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2013年高考化學總復習 專題6 第二單元 化學能轉化為電能課時闖關(含解析) 蘇教版

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1、 【高考總復習】2013年高三化學專題6:第二單元 化學能轉化為電能 課時闖關(含解析)(蘇教版) 一、單項選擇題(每小題只有一個選項符合題意) 1.(2012·黃岡中學高三期末)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列敘述不正確的是(  ) A.放電時鋅作負極 B.充電時氫氧化鐵被氧化 C.放電時溶液的堿性增強 D.放電時轉移3 mol e-,有2 mol FeO被還原 解析:選D。由電池反應知,Zn從0價變?yōu)椋?價,失去電子,

2、Zn作原電池的負極,A項正確;充電時,F(xiàn)e(OH)3中的+3價的鐵被氧化為K2FeO4中的+6價的鐵,B項正確;放電時,生成OH-,對應的溶液堿性增強,C項正確;放電時,此反應轉移6 mol e-,對應有2 mol FeO被還原,D項錯誤。 2.(2011·高考福建卷)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質,使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是(  ) A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時正極上有氫氣生成 C.放電時OH-向正極移動 D.總反應為:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑ 解析:選C

3、。C項是錯誤的,因為原電池放電時OH-是向負極移動的。這種電池名稱叫鋰水電池,可推測其總反應為:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑。再寫出其電極反應如下: 負極:2Li-2e-===2Li+ 正極:2H2O+2e-===2OH-+H2↑ 結合選項分析A、B、D項都是正確的。 3. 電池總反應式為C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O,電池示意圖如圖所示。下列說法不正確的是(  ) A.a為電池的負極 B.b電極發(fā)生氧化反應 C.電池工作時電流由b極沿導線經燈泡再到a極 D.電池正極的電極反應為:4H++O2+4e-===2H2O 解析:選B。由電池總反應C2

4、H5OH+3O2===2CO2+3H2O可知,乙醇在反應中失電子,作還原劑,因此加乙醇一端的電極為負極,即a為電池的負極,A項正確;b電極上O2得電子,發(fā)生還原反應,B項錯誤;電池工作時電流由正極流向負極,即電流由b極流向a極,C項正確;正極上O2得電子,電極反應為O2+4H++4e-===2H2O,D項正確。 4.(2010·高考江蘇卷) 如圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是(  ) A.該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化 B.裝置Y中負極的電極反應式為:O2+2H2O+4e-===4OH- C.裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生 D.裝置X、Y形成的子

5、系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放,并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化 解析:選C。A項,該系統(tǒng)中存在太陽能與電能、電能與機械能、化學能與電能、電能與化學能等4種形式的能量轉化關系,不正確;B項,裝置Y是將化學能轉化為電能的燃料電池裝置,負極應該是H2發(fā)生氧化反應,故不正確;C項,裝置X為電解水產生氫氣和氧氣,故正確;D項,裝置X、Y形成的子系統(tǒng)可以實現(xiàn)物質的零排放,但不可能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化,能量總是有損失的,故不正確。 5.被稱為“軟電池”的紙質電池,采用一個薄層紙片(在其一邊鍍鋅,在其另一邊鍍二氧化錳)作為傳導體,在紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應為Zn+2MnO2+

6、H2O===ZnO+2MnOOH,下列說法正確的是(  ) A.該電池的正極為鋅 B.該電池反應中二氧化錳起催化劑作用 C.當0.1 mol Zn完全溶解時,流經電解液的電子個數為1.204×1023 D.電池正極反應式為MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH- 解析:選D。該電池的負極反應式為Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O,故A錯誤;用電池總反應式減去負極反應式可得正極反應式:2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-,故B錯誤,D正確;電子不能流經電解液,只能在外電路中流動,C錯誤。 6. 如右圖所示,將鎂條和銅片隔一定距離插入一個半熟的橘

7、子中,用導線將二者與蜂鳴器連接,即構成一個水果原電池,可以聽到蜂鳴器發(fā)出音樂聲,則下列有關說法中不正確的是(  ) A.該原電池的負極反應為:Mg-2e-===Mg2+ B.電流方向:Mg―→蜂鳴器―→Cu C.電路上流過1 mol電子時,在銅電極上產生的氣體(標準狀況)為11.2 L D.若將蜂鳴器換成電源,則陽極反應為:Cu-2e-===Cu2+ 解析:選B。在該裝置中Mg作負極,電子流向為Mg―→蜂鳴器―→Cu,電流方向與電子流向相反。 二、不定項選擇題(每小題只有一個或兩個選項符合題意) 7.關于如圖所示的原電池,下列說法正確的是(  ) A.電子從鋅電極通過檢流計

8、流向銅電極 B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移 C.鋅電極發(fā)生還原反應,銅電極發(fā)生氧化反應 D.銅電極上發(fā)生的電極反應是Cu2++2e-===Cu 解析:選AD。由于鋅比銅活潑,因此鋅作負極失電子發(fā)生氧化反應,銅片上Cu2+得電子發(fā)生還原反應,Cu2++2e-===Cu。在原電池中陰離子向著負極移動,而陽離子向著正極移動,故只有A、D正確。 8.(2012·湛江高三第一次模擬) 一種光化學電池的結構如圖,當光照在表面涂有氯化銀的銀片上時,AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面],接著Cl(AgCl)+e-―→Cl-(aq

9、),若將光源移除,電池會立即恢復至初始狀態(tài)。下列說法不正確的是(  ) A.光照時,電流由X流向Y B.光照時,Pt電極發(fā)生的反應為:2Cl--2e-===Cl2↑ C.光照時,Cl-向Ag電極移動 D.光照時,電池總反應為:AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl- 解析:選BC。光照時,Cu+失電子,B錯誤;Y極為負極,X極為正極,電流由X流向Y,A正確;Cl(AgCl)得電子形成Cl-(aq),Cl-向Pt電極移動,C錯誤;根據兩極反應可知總反應為AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-,D正確。 9.利用生活中常見的材料可以

10、進行很多科學實驗,甚至制作出一些有實際應用價值的裝置來,下圖就是一個用廢舊材料制作的可用于驅動玩具的電池的示意圖。該電池工作時,有關說法正確的是(  ) A.鋁罐將逐漸被腐蝕 B.炭粒和炭棒上發(fā)生的反應為:O2+2H2O+4e-===4OH- C.炭棒應與玩具電機的負極相連 D.該電池工作一段時間后炭棒和炭粒的質量會減輕 解析:選AB。該電池的反應原理是:4Al+3O2===2Al2O3,所以Al作電源負極,與玩具電機的負極相連,逐漸被腐蝕,A正確;B選項中反應式為:O2+2H2O+4e-===4OH-,B正確。 10.高功率Ni/MH(M表示儲氫合金)電池已經用于混合動力汽車

11、??偡磻匠淌饺缦拢篘i(OH)2+MNiOOH+MH,下列敘述正確的是(  ) A.放電時正極附近溶液的堿性增強 B.放電時負極反應為:M+H2O+e-===MH+OH- C.充電時陽極反應為:Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O D.放電時每轉移1 mol電子,正極有1 mol NiOOH被氧化 解析:選AC。放電時正極反應為:NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,正極附近c(OH-)增大,溶液堿性增強,A正確;放電時負極反應為MH+OH--e-===M+H2O,B錯誤;充電時陽極反應為Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O,C正確;

12、放電時正極發(fā)生還原反應,放電時每轉移1 mol電子,正極上有1 mol NiOOH被還原,D錯誤。 三、非選擇題 11.ZPower電池使用鋅聚合物作為負極和銀納米顆粒作為正極,其安全性類似于傳統(tǒng)的堿性電池,并且其材料95%可回收,該電池的容量比同體積的鋰電池高30%。 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充、放電過程可表示為2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O。根據上述信息回答下列問題: (1)電池在放電時,作為負極的是__________,正極反應式為 __________________________________________________________

13、______________。 (2)該電池屬于________性電池(填“酸”、“堿”或“中”)。 (3)寫出充電時的反應式: 陽極(負極): ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 陰極(正極): _________________________________________________________________

14、_______ ________________________________________________________________________。 解析:(1)明確電池放電的過程即發(fā)生原電池反應的過程,其電池反應方程式為:Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2,被氧化的Zn為負極,則Ag2O為正極。 (2)從產物分別為金屬氧化物和金屬氫氧化物的實際來看,該電池的電解質溶液應為堿性。 (3)充電時發(fā)生電解池反應,Ag為陽極,Zn(OH)2為陰極,分別發(fā)生氧化反應和還原反應。 答案:(1)Zn Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH- (2)堿 (3

15、)2Ag-2e-+2OH-===Ag2O+H2O Zn(OH)2+2e-===Zn+2OH- 12.(1)A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸。 ①B中Sn極的電極反應式為 ________________________________________________________________________, Sn極附近溶液的pH(填“增大”、“減小”或“不變”)________。 ②C中總反應離子方程式為 ________________________________________________________________________

16、。 比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率,由快到慢的順序是________________。 (2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖,回答下列問題: ①電池的負極是________(填“a”或“b”)電極,該極的電極反應是:________________________________________________________________________。 ②電池工作一段時間后電解質溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 解析:(1)B、C中均形成了原電池,在B中Fe作負極,腐蝕速率加快,在C中Zn作負極,而Fe被保護了起來,故被腐蝕的速率最慢。 (2

17、)CH4在反應時失去電子,故a電極是電池的負極。電極反應式可用總反應式CH4+2OH-+2O2===CO+3H2O和正極反應式:O2+2H2O+4e-===4OH-,做差而得。由于電池工作過程中會消耗OH-,故一段時間后,電解質溶液的pH會減小。 答案:(1)①2H++2e-===H2↑ 增大 ②Zn+2H+===Zn2++H2↑ B>A>C (2)①a CH4+10OH--8e-===CO+7H2O ②減小 13. 氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型電池。電池裝置如圖所示,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定。 請回答下列問題: (1)氫氧燃料電

18、池的能量轉化主要形式是________________,在導線中電子流動方向為______________(用a、b表示)。 (2)負極反應式為 ________________________________________________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因為 ________________________________________________________________________ ____________________________________________________________

19、____________。 (4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下: Ⅰ.2Li+H22LiH Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2↑ ①反應Ⅰ中的還原劑是____________,反應Ⅱ中的氧化劑是____________。 ②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為________。 ③由②生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉化率為80%,則導線中通過電子的物質的量為

20、________ mol。 解析:本題考查電化學知識。(1)原電池的實質為化學能轉化成電能。總反應為2H2+O2===2H2O,其中H元素從0價升至+1價,失去電子,即電子從a流向b。(2)負極為失去電子的一極,即H2失電子生成H+,由于溶液呈堿性,故電極反應式左邊應加上OH-,右邊生成H2O。(3)鉑粉吸附氣體的能力強,可以加快反應速率。(4)Ⅰ.Li元素從0價升至+1價,作還原劑。Ⅱ.H2O中的H元素的化合價從+1價降至H2中的0價,作氧化劑。由反應Ⅰ,當吸收10 mol H2時,則生成20 mol LiH,V=m/ρ=×10-3≈192.68×10-3L。V(LiH)/V(H2)=192.68×10-3L/224 L≈8.6×10-4。20 mol LiH可生成20 mol H2,實際參加反應的H2為20×80%=16 mol,1 mol H2轉化成1 mol H2O,轉移2 mol電子,所以16 mol H2可轉移32 mol電子。 答案:(1)由化學能轉變?yōu)殡娔堋∮蒩到b (2)2H2+4OH--4e-===4H2O(或H2+2OH--2e-===2H2O) (3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數,加快電極反應速率 (4)①Li H2O?、?.6×10-4?、?2

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