第一節(jié) 原電池


第2課時(shí) 化學(xué)電源


課后篇素養(yǎng)形成


夯實(shí)基礎(chǔ)輕松達(dá)標(biāo)


1.下列有關(guān)電池的敘述正確的是( )


A.手機(jī)用的鋰離子電池屬于一次電池


B.鋅錳干電池中,鋅電極是負(fù)極


C.氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被還原


D.太陽能電池的主要材料為二氧化硅


解析手機(jī)用的鋰離子電池屬于二次電池,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋅錳干電池中鋅失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),作負(fù)極,B項(xiàng)正確;氫氧燃料電池工作時(shí),氫氣在負(fù)極失電子被氧化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;太陽能電池的主要材料為硅,光導(dǎo)纖維的主要材料是二氧化硅,D項(xiàng)錯(cuò)誤。


答案B


2.據(jù)報(bào)道,鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛酸蓄電池,因?yàn)殇\電池容量更大,而且沒有鉛污染,其電池總反應(yīng)為2Zn+O22ZnO,原料為鋅粒、空氣和電解質(zhì)溶液。則下列敘述中正確的是( )


A.鋅為正極,空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)


B.電池中有1 ml 電子轉(zhuǎn)移時(shí)消耗Zn的質(zhì)量為65 g


C.正極發(fā)生氧化反應(yīng)


D.電解質(zhì)溶液肯定不是強(qiáng)酸溶液


解析因電池反應(yīng)中有ZnO生成,故電解質(zhì)溶液不可能為強(qiáng)酸溶液,否則ZnO會溶解。


答案D


3.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),故得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以KOH溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnO(OH)(s)。


下列說法錯(cuò)誤的是( )


A.電池工作時(shí),鋅失去電子


B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)+2H2O(l)+2e-2MnO(OH)(s)+2OH-(aq)


C.電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極


D.外電路中每通過0.2 ml電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g


解析根據(jù)題意,該電池的負(fù)極材料是鋅。電池工作時(shí),鋅本身失去電子而發(fā)生氧化反應(yīng),失去的電子由負(fù)極通過外電路移向正極;正極上,MnO2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MnO(OH):2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-。反應(yīng)中,外電路每通過0.2 ml電子,消耗掉0.1 ml鋅,質(zhì)量為6.5 g。


答案C


4.(2019浙江4月選考)化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是( )





A.甲:Zn2+向Cu電極方向移動,Cu電極附近溶液中H+濃度增加


B.乙:正極的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-


C.丙:鋅筒作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),鋅筒會變薄


D.丁:使用一段時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的酸性減弱,導(dǎo)電能力下降


解析Zn比Cu活潑,為負(fù)極,Zn失電子變Zn2+,電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅電極,銅電極負(fù)電荷變多,吸引了溶液中的陽離子,因而Zn2+和H+遷移至銅電極,H+氧化性較強(qiáng),得電子變H2,因而Cu極附近溶液中c(H+)減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Ag2O作正極,得到來自Zn失去的電子,被還原成Ag,結(jié)合KOH作電解質(zhì)溶液,故電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,B項(xiàng)正確;Zn為較活潑電極,作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,鋅溶解,因而鋅筒會變薄,C項(xiàng)正確;鉛酸蓄電池總反應(yīng)式為PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,可知放電一段時(shí)間后,H2SO4不斷被消耗,因而電解質(zhì)溶液的酸性減弱,導(dǎo)電能力下降,D項(xiàng)正確。


答案A


5.如圖是某公司批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用的甲醇燃料電池的構(gòu)造示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子,電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)。該電池總反應(yīng)式為2CH3OH+3O22CO2+4H2O。下列有關(guān)該電池的說法錯(cuò)誤的是( )





A.右邊的電極為電池的負(fù)極,b處通入的是空氣


B.左邊的電極為電池的負(fù)極,a處通入的是甲醇


C.電池負(fù)極的反應(yīng)式為2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+


D.電池正極的反應(yīng)式為3O2+12H++12e-6H2O


解析在電解質(zhì)溶液中,陽離子從負(fù)極移向正極。從質(zhì)子通過的方向可知,a處通入的為甲醇,為原電池的負(fù)極;b處通入的為空氣,為原電池的正極。


答案A


6.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列敘述不正確的是( )


A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng):Zn+2OH--2e-Zn(OH)2


B.充電時(shí)陽極反應(yīng):Fe(OH)3+5OH--3e-FeO42-+4H2O


C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 ml電子,正極有1 ml K2FeO4被氧化


D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)


解析該電池放電時(shí),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,正極發(fā)生還原反應(yīng):FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,正極附近溶液堿性增強(qiáng),A、D正確,C不正確;充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng):Fe(OH)3+5OH--3e-FeO42-+4H2O,B正確。


答案C


7.下面是幾種常見的化學(xué)電源示意圖,有關(guān)說法不正確的是( )





A.上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池


B.干電池在長時(shí)間使用后,鋅筒被破壞


C.鉛酸蓄電池工作過程中,每通過2 ml電子,負(fù)極質(zhì)量減小207 g


D.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源


解析在干電池中,Zn作負(fù)極,逐漸溶解,B項(xiàng)正確。鉛酸蓄電池工作時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Pb+SO42--2e-PbSO4,電極質(zhì)量增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤。氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑儲藏在電池內(nèi),且工作的最終產(chǎn)物是水,故氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源,D項(xiàng)正確。


答案C


8.目前人們正研究開發(fā)一種高能電池——鈉硫電池,它以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O,以Na+導(dǎo)電的β″-Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì),反應(yīng)為2Na+xSNa2Sx。以下說法正確的是( )


A.放電時(shí),鈉作正極,硫作負(fù)極


B.放電時(shí),Na+向負(fù)極移動


C.充電時(shí),鈉極與外電源正極相連,硫極與外電源的負(fù)極相連


D.放電時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是:2Na-2e-2Na+


解析放電時(shí),負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),故鈉作負(fù)極,硫作正極,A錯(cuò)誤;放電時(shí),陽離子向正極移動,B錯(cuò)誤;充電時(shí),鈉極(負(fù)極)與外電源的負(fù)極相連,硫極(正極)與外電源的正極相連,C錯(cuò)誤;放電時(shí),負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),D正確。


答案D


9.經(jīng)過長時(shí)間的研發(fā)和多次展示后,科技工作者開發(fā)出了甲醇燃料電池,該電池反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。請回答下列問題:


(1)該燃料電池的電解質(zhì)是 。


(2)由電池反應(yīng)可知,放電時(shí)該電池的負(fù)極反應(yīng)物為 ,該物質(zhì)發(fā)生 反應(yīng),負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。


(3)電池使用過程中,當(dāng)有0.5 ml電子轉(zhuǎn)移時(shí),消耗甲醇的質(zhì)量是 g(結(jié)果保留兩位小數(shù))。


(4)放電一段時(shí)間后,通入O2的電極附近溶液的pH (填“升高”“不變”或“降低”)。


解析(1)由電池反應(yīng)可知,該電池的電解質(zhì)是KOH。


(2)放電時(shí)負(fù)極上CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng),正極上O2發(fā)生還原反應(yīng)。正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-CO32-+6H2O。


(3)根據(jù)關(guān)系式CH3OH~6e-可知轉(zhuǎn)移0.5 ml電子時(shí),消耗甲醇約2.67 g。


(4)根據(jù)放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式可知,放電一段時(shí)間后,通入氧氣的電極附近溶液的堿性增強(qiáng),pH升高。


答案(1)KOH


(2)CH3OH(或甲醇) 氧化 CH3OH+8OH--6e-CO32-+6H2O


(3)2.67 (4)升高


提升能力跨越等級


1.(2019江蘇卷)氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)是氫能源應(yīng)用的重要途徑。下列有關(guān)說法正確的是( )


A.一定溫度下,反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)的ΔH

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版本： 人教版 (2019)

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