2020高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 第2课时课时作业课件 苏

[A篇知识对点训练]知识点一一次电池1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是()A．利用电池外壳金属材料B．防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨答案B答案解析回收废旧电池的首要原因是防止废电池中渗漏的重金属离子对土壤和水源的污染，而对废电池的综合利用是第二位的。解析2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极反应为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时，负极附近溶液碱性不变D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g答案C答案解析该电解质溶液呈碱性，放电时，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===Zn(OH)2(s)，OH－参与反应，则负极附近OH－浓度减小，pH减小。正极上MnO2得电子发生还原反应，电极反应为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)。当外电路中通过0.2mol电子时，理论上参加反应的锌为0.1mol，其质量减少6.5g。解析3．Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是()A．Mg为电池的正极B．负极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－C．不能被KCl溶液激活D．可用于海上应急照明供电答案D答案解析根据总反应式可知，金属镁被氧化作负极，氯化银被还原作正极，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，A、B错误。KCl溶液对该电池总反应没有影响，可以作该电池的电解质溶液，C错误。该电池能提供电能，可用于海上应急照明供电，D正确。解析知识点二二次电池4．关于铅蓄电池的说法正确的是()A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在放电时，负极质量不断变小D．在放电时，SO2－4移向正极答案B答案解析A项，正极发生还原反应，元素的化合价降低，因此正极反应式为PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O，错误；B项，铅蓄电池中，铅板是负极材料，正确；C项，放电时，负极由Pb逐渐生成PbSO4，故负极质量不断增大，错误；D项，放电时阴离子移向负极。解析5．镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为xMg＋Mo3S4放电充电MgxMo3S4，则镁电池放电时，下列说法错误的是()A．Mg2＋向正极迁移B．正极反应式为Mo3S4＋2xe－===Mo3S2x－4C．Mo3S4发生氧化反应D．负极反应式为xMg－2xe－===xMg2＋解析解析答案答案5．镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为xMg＋Mo3S4放电充电MgxMo3S4，则镁电池放电时，下列说法错误的是()A．Mg2＋向正极迁移B．正极反应式为Mo3S4＋2xe－===Mo3S2x－4C．Mo3S4发生氧化反应D．负极反应式为xMg－2xe－===xMg2＋答案C答案解析镁在反应中失电子，则Mo3S4在反应中得电子，故放电时Mo3S4发生还原反应。解析6．(双选)氢镍电池可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应为12H2＋NiO(OH)放电充电Ni(OH)2，根据此反应式判断，下列叙述中正确的是()A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大B．电池放电时，镍元素被氧化C．电池充电时，氢元素被还原D．电池放电时，H2在负极反应答案CD答案解析该二次电池放电过程可根据原电池原理分析总反应式可知，H2失电子被氧化，在负极反应，D正确；负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，反应消耗OH－，负极周围溶液的pH应不断减小，A错误；通过化合价变化分析，放电时，镍元素化合价降低，被还原，B错误；该二次电池充电过程可根据电解池原理分析，氢元素化合价降低，被还原，C正确。解析知识点三燃料电池7．氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，H2SO4溶液作电解质溶液，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，负极反应为2H2－4e－===4H＋。下列叙述不正确的是()A．H2在负极发生氧化反应B．燃料电池的能量转化率可达100%C．是一种高效、对环境友好的发电装置D．供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O答案B答案解析氢氧燃料电池中H2在负极发生氧化反应，A项正确；燃料电池中能量转化率较高，但达不到100%，B项错误；燃料电池是一种高效、对环境友好的发电装置，C项正确；结合正极和负极反应式可写出供电时总反应为2H2＋O2===2H2O，D项正确。解析8．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆－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．有H2放电的b极为电池的正极C．a极对应的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．该电池的总反应方程式为2H2＋O2=====高温2H2O解析A项，O2放电发生还原反应，a极为正极，错误；B项，H2放电发生氧化反应，b极为负极，错误；C项，由题意及图示知，a极对应的电极反应为O2＋4e－===2O2－，错误；D项，由两极反应式可知电池总反应方程式为2H2＋O2=====高温2H2O，正确。解析答案D答案9．(1)现有反应2H2＋O2=====KOH2H2O，要构成燃料电池，则负极通入的应是________，正极通入的应是________，电极反应式分别为___________________、________________________。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解液，则电极反应式分别为______________、______________。(3)上述(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，(1)中溶液pH变________(填“大”或“小”，下同)，(2)中溶液pH变________。(4)如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解液，则电极反应式分别为_______________________、_____________________。答案(1)H2O2负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(3)小大(4)负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－答案解析(3)由于(1)是在碱性条件下反应，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而(2)中为酸性溶液，H2SO4的量不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。解析[B篇综合提升训练]10．锂空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是()A．放电时Li＋由B极向A极移动B．电池放电反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOHC．B电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．电解液a可以为氯化锂溶液解析在锂空气电池中，A(金属锂)为负极，其反应式是4Li＋4OH－－4e－===4LiOH；B为正极，其反应式是O2＋4e－＋2H2O===4OH－；总反应式是4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。原电池工作过程中，电解液中的Li＋(阳离子)由A极移向B极(正极)；金属锂能与水反应，电解液a中不能含有水。解析答案B答案11．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移D．该电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.46L答案B答案解析高温条件下，微生物会失去活性，A项错误；由题图可知，在负极区C6H12O6(葡萄糖)失去电子变成CO2，B项正确；在原电池内部，阳离子向正极移动，故放电过程中，H＋应从负极向正极迁移，C项错误；1molO2在反应中能氧化16molC6H12O6，理论上能生成1molCO2，标准状况下CO2气体体积应为22.4L，D项错误。解析12．固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)通过，工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的说法正确的是()A．电极b为电池负极，电极反应为O2＋4e－===2O2－B．固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过C．若用H2作燃料气，接触面上发生的反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OD．若用CH2===CH2作燃料气，接触面上发生的反应为CH2===CH2＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O答案D答案解析因为该电池为燃料电池，通入燃料气的一极为负极，通入空气或氧气的一极为正极，故电极a为负极，电极b为正极，A项错误；电子不能通过内电路，是O2－在电池内部通过，B项错误；固体氧化物中无OH－，只有O2－，C项错误。解析13．Li­SOCl2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LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：(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)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________，反应的化学方程式为________。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是__________。答案(1)LiLi－e－===Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑(4)因为构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应答案解析(1)分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂(作负极)失电子，电极反应式：Li－e－===Li＋。(2)SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物：Cl－、S、SO2。(或用总反应减去负极反应)。(3)题中已给出信息：碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl，则没有碱液只有水吸收时的产物应为SO2和HCl，进而推出现象。解析14．肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可用作火箭燃料。(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。该电池放电时，通入肼的一极为________极，其电极反应式为_____________。电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)肼用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式：__________________________________。(3)肼和四氧化二氮常用做火箭推进剂，两者的反应产物是氮气和水。当肼和四氧化二氮反应生成28.0kg还原产物时，试计算参加反应的肼