试题君之课时同步君2017-2018学年高二化学人教版 专题4.2 化学电源（选修4） Word版含解析

第四章
电化学基础
4.2
化学电源
一、选择题
1．下列有关化学电池的说法中正确的是
A．化学电池只能将化学能转化为电能
B．燃料电池能将全部化学能转化为电能
C．锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长
D．一次电池包括干电池和蓄电池
【答案】C
2．下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是
A．氢气
B．甲烷
C．甲醇
D．汽油
【答案】A
【解析】甲烷、甲醇、汽油含有碳元素，燃烧过程中易生成污染气体，氢气燃烧生成无污染的水，是最环保的燃料，答案选A。
【点睛】本题考查燃料燃烧产物分析，结合燃料电池原理。考核化学与社会问题中的节能减排、保护环境、资源利用等相关问题。燃料电池的能量转换率为80%，普通电池的转换率为30%左右，氢气作为燃料电池的燃料，其产物又是水，对环境无危害性，从能效比及环境保护的角度看，氢气的确是最理想的能源。太阳能和氢能全面使用将是新能源领域人类努力的方向。+
3．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．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
C．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
D．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
【答案】B
【解析】
选项
原因分析
结论
A
锌锰干电池工作后碳棒不变
×
B
氢氧燃料电池工作时都是负极发生氧化反应，H2 2e ===2H＋
√
C
太阳能电池的主要材料是高纯度的硅
×
D
氢氧燃料电池是将化学能转变为电能
×
4．Mg AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池，以下说法错误的是
A．放电时Cl 由负极向正极迁移
B．正极反应式为：AgCl+e =Ag+Cl
C．Mg作电池负极，发生氧化反应
D．当负极质量减轻4.8
g，电路中通过0.4
mol电子
【答案】A
5．下列关于铅蓄电池的说法正确的是
A．放电时，正极发生的电极反应是Pb(s)+(aq)=PbSO4(s)+2e
B．放电时，该电池的负极材料是铅板
C．充电时，电池中硫酸的浓度不断减小
D．充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e =Pb(s)+(aq)
【答案】B
【解析】铅蓄电池充放电总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)。放电时Pb作负极，电极反应为Pb(s) 2e +(aq)=PbSO4(s)，正极反应为PbO2(s)+2e +4H+(aq)+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)。充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上失去电子发生氧化反应。
6．氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，以KOH溶液作电解质，下列叙述中不正确的是
A．H2在负极发生氧化反应
B．燃料电池的化学能可以全部转化为电能
C．产物为无污染的水，属于环境友好电池
D．供电时的总反应为：2H2
+
O2
=
2H2O
【答案】B
【点睛】本题考查原电池的组成以及工作原理，题目难度不大，注意电极反应式以及能量的转换形式，注意燃料电池的能量转化率不能达到100%，为易错点。解题关键：根据电极反应式知，氢氧燃料碱性电池中，通入氢气的电极是负极，氢气被氧化生成水，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，电池反应式为2H2+O2=2H2O。
7．英国科学家发明的尿素微生物电池的反应为：2CO(NH2)2+3O2
=
2CO2+2N2+4H2O，电池装置如图所示。下列说法正确的是
A．该装置能够在高温下工作
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．装置工作时，电能转变为化学能
D．装置工作时，电子由电极a沿导线流向电极b
【答案】B
【解析】A、微生物在高温下失去生理活性而没有催化活性，选项A错误；B、微生物作为催化剂促进了反应中电子的转移，选项B正确；C、该装置为原电池，原电池是把化学能转化为电能的装置，选项C错误；D、在a极氧气得电子转化为水应该为正极，电子由负极b极流向正极a极，选项D错误。答案选B。
8．韩国三星公司因为手机电池爆炸而屡屡曝光，电池的安全性和环保性再次被公众所重视。一种以引火性高的联氨(N2H4)为燃料的环保电池，工作时产生稳定无污染的物质，原理如图所示。下列说法正确的是
A．N极为电源负极，联氨从c口通入
B．负极上每消耗l
mol
N2H4，转移6
mol电子
C．正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e =4OH
D．可将联氨改进为引火性低、稳定性好的N2H4·H2O
【答案】D
【点睛】本题考查原电池的工作原理，题目难度不大，本题注意把握电极反应式的书写，正确判断离子的定向移动。解题关键：肼（N2H4）-空气燃料电池中，负极反应为：N2H4 4e =4H＋+N2↑，正极反应为：O2+4H++4e =2H2O，电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，以此解答题中A、B、C各问，原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
二、非选择题
9．化学电池在通讯，交通及日常生活中有着广泛的应用。
（1）目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是__________。
①以上反应是可逆反应
②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能
④放电时化学能转变为电能
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为___________________。
【答案】（1）B
（2）Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液
【解析】（1）Ni Cd电池的充、放电条件不相同，因此电池的充、放电反应不属于可逆反应。
（2）Ni(OH)2和Cd(OH)2在酸性土壤中溶解，生成重金属离子Ni2＋和Cd2＋，污染土壤。
10．氢能是理想的清洁能源。科学家通过化学方法使能量按人们所期望的形式转化，从而提高能源的利用率。
（1）氢气在燃烧时，放出大量热量，说明该反应是____反应（填“放热”或“吸热”）；这是由于反应物的总能量___生成物的总能量（填“大于”或“小于”）；从化学反应的本质角度来看，是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量________形成产物的化学键放出的总能量（填“大于”或“小于”）。
（2）通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，如图就是能够实现该转化的装置，被称为氢氧燃料电池。
该电池的正极是_____(填“a电极”或“b电极”)，在负极发生的电极反应式是_________________。电池反应的总方程式________________________。
【答案】放热
大于
小于
b电极
H2
2e
=
2H+
2H2+O2
=2H2O