极,被氧化,B正确;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;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少。3(2019贵州安顺期末)一种新型燃料电池,它是用
3、两根惰性金属作电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通入甲烷和氧气,发生的电极反应为X极:CH410OH8e= CO7H2O,Y极:4H2O2O28e= 8OH。关于此燃料电池的下列说法中正确的是()AX极为正极,Y极为负极B工作一段时间后,KOH的物质的量不变C在标准状况下通入5.6 L O2完全反应,则有1.0 mol电子发生转移D该电池工作时甲烷一极附近溶液的pH升高【答案】C【解析】碱性甲烷燃料电池,具有还原性的甲烷为原电池的负极,发生氧化反应,所以X极是负极,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,Y极为正极,故A错误;根据总反应:CH42O22OH= CO3H2O,则氢氧化钾被
4、消耗,物质的量减小,故B错误;在标准状况下通入5.6 L即0.25 mol O2完全反应,根据电极反应式:O22H2O4e= 4OH,转移电子是1.0 mol,故C正确;该电池工作时甲烷电极发生的电极反应为CH410OH8e= CO7H2O,该极OH被消耗,所以该极附近溶液的pH降低,故D错误。 4MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2【答案】B【解析】根据题意,电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag,正极反应为2
5、AgCl2e=2Cl2Ag,负极反应为Mg2e=Mg2,A项正确,B项错误;对原电池来说,阴离子由正极移向负极,C项正确;由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2,D项正确。5(2019上海静安月考)金属(M)空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A金属M作电池负极B电解质是熔融的MO C正极的电极反应O24e2H2O=4OHD电池反应2MO22H2O=2M(OH)2【答案】B6干电池原理示意图如图,电池总反应为Zn2NH=Zn22NH3H2,下列说法正确的是() A碳为电池的负极BZn极上发生氧化反应C电流由锌极流向碳极 DH2在Zn片上生成【答案】B
6、【解析】放电时,Zn元素化合价由0价变为2价、H元素化合价由1价变为0价,所以Zn是负极、C是正极,故A错误;Zn电极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn2e=Zn2,故B正确;锌为负极,电流由碳极流向锌极,故C错误;Zn是负极、C是正极,正极反应式为2NH2e=2NH3H2,负极反应式为Zn2e=Zn2,氢气在正极生成,故D错误。7锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后,甲池的 c(SO)减小C电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D阳离子通过交换膜向正极移动,阴离子通过交换膜向负极移动,保持溶
7、液中电荷平衡【答案】C【解析】Cu极为正极,发生还原反应,A项错误;该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中溶液中Zn2由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡,乙池溶液质量增加,阴离子并不通过交换膜,甲池中c(SO)不变,故C项正确,B、D项错误。8纽扣式银锌电池的构造如图所示,电池的总反应为ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,下列说法不正确的是()AZn作负极B电子经外电路流向Ag2O极CK向Zn极移动D正极反应:Ag2OH2O2e=2Ag2OH【答案】C【解析】反应ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag中,锌化合价升高,失电子,发生氧化反应,作负极,电极
8、反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2,银化合价降低,得电子,发生还原反应,氧化银作正极,电极反应式为Ag2OH2O2e=2Ag2OH。AZn作负极,正确;B电子由负极经外电路流向正极Ag2O极,正确;CK向正极Ag2O极移动,错误;D正极反应:Ag2OH2O2e=2Ag2OH,正确。二、非选择题9(2019云南红河阶段)燃料电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反应为2H2O2= 2H2O,电解液为KOH溶液。氢氧燃料电池的突出优点是把_能直接转化为_能,而不用经过_能这一中间形式。(1)有关氢氧燃料电池的下列叙述中,正确的是()A此电池能发出蓝色火焰B氢气为正极,氧
9、气为负极C因为生成水,所以工作时溶液的碱性越来越强D负极上氢气失电子,发生氧化反应;正极上氧气得电子,发生还原反应(2)该电池所产生的水可以作为饮用水,今欲制得常温下1 L水,则电池内转移电子的物质的量为_mol。【答案】化学电热(1)D(2)1102(或110)【解析】根据原电池的工作原理可知,负极上H2失电子被氧化,正极上O2得电子被还原,总反应:2H2O2= 2H2O,因为总反应过程中生成了水,相当于KOH稀释了,碱性应减弱。根据2H2O2= 2H2O4 mol e,可知生成1 L水转移的电子的物质的量为21.1102 mol。10LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别
10、为锂和碳,电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2= 4LiClSSO2。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_,该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_。【答案】(1)锂Lie= Li(2)2SOCl24e= 4ClSSO2(3)出现白雾,有刺激性气体生成SOCl2H2O= SO22HCl(4)锂是活泼金属,易与H2O、O2反应,SOCl2也可与水反应