1、2019 最新蘇教版化學選修4化學電源教案第 2 單元 第 2 課時(本欄目內容 ,在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！)一、選擇題1下列有關化學電源的敘述錯誤的是()A 干電池根據電池內的電解質分為酸性電池和堿性電池B干電池中碳棒為正極C鉛蓄電池是充電電池D鉛蓄電池中的PbO2 為負極【解析】鉛蓄電池中的 PbO2 應為正極 ,鉛為負極。【答案】D2如圖鋅錳干電池在放電時總反應方程式可以表示為：Zn 2MnO 22NH 4 =Zn2 Mn 2O3 2NH 3 H2O,在此電池放電時正極(碳棒 )上發生反應的物質是 ()A ZnB 碳CMnO 2NH 4D Zn2和 NH 3【解析】可將總反應拆寫

2、為兩個半反應,負極： Zn 2e =Zn2 ；正極： 2MnO 2 2NH 4 2e=Mn 2O3(s)2NH 3 H2O。【答案】C3 (2008 年海南高考 )關于鉛蓄電池的說法中正確的是 ()2A 在放電時 ,正極發生的反應是Pb(s) SO4(aq)=PbSO4(s) 2eB在放電時 ,該電池的負極材料是鉛板C在充電時 ,電池中硫酸的濃度不斷變小1 / 82 D在充電時 ,陽極發生的反應是 PbSO4(s) 2e =Pb(s) SO4 (aq)【解析】鉛蓄電池放電時正極反應為PbO2 4H SO42 2e4 2H2O；=PbSO負極材料為鉛板；充電時陽極反應是PbSO4 2H 2O 2

3、e=PbO2 4H SO4 2；充電時 ,電池中硫酸的濃度增大。【答案】B4如圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,下列敘述不正確的是()A a 電極是負極Bb 電極的電極反應為：4OH 4e =2H 2O O2D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電裝置【解析】氫氧燃料電池中H 2 為負極反應物,工作過程需不斷補充H 2、O2,其產物為沒有任何污染的H2O,故 A 、 C、D 三項都對。其中b 電極作正極 ,電極反應為O2 2H2O4e=4OH ?！敬鸢浮緽5 (2008 年寧夏理綜 )一種燃料電池中發生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳

4、。該電池負極發生的反應是()A CH3OH(g) O2(g) 2e =H 2O(l) CO2(g) 2H (aq)BO2(g) 4H (aq) 4e =2H2O(l)CCH 3OH(g) H2O(l) 6e =CO2(g) 6H (aq)D O2(g) 2H 2O(l) 4e =4OH【解析】本題考查原電池電極反應式的書寫。該原電池的負極反應物為甲醇,負極反應式中不應該出現氧化劑,而 A 、 B、 D 項中電極反應物中均出現氧化劑氧氣,所以 A 、 B、 D2 / 8不正確?！敬鸢浮緾6堿性電池具有容量大、放電電流大的特點, 因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應式為

5、：Zn(s) 2MnO 2(s) H2O(l)=Zn(OH) 2(s) Mn 2O3(s),下列說法錯誤的是()A 電池工作時 ,鋅失去電子B電池正極的電極反應式為2MnO 2(s)H 2O(l) 2e =Mn 2 O3(s) 2OH (aq)C電池工作時 ,電子由正極通過外電路流向負極D外電路中每通過0.2 mol 電子 ,鋅的質量理論上減小6.5 g【解析】根據原電池原理結合氧化還原反應的有關常識可判斷出原電池的電極及其反應式、電子得失情況及流向?！敬鸢浮緾7據報道 ,某公司最近研制了一種由甲醇和氧氣以及強堿作電解質溶液的新型手機電池,電量可達現用鎳氫電池或鋰電池的10倍 ,有關此電池的敘

6、述 ,錯誤的是 ()A 正極電極反應式：O2 2H 2O 4e =4OHB負極電極反應式：CH3 OH 6OH 6e=CO2 5H 2OC電池在使用過程中,電解質溶液的pH 降低D當外電路通過 1.2 mol 電子時 ,理論上消耗甲醇 6.4 g【解析】使正、負極的得失電子守恒,則正極生成 12OH 的同時負極消耗 12OH ,pH不變。【答案】C8燃料電池是燃料(例如CO、H 2、 CH4 等 )跟氧氣或空氣反應,將此反應的化學能轉化為電能的裝置 ,電解質通常是KOH 溶液 ,則下列關于甲烷燃料電池的說法正確的是( 多選)()A 負極反應式為： CH410OH 8e =CO32 7H2OB正

7、極反應式為： O2 2H2 O 4e =4OHC隨著反應地進行 ,電解質溶液堿性不變D該電池的總反應與甲烷燃燒的反應方程式相同, 反應式為：CH4 2O2=CO2 3 / 82H 2O【解析】本題考查燃料電池的反應原理、電極反應式的書寫等知識。對于該燃料電池,負極 CH 4 失電子被氧化 ,其中產物之一應是CO2,但在 KOH 溶液中 ,一定會變為2。CO3故電極反應為： CH 4 10OH 8e=CO32 7H 2O2 得電子被還原 ,生成物應與O；正極電池中電解質溶液相關。電極反應為：O2 2H 2O 4e =4OH ；將兩個電極反應式相加,即可得到總反應式為：CH 4 2OH 2O 2=

8、CO32 3H 2O。可見隨著反應的進行,電解質溶液中 c(OH ) 不斷減小?！敬鸢浮緼B9 (2009 年廣東高考 )可用于電動汽車的鋁 空氣燃料電池 ,通常以 NaCl 溶液或 NaOH溶液為電解液 ,鋁合金為負極 ,空氣電極為正極。下列說法正確的是()A 以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液為電解液時 ,正極反應都為： O2 2H2O4e =4OHB以 NaOH 溶液為電解液時 ,負極反應為： Al 3OH 3e =Al(OH) 3C以 NaOH 溶液為電解液時 ,電池在工作過程中電解液的pH 保持不變D電池工作時 ,電子通過外電路從正極流向負極【解析】電池工作時,正極上 O2 得到電

9、子被還原 ,電極反應為： O2 2H2O 4e=4OH ,A 正確。電解液為NaOH 溶液時 ,在負極上產生的是NaAlO 2 而不是 Al(OH) 3,B 錯誤。電池的總反應為：4Al 3O2 4NaOH=4NaAlO 22H 2O,消耗 NaOH,pH 減小。電池工作時 ,電子通過外電路由負極流向正極?！敬鸢浮緼10固體氧化物燃料電池是由美國西屋公司研制開發的。它以固體氧化鋯-氧化釔為電解質 ,這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2 )在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示,其中多孔電極a、 b 均不參與電極反應。下列判斷正確的是()A 有 O2 放電的 a 極為電池的負極B有 H2 放電

10、的 b 極為電池的正極4 / 8Ca 極對應的電極反應為 O2 2H 2O4e =4OHD該電池的總反應方程式為2H2 O2=2H 2O【解析】a 為正極： O2 4e=2O2 ,b 為負極： 2H 2 2O2 4e=2H 2O,總反應方程式： 2H2 O2=2H2O?！敬鸢浮緿二、非選擇題11有一種微型電池,其電極分別為Zn 和Ag 2O, 電解質溶液是KOH溶液。已知Zn(OH) 2 具有兩性 ,回答下列問題：(1)_ 為正極 ,_為負極；(2)寫出兩極的電極反應式：正極 _,負極 _ ；(3)放電時 ,正極附近溶液的pH_, 負極附近溶液的 pH_( 填“升高”“降低”或“不變” )?！?/p>

11、答案】(1)Ag 2OZn(2)Ag 2O H 2O 2e =2Ag 2OH Zn 4OH 2e=ZnO 22 2H 2O (3) 升高降低12 (2009 年黃山高二質檢 )航天飛機常采用新型燃料電池作為電能來源,燃料電池一般指采用 H 2、 CH4、 CO、C2H 5OH 等可燃物質與O2 一起構成的電池裝置,它可直接將化學能轉化為電能。我國發射的“神舟五號”載人飛船是采用先進的甲烷電池為電能來源的,該電池以 KOH 溶液為電解質 ,其總反應的化學方程式為：CH4 2O2 2OH =CO32 3H 2O。(1)負極上的電極反應為_。(2)消耗標準狀況下的 5.6 L O 2 時 ,有 _m

12、ol 電子發生轉移。(3)開始放電時 ,正極附近溶液的 pH_( 填“增大”“減小”或“不變”)?！窘馕觥?1) 根據總的化學方程式知24 4,CH4 xe=CO 3 ,C 元素的化合價由則有 CH 4 8e=CO32,根據電荷守恒左邊應配10 個 OH ,最后根據質量守恒得：CH410OH 8e =CO32 7H2O。(2)正極反應為：2O2 4H2O 8e=8OH ,5.6 L O2 的物質的量為0.25 mol, 故得電子的物質的量為0.25 mol 41 mol 。(3)由于正極生成OH ,故其附近的pH 增大。5 / 8【答案】=CO3(1)CH 4 10OH 8e2 7H 2O(2

13、)1 (3) 增大13 (2009 年山東理綜 )Zn MnO 2 干電池應用廣泛 ,其電解質溶液是ZnCl 2 NH 4Cl 混合溶液。(1) 該電池的負極材料是 _ 。電池工作時 , 電子流向 _( 填“正極”或“負極” )。(2) 若 ZnCl 2 NH 4Cl 混合溶液中含有雜質Cu2 ,會加速某電極的腐蝕, 其主要原因是_ 。欲除去 Cu 2 ,最好選用下列試劑中的 _( 填代號 )。a NaOHb Znc Fed NH 3H 2O(3)MnO 2 的生產方法之一是以石墨為電極,電解酸化的 MnSO 4 溶液。陰極的電極反應式是 _ 。若電解電路中通過 2 mol 電子 ,MnO 2

14、 的理論產量為 _g?！窘馕觥?1) 原電池的負極是發生氧化反應的一極：Zn 2e =Zn2；電池工作時 ,電子是從負極流向正極。(2)Zn 與 Cu2發生氧化還原反應 ,生成的 Cu 附著在 Zn 的表面構成銅鋅原電池 ,加快反應速率 ,從而加快 Zn 的腐蝕。(3) 電解池的陰極是發生還原反應的一極：2H 2e =H2；每生成 1 mol MnO 2 需轉移 2 mol 電子 ,故每通過 2 mol 電子 ,理論上生成 1 mol MnO 2,質量為 87 g?！敬鸢浮?1)Zn( 或鋅 ) 正極(2)鋅與還原出的銅構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H 2e =H2 8714 (200

15、9 年天津理綜 )氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。右圖為電池示意圖 ,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強 ,性質穩定。請回答：6 / 8(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是_,在導線中電子流動方向為_(用 a、 b 表示 ) 。(2)負極反應式為_ 。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_ 。(4)該電池工作時,H2 和 O2 連續由外部供給,電池可連續不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下： .2Li H 2=2LiH .LiH H2O=LiOH H2 反 應 中 的 還 原 劑 是 _,反 應 中 的 氧化 劑

16、 是_ 。3標準狀況 )H2,生成的 LiH體積與被吸已知 LiH 固體密度為 0.82 g/cm ,用鋰吸收 224 L(收的 H 2 體積比為 _。由生成的 LiH與 H 2O 作用 ,放出的 H2 用作電池燃料 ,若能量轉化率為80%,則導線中通過電子的物質的量為_mol ?！窘馕觥?1) 電池即是把化學能轉變為電能的裝置；在電池中電子是從負極經導線流向正極 ,而氫氧燃料電池中通入H2 的一極是負極 ,故電子由a 流動到b。(2)H 2 在負極失電子,因為電解質溶液是KOH溶液 ,故負極反應式為2H 2 4OH 4e =4H2O。 (3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H 2、O2 的分子數 ,從而增大反應速率。(4)LiH中 Li 為 17 / 8價,H 為 1 價 ,故反應 中還原劑是Li, 反應 中氧化劑是H2O。由反應 可知吸收標準狀況160 g下 224 L H 2 時生成 160 g LiH, 則生成的 LiH 的體積是 0.82 g/cm3,則生成的 LiH 體積與被