专题2.2.2发展中的化学电源-课时同步2017-2018学年高一化学人教版（必修2）

第二章 化学反应与能量
2.2.2 发展中的化学电源


（时间：40分钟）
一、选择题
1．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B．碳棒取出洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用
【答案】D

2．锂离子电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂离子电池， 某种锂离子电池的总反应为Li+MnO2LiMnO2，下列说法中正确的是
A．Li是正极，电极反应式为Li?e?Li+
B．Li是负极，电极反应式为Li?e?Li+
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2+e?MnO2?
D．Li是负极，电极反应式为Li?2e?Li2+
【答案】B
【解析】根据总反应可判断Li被氧化，应为负极材料，其失电子成为Li+，正极放电的为MnO2。
3．某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑，则下列说法正确的是
A．硝酸可能为电解质溶液
B．锌可能为原电池正极
C．铁的质量不变
D．铜可能为原电池正极
【答案】D
【解析】由原电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是比铁不活泼的金属或能导电的非金属；在反应中负极不断被消耗，由于反应中放出了氢气并生成了Fe2+，故知电解质溶液不是硝酸。由以上分析可知正确选项为D。
4．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH??2e?Fe(OH)2
C．电池放电过程中，阴离子向负极移动
D．电池放电时，正极发生氧化反应
【答案】D
故D说法错误。
5．固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆?氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2?)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是

A．有O2放电的a极为电池的负极
B．O2?移向电池的正极
C．b极对应的电极反应为2H2?4e?+2O2?2H2O
D．a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e?4OH?
【答案】C
则对应的电极反应为O2+4e?2O2?，D错误。
6．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化；盐桥用于连通两个溶液)

A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为导体时，A端低B端高
D．当杠杆为导体时，A端高B端低
【答案】C
【解析】当杠杆为绝缘体时，不能构成原电池，两端一样高，故A、B错误；C、当杠杆为导体时，该装置构成原电池，铁作负极，铜作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上析出铜，所以B端上升，A端下沉，即A端比B端低，故C正确，D错误。故选C。
7．下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是

A．该电池的负极反应式为CH3CH2OH+3H2O?12e?===2CO2↑+12H+
B．该电池的正极反应式为O2+4e?+4H+===2H2O
C．电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极
D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
【答案】A
二、非选择题
8．航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种， 它们放电时的电池总反应都表示为2H2+O22H2O。酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是酸溶液， 其负极反应可表示为2H2?4e?4H+，则其正极反应表示为______________________________；碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是碱溶液，其正极反应表示为O2+2H2O+4e?4OH?，则其负极反应可表示为_____________________________________。
【答案】O2+4H++4e?2H2O 2H2+4OH??4e?4H2O
【解析】酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是酸溶液， 因为电解质为酸性，因此正极反应应表示为O2+4H++4e?2H2O；同理可得出碱式氢氧燃料电池的负极反应式。
9．如图所示为CH4燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)：

(1)_____(填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为_____________。
(2)当消耗甲烷的体积为11.2 L(标准状况下)时，消耗KOH的质量为_______g。
(3)铅蓄电池是最早使用的充电电池，由Pb、PbO2、硫酸构成。该电池工作时，正极的电极反应式为____________________。
(4)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c()=6.0 mol·L?1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL。原混合溶液中c(K+)为_________mol·L?1。
【答案】(1)B CH4+10OH??8e?===+7H2O
(2)56
(3)PbO2+2e?++4H+===PbSO4+2H2O
(4)2
(2)总方程式为CH4+2O2+2OH?===+3H2O，当消耗甲烷的体积为11.2 L(标准状况下)时，根据方程式知，消耗KOH的质量为0.5 mol×2×56 g/mol=56 g。
(3)铅蓄电池是最早使用的充电电池，由Pb、PbO2、硫酸构成。该电池工作时，正极PbO2得电子生成硫酸铅，其电极反应为：PbO2+2e?++4H+===PbSO4+2H2O。
(4)石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，n(O2)==
1 mol，
阳极：4OH??4e?===O2↑+2H2O，
4 mol 1 mol
阴极：Cu2+ + 2e?===Cu、 2H++2e?===H2↑，
1 mol 2 mol 1mol 2 mol 1 mol
c(Cu2+)==2 mol/L，由电荷守恒可知，原混合溶液中c(K+)为6 mol/L?2 mol/L×2=2 mol/L。
10．Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是________________________________。
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
A．NaOH B．Zn C．Fe D．NH3·H2O
(3)此废旧电池的处理方法是回收，目的是为了____________________。
(4)该电池的负极反应式为_________________________________。
【答案】(1)Zn(或锌) 正极
(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 B
(3)防止电解液污染土壤和金属材料的浪费
(4)Zn?2e?Zn2+
(3)锌锰干电池所含的汞、酸或碱等在废弃后进入环境中将造成严重危害，此废旧电池的处理方法是回收，目的是为了防止电解液污染土壤和金属材料的浪费。
(4)该电池的负极材料是Zn，负极上是失电子，负极反应方程式为：Zn?2e?Zn2+。