新高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)4-2化學(xué)電源b測(cè)試新人教版選修4.doc

新高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)4-2化學(xué)電源b測(cè)試新人教版選修4基礎(chǔ)中檔稍難常見(jiàn)的化學(xué)電源1、24、6、9電極方程式的書(shū)寫(xiě)3、57、8、10綜合提升11121.廢電池必須進(jìn)行集中處理的問(wèn)題被提到議事日程。其首要原因是()A為了利用電池外殼的金屬材料B防止汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染C不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D回收其中的石墨電極解析：廢電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子能對(duì)土壤和水源造成污染，必須進(jìn)行集中處理。答案：B2可用于電動(dòng)汽車(chē)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(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極解析：B項(xiàng)，以NaOH為電解液時(shí)，不應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，而應(yīng)生成AlO。C項(xiàng)，電解液的pH應(yīng)減小。D項(xiàng)，電子通過(guò)外電路從負(fù)極流向正極。答案：A3燃料電池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧氣或空氣起反應(yīng)，將此反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液。下列關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法不正確的是()A負(fù)極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2OB正極反應(yīng)式為2O24H2O8e=8OHC隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變D甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率大解析：A、B兩項(xiàng)是正確的；綜合A、B兩項(xiàng)知C項(xiàng)不正確；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能是不可能全部轉(zhuǎn)化為功的，能量利用率不高，而電能轉(zhuǎn)化為功的效率要大得多，D項(xiàng)正確。答案：C42014模擬硼化釩(VB2)空氣電池是目前儲(chǔ)電能力最高的電池，電池示意圖如圖所示，該電池工作時(shí)發(fā)生反應(yīng)4VB211O24B2O32V2O5。下列說(shuō)法正確的是()A電極a為電池負(fù)極B圖中選擇性透過(guò)膜只能讓陽(yáng)離子選擇性透過(guò)C電子由VB2極經(jīng)KOH溶液流向電極aDVB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析：根據(jù)原電池反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理知，電極a為正極，A錯(cuò)誤；題圖中選擇性透過(guò)膜只能讓陰離子選擇性透過(guò)，B錯(cuò)誤；電子由VB2極經(jīng)負(fù)載流向電極a，C錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)和電子轉(zhuǎn)移情況可知D正確。答案：D5研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是()A正極反應(yīng)式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子CNa不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)DAgCl是還原產(chǎn)物解析：本題考查電化學(xué)，意在考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、電子轉(zhuǎn)移情況和溶液中離子的移動(dòng)情況。電池的正極得電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Ag化合價(jià)升高形成AgCl，AgCl是氧化產(chǎn)物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B6將兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，即可構(gòu)成CH4燃料電池。已知通入CH4一極的電極反應(yīng)式是CH410OH=CO7H2O8e；通入O2一極的電極反應(yīng)式是O22H2O4e=4OH。下列有關(guān)敘述中，不正確的是()A通入CH4的電極為負(fù)極B正極發(fā)生氧化反應(yīng)C溶液中的OH向負(fù)極移動(dòng)D工作一段時(shí)間后應(yīng)補(bǔ)充KOH解析：該燃料電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，B不正確。根據(jù)題中電極反應(yīng)式知CH4發(fā)生氧化反應(yīng)，通入CH4的電極為負(fù)極，A正確；原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(fù)極，C正確；該電池總反應(yīng)為CH42O22OH=CO3H2O，工作時(shí)消耗KOH，D正確。答案：B7某化學(xué)小組構(gòu)想將汽車(chē)尾氣中的NO、NO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料HNO3，其原理如圖所示，其中A、B為多孔材料。下列說(shuō)法正確的是()A通入含NO、NO2的汽車(chē)尾氣的一極為電池的正極B電池工作時(shí)，H向A極移動(dòng)C當(dāng)有11.2 L O2參加反應(yīng)，電路中轉(zhuǎn)移2 mol 電子DA極發(fā)生的反應(yīng)之一：NO2eH2O=2HNO解析：本題主要考查了原電池知識(shí)，意在考查考生的理解能力和判斷能力。通入汽車(chē)尾氣的一極為電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；未指明氧氣所處的狀態(tài)，無(wú)法計(jì)算其物質(zhì)的量，故電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量也無(wú)法計(jì)算，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確。答案：D8TiO2在光照射下可使水分解：2H2O2H2O2，該過(guò)程類(lèi)似植物的光合作用。下圖是光照射下TiO2分解水的裝置示意圖。下列敘述正確的是()A該裝置可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)也能將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能BTiO2電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2C該裝置工作時(shí)，電流由TiO2電極經(jīng)R流向鉑電極D該裝置工作時(shí)，TiO2電極附近溶液的pH變大解析：該裝置光分解水是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣和氧氣，電子的轉(zhuǎn)移經(jīng)過(guò)R，又將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；鉑電極上生成氫氣的反應(yīng)為2H2e=H2；TiO2電極上生成氧氣的反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2，所以TiO2電極附近溶液的pH減?。浑娮佑蒚iO2電極經(jīng)R流向鉑電極，電流流動(dòng)方向相反。答案：A9飛船上使用的氫氧燃料電池的兩個(gè)電極均由多孔性碳制成。通入的氣體由空隙中逸出，并在電極表面放電，總反應(yīng)式為2H2O2=2H2O。(1)以KOH溶液為電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通入_，電極反應(yīng)式為_(kāi)，正極通入_，電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)如把KOH溶液改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式負(fù)極為_(kāi)，正極為_(kāi)。(3)如把KOH溶液改為熔融氧化物(ZrO2和Y2O3)作電解質(zhì)則電極反應(yīng)式負(fù)極為_(kāi)，正極為_(kāi)。解析：根據(jù)原電池的反應(yīng)原理，氫氧燃料電池總反應(yīng)式為2H2O2=2H2O，因原電池負(fù)極被氧化，正極被還原，即H2被氧化，通入H2的電極為負(fù)極；O2被還原，即通入O2的電極為正極。答案：(1)H22H24OH4e=4H2OO2O22H2O4e=4OH(2)2H24e=4HO24H4e=2H2O(3)2H24e2O2=2H2OO24e=2O210請(qǐng)仔細(xì)觀察下列四種裝置的構(gòu)造示意圖，完成下列問(wèn)題。圖1鋅錳電池圖2堿性鋅錳電池圖3鉛硫酸蓄電池圖4鋅銀紐扣電池(1)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2，則負(fù)極的電極反應(yīng)式：_。(2)堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池(干電池)性能好，放電電流大。試從影響反應(yīng)速率的因素分析其原因是_。(3)鉛硫酸蓄電池放電過(guò)程中，H2SO4濃度_(填“變大”“變小”或“不變”)，充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(4)鋅銀紐扣電池在工作過(guò)程中_(填物質(zhì)名稱(chēng))被還原。解析：本題考查了電化學(xué)知識(shí)，意在考查考生對(duì)電化學(xué)知識(shí)的掌握情況。(1)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)元素化合價(jià)變化知鋅失電子，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn2OH2e=Zn(OH)2。(2)堿性鋅錳電池用鋅粉替代了原鋅錳電池的鋅殼，增大了反應(yīng)物的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，故放電電流大。(3)鉛蓄電池在放電過(guò)程中消耗硫酸，所以硫酸濃度變小，充電時(shí)陰極PbSO4得電子生成Pb，發(fā)生反應(yīng)PbSO42e=PbSO。(4)鋅銀紐扣電池中鋅作負(fù)極，氧化銀作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，即氧化銀被還原。答案：(1)Zn2OH2e=Zn(OH)2(2)堿性鋅錳電池用鋅粉替代了原鋅錳電池的鋅殼，增大了反應(yīng)物的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，故放電電流大(合理答案均可)(3)變小PbSO42e=PbSO(4)氧化銀11原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)肼(N2H4)又稱(chēng)聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無(wú)污染，電解質(zhì)溶液是20%30%的KOH溶液。肼空氣燃料電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是_；負(fù)極的電極反應(yīng)式是_。(2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式_。(3)請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cu2、Fe3氧化性的強(qiáng)弱。請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。_。解析：(1)氧氣在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，肼在負(fù)極上被氧化轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的氮?dú)夂虷2O。(2)相當(dāng)于氮?dú)夂蜌錃庀群铣砂保缓蠼Y(jié)合鹽酸生成氯化氨。(3)三價(jià)鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計(jì)成原電池證明該結(jié)論。答案：(1)O22H2O4e=4OHN2H44OH4e=N24H2O(2)N28H6e=2NH(3)正極反應(yīng)：2Fe32e=2Fe2負(fù)極反應(yīng)：Cu2e=Cu212某化學(xué)興趣小組為了探索Al電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1MgAl稀鹽酸偏向Al2AlCu稀鹽酸偏向Cu3MgAlNaOH溶液偏向Mg根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)1、2的Al所作的電極是否相同？_，由此說(shuō)明在原電池中金屬鋁作正極還是負(fù)極與_有關(guān)。(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)2中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。鋁電極銅電極電池總反應(yīng)(3)實(shí)驗(yàn)3中的鋁作正極還是負(fù)極？_，為什么？_。(4)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果引起了興趣小組的重視，他們以Al、Zn為電極材料，濃硝酸為電解質(zhì)溶液組成了一套裝置，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果推斷電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向應(yīng)為_(kāi)，原因是_。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)：在原電池中金屬鋁作正極還是負(fù)極受到哪些因素的影響？_ _。解析：實(shí)驗(yàn)1中Mg活潑，故Mg作負(fù)極；實(shí)驗(yàn)2中Al活潑，故Al作負(fù)極；實(shí)驗(yàn)3中Mg雖比Al活潑，但Mg不能與NaOH溶液反應(yīng)，而Al可與NaOH溶液反應(yīng)，故Al作負(fù)極；新加實(shí)驗(yàn)中Al雖比Zn活潑，但常溫下，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與酸反應(yīng)，故Zn為負(fù)