2019-2020学年高中化学 课时自测 基础达标 4.2 化学电源（含解析）新人教版选修4

课时自测·基础达标1.(2018·石家庄高二检测)铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为硫酸溶液,工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列结论正确的是()A.Pb为正极被氧化B.溶液的pH不断减小C.S浓度不变D.两电极质量均增加【解析】选D。由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O可知,Pb为负极,发生失电子的氧化反应,被氧化,故A错误;电解质硫酸的浓度不断减小,溶液的pH不断增大,故B错误;由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O可知,硫酸被消耗生成硫酸铅沉淀,所以S浓度不断减小,故C错误;负极的电极反应式为Pb-2e-+SPbSO4,正极的电极反应式为PbO2+S+2e-+4H+PbSO4+2H2O,因此两电极质量均增加,故D正确。2.被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是()世纪金榜导学号A.该电池的正极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C.当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.204×1023D.电池正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-【解析】选D。根据总反应式,A中Zn在反应后化合价升高失去电子,所以锌为负极。二氧化锰在反应过程中作正极,所以B错误,D正确。C中电子不通过电解质溶液,电解质溶液产生电流是由阴阳离子定向移动形成的。【补偿训练】下面是两种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是()A.上述电池分别属于一次电池、二次电池B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C.铅蓄电池工作过程中,每通过2mol电子,负极质量减轻207gD.铅蓄电池负极材料为Pb【解析】选C。在干电池中,Zn作负极,被氧化,B正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出,该极质量应该增加而非减少。3.(2018·太原高二检测)锂-空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。其原理模型如图所示,下列说法不正确的是世纪金榜导学号()A.可以用LiOH溶液做电解质溶液B.锂既是负极材料又是负极反应物C.正极反应为2Li++O2+2e-Li2O2D.正极采用多孔碳材料是为了更好地吸附空气【解析】选A。由模型图可知金属锂作电池的负极,由于锂为碱金属,能与水发生反应,所以电解质溶液应用非水溶剂。【补偿训练】(2017·全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多【解析】选D。电池工作时,Li+向正极移动,则a为正极,正极上得电子发生还原反应,电极反应可以为2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4,A正确;电池工作时,转移0.02mol电子时,Li被氧化生成Li+的物质的量为0.02mol,负极质量减轻0.14g,B正确;石墨能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,C正确;并不是电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多,D错误。4.(2018·潮州高二检测)将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。已知,通入CH4的一极,其电极反应式是CH4+10OH--8e-C+7H2O;通入O2的另一极,其电极反应式是2O2+4H2O+8e-8OH-。下列叙述不正确的是()A.通入CH4的电极为负极B.正极发生氧化反应C.燃料电池工作时,溶液中的OH-向负极移动D.该电池使用一段时间后应补充KOH【解析】选B。燃料电池可燃物从负极通入,A正确。电池正极得到电子发生还原反应,B错误。电解质溶液中的阴离子移向负极,C正确。D中反应消耗KOH,电池工作一段时间要补充KOH。5.(2018·茂名高二检测)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列叙述不正确的是()A.充电时阳极反应为Fe(OH)3-3e-+5OH-Fe+4H2OB.充电时电池的正极和电源的正极相连C.放电时正极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2D.放电时每转移3mole-,有1molFe被还原【解析】选C。由总反应式可知,A中充电时阳极发生氧化反应,Fe(OH)3失去电子形成Fe,正确。B中充电时电池正极与电源正极相连作电解池阳极,正确。C中是负极电极反应式,而不是正极反应式,错误。D中1mol高铁酸根形成氢氧化铁,得到3mol电子,正确。6.(1)锂水电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,加入水即可放电,总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑。①锂水电池放电时,OH-向________极移动。②写出该电池放电时正极的电极反应:__________________________。(2)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,其负极反应为__________________________________________________。(3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4―SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2。①电池的负极材料为________,发生的电极反应为______________________。②电池正极发生的电极反应为________。③组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是____________________。【解析】(1)OH-是阴离子,一定向负极移动。正极是H2O中的H+得电子放出H2,所以正极电极反应是2H2O+2e-2OH-+H2↑。(2)负极失电子,化合价升高,SO2→S,故负极电极反应为SO2+2H2O-2e-S+4H+。(3)分析反应的化合价变化,可得Li为还原剂,SOCl2为氧化剂。①负极材料为Li(还原剂),Li-e-Li+。②正极反应式可由总反应减去负极反应式得到:2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2。③因为构成电池的电极材料Li能和氧气、水反应,且电解液SOCl2也与水反应,故组装该电池必须在无水、无氧条件下进行。答案:(1)①负②2H2O+2e-2OH-+H2↑(2)SO2+2H2O-2e-S+4H+(3)①LiLi-e-Li+②2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2③构成电池的电极材料Li能和氧气、水反应,且电解液SOCl2也与水反应