2015-2016学年高中化学 专题1 第2单元 第2课时 化学电源限时训练 苏教版选修4
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第2课时一次电池和二次电池[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知:通过对常见化学电源的分析,建立对原电池反应过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。
2.科学态度与社会责任:增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。
积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染。
一、化学电源及其分类1.化学电源的分类(1)化学电源按其反应原理常分为如下三类:①一次电池:一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。
使用最广泛的一次电池是干电池。
②二次电池:又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生。
③燃料电池:是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的化学电池。
(2)化学电源按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。
2.判断电池优劣的主要标准(1)比能量:电池单位质量或单位体积所输出电能的多少,单位是(w·h)·kg-1或(w·h)·L-1。
(2)比功率:单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位是W·kg-1或W·L-1。
(3)电池可储存时间的长短。
3.化学电池的回收利用使用后的废旧电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质,随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
废旧电池要进行回收利用。
4.化学电源的发展方向小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池,如镍氢电池、锂离子电池等。
(1)化学电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池和中性电池()(2)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池()答案(1)√(2)√1.化学电池与其他能源相比有何优点?提示与其他能源相比,化学电池的能量转换效率较高,供能稳定,可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组,使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。
2.若废旧电池不回收利用而随处丢弃会产生怎样的危害?提示使用后的废旧电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质,随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
第2课时化学电源每小题只有一个正确选项1.下列说法正确的是() A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是一次电池C.二次电池放电后可以充电使其恢复电池功能D.燃料电池的氧化剂和还原剂大量储存在电池内部2.锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为Zn(s)+2MnO2+2NH+4===Zn2++Mn2O3(s)+2NH3↑+H2O,在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是() A.Zn B.碳C.MnO2和NH+4D.Zn2+和NH33.某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。
下列说法正确的是() A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子4.镍(Ni)镉(Cd)可充电电池,放电时,电极材料是Cd和NiO(OH),电解质是KOH,电极反应分别是Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2,2NiO(OH)+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-。
下列说法不正确的是() A.电池放电时,负极周围溶液的pH不断减小B.电池放电时,总反应是Cd+2NiO(OH)+2H2O===Cd(OH)2+2Ni(OH)2C.电池充电时,镉(Cd)元素被氧化D.电池充电时,电池的正极和电源的正极相连接5.如图是甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。
下列说法不正确的是() A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是甲醇B.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-C.负极反应式为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+D.该电池提供1 mol e-,消耗氧气0.25 mol6.“神舟九号”飞船的电源系统共有3种,分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源1.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2),电极反应式可简化为:Zn-2e-===Zn2+,2NH+4+2e-===2NH3↑+H2↑(NH3与Zn2+能生成一种稳定的物质)。
根据上述判断,下列结论正确的是()A.Zn为正极,碳为负极B.Zn为负极,碳为正极C.工作时,电子由碳极经过外电路流向Zn极D.长时间连续使用时,内装糊状物可能流出腐蚀用电器答案BD解析由负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应或根据原电池形成的条件,相对活泼(指金属性)的一极为负极,相对不活泼的一极为正极,故选项B正确;在外电路,电子从负极流向正极,故选项A、C不正确;长时间连续使用该原电池,由于锌皮慢慢溶解而破损,且MnO2不断吸收H2而生成H2O,糊状物也越来越稀,故其很可能流出腐蚀用电器,故选项D是正确的。
2.汽车的启动电源常用铅蓄电池。
其结构如下图所示,放电时的电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O根据此反应判断下列叙述中正确的是()A.PbO2是电池的负极B.Pb是负极C.PbO2得电子,被氧化D.电池放电时,溶液酸性增强答案 B解析根据电池反应知放电过程中铅失去电子,因此它是原电池的负极,故B项正确;PbO2在放电过程中得到电子被还原,所以它是原电池的正极,因此A、C两项错误;由于原电池放电的过程中消耗硫酸,所以溶液的酸性减弱,故D项错误。
3.燃料电池是目前电池研究的热点之一。
现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。
下列叙述不正确的是()A.a极是负极,该电极上发生氧化反应B.b极反应是O2+4OH--4e-===2H2OC.总反应方程式为2H2+O2===2H2OD.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案 B解析A项a极通H2为负极,电极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O,发生氧化反应;B项,b极通O2为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,B项不正确;C项,正负极电极反应式相加得总反应为2H2+O2===2H2O;D项,氢、氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,故是具有应用前景的绿色电源。
第二章第二节第2课时1.下列说法不正确的是()A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.原电池是将化学能转化为电能的一种装置D.水力发电是将化学能转化为电能的过程D解析水力发电是将机械能转化为电能的过程。
2.电池在生产、生活中应用越来越广泛。
下列说法错误的是()A.化学电源有一次性电池、充电电池和燃料电池等,一次性电池只能放电,不能充电B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是单位质量的电极材料释放的电能大C.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D.锂电池是一种高能电池,体积小、重量轻,单位质量能量比高B解析铅蓄电池中每转移2 mol e-需要207 g Pb,单位质量的电极材料释放的电能小。
3.有一种新型的碱性锌锰电池,它是在酸性锌锰电池的基础上改进的。
下列对碱性锌锰电池的叙述中不正确的是()A.碱性锌锰电池工作时,电子由Zn极经外电路流向石墨极B.这种电池比酸性锌锰电池使用寿命长C.碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化D.这种电池的电解质由传统的NH4Cl换成湿的KOH答案C4.某电化学气敏传感器的工作原理如图所示,下列说法不正确的是()A.a极为负极B.b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-C.电解质溶液中的OH-移向a极D.该传感器工作一段时间后,电解质溶液的pH将变大D解析A项,a极反应物为NH3,由NH3生成N2时化合价升高,失去电子,故a为负极,正确;B项,b极反应物为氧气,放电时电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,正确;C项,原电池内部,阴离子移向负极,即电解质溶液中的OH-移向a极,正确;D项,由于负极氨气放电,电极反应为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O,OH-消耗,且有水生成,pH减小,错误。
5.iPhone 使用的锂电池以质量轻、能量高而备受关注,目前已成功研制出多种锂电池。
课时作业12发展中的化学电源时间:45分钟满分:100分一、选择题(每小题4分,共48分,每题有1~2个选项符合题意)1.电子表所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应为:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-总反应式为:Ag2O+Zn===2Ag+ZnO下列判断正确的是()A.锌为正极,Ag2O为负极B.锌为负极,Ag2O为正极C.原电池工作时,负极区溶液pH减小D.原电池工作时,负极区溶液pH增大答案:BC解析:锌失电子,为负极,由负极反应Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O可知,负极区消耗OH-,溶液pH减小。
2.下列说法中正确的是()A.镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C.化学电池的反应基础是氧化还原反应D.铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb,负极材料PbO2答案:C解析:A项中碱性锌锰干电池是一次电池,A错;燃料电池是一种高效、不会污染环境的新型电池,B错;铅蓄电池放电的时候正极是PbO2,负极是Pb,D错;因此选C项。
3.据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量大,而且没有铅污染。
其电池反应为2Zn+O2===2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气,则下列叙述正确的是()A.锌为正极,空气进入负极反应B.负极反应为Zn-2e-===Zn2+C.正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸答案:BD解析:根据原电池反应的原理,负极发生氧化反应,较活泼的金属作负极,因此Zn-2e-===Zn2+是负极反应,正极发生还原反应。
再根据电池总反应式,生成物是ZnO,ZnO 能与强酸溶液反应,所以D项正确。
4.氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,电极是多孔镍电极,电解质溶液为质量分数30%的KOH溶液,有关叙述正确的是()①负极反应为2H2-4e-===4H+②负极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O③工作时正极pH增大,而负极pH减小④工作时负极pH增大,而正极pH减小⑤工作时溶液中阴离子移向正极⑥使用一段时间,KOH溶液质量分数仍为30%A.①②③B.②③C.②③⑥D.④⑤答案:B解析:氢氧燃料电池在碱性条件下,负极:2H2-4e-===4H+和4H++4OH-===4H2O(即2H2+4OH--4e-===4H2O),pH减小;正极:O2+4e-+2H2O===4OH-,pH增大。
第2课时化学电源基础过关练题组一化学电源的分类1.下列有关电池的叙述不正确的是( )A.水果电池是方便实用的家用电池B.铅蓄电池是一种常用的二次电池C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄2.(经典题)(2023河北唐山十县一中联盟期中)下列有关四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )A.图1所示电池中,MnO2的作用是作为催化剂B.图2所示电池充电过程中,硫酸浓度不断降低C.图3所示氢氧燃料电池中,负极室的H+通过隔膜进入正极室D.图4所示电池中,Ag2O是负极反应物,电池工作过程中被还原为Ag 题组二一次电池3.某电池原理如图所示,电池总反应为Zn+2N H4+Zn2++2NH3↑+H2↑。
下列有关该电池的说法中,错误的是( )A.锌片上发生氧化反应B.碳棒上反应为2N H4++2e- 2NH3↑+H2↑C.该电池工作时Zn逐渐被消耗D.断开导线,图示装置中不再发生任何反应4.(经典题)(2024河北定州期中)银铝电池具有能量密度高的优点,其工作原理如图所示,电池放电时的反应为2Al+3Ag2O+2NaOH2NaAlO2+6Ag+H2O。
下列说法错误的是( )A.Al为电池负极B.正极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-C.放电时负极区pH增大D.放电时Na+通过交换膜向右侧移动题组三二次电池5.(经典题)(2024江苏常州联盟校调研)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,充放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是( )A.电池放电时阳离子向正极移动B.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低C.电池的电解液为碱性溶液D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e- Ni2O3+3H2O6.(经典题)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
电解质溶液为KOH溶液,电池反应为Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。
第二章第二节第2课时发展中的化学电源课时跟踪训练1.下列化学电池不易造成环境污染的是()A.氢氧燃料电池B.锌锰电池C.镍镉电池D.铅蓄电池答案:A2.对化学电源的叙述正确的是()A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高B.化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C.化学电源均是安全、无污染的D.化学电源即为可充电电池解析:选A由于是化学能与电能的直接转化,节省了许多中间环节,所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多,但火力发电仍居世界耗电量的首位;化学电源一般较安全,但含重金属的电源如果随意丢弃,将会给环境带来严重的污染;有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池),有些是不可充电的(如干电池)。
3.酸性锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:Zn+2MnO2+2NH+4===Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O。
在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质为()A.Zn B.碳棒C.MnO2和NH+4D.Zn2+和NH+4解析:选C原电池正极上发生还原反应,铵根离子得到电子被还原得氢气,氢气被二氧化锰氧化得水。
4.铅蓄电池放电时,PbSO4()A.在正极上生成B.在负极上生成C.在两个电极上生成D.在两极上消失解析:选C在铅蓄电池两极上都有难溶的PbSO4生成。
5.镍氢电池的总反应式是H2+2NiO(OH)放电充电2Ni(OH)2,根据此反应式判断,此电池放电时,负极发生反应的物质是()A.NiO(OH) B.Ni(OH)2C.H2D.H2和NiO(OH)解析:选C电池放电时,负极发生氧化反应,即失去电子,化合价升高的物质作负极或在负极上反应。
6.下列说法正确的是()A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是一次电池C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质储存在电池内解析:选C碱性锌锰电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池,燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是不断被输入。
第2课时 化学电源[目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。
2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。
3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。
一、化学电池1.电池的分类化学电池化学能转变为电能⎩⎪⎨⎪⎧ 一次电池:如普通锌锰干电池、 碱性锌锰电池、银锌钮扣电池二次电池:如铅蓄电池等燃料电池:如氢氧燃料电池 2.一次电池与二次电池的不同点(1)一次电池的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度就不能使用了,如普通的锌锰干电池、碱性锌锰干电池。
(2)二次电池又称充电电池或蓄电池。
放电后可以再充电使活性物质获得再生。
这类电池可以多次重复使用,如铅蓄电池等。
二、一次电池1.锌银电池锌银电池负极是Zn ,正极是Ag 2O ,电解质是KOH 溶液,其电极反应如下:负极:Zn +2OH --2e -===Zn(OH)2;正极:Ag 2O +2e -+H 2O===2Ag +2OH -;电池总反应式:Zn +Ag 2O +H 2O===Zn(OH)2+2Ag 。
2.碱性锌锰电池碱性锌锰电池的负极是Zn ,正极是MnO 2,电解质是KOH 溶液,其电极反应为:负极:Zn -2e -+2OH -===Zn(OH)2;正极:2MnO 2+2e -+2H 2O===2MnOOH +2OH -;电池总反应式:Zn +2MnO 2+2H 2O===2MnOOH +Zn(OH)2。
三、燃料电池1.概念燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的化学电池。
燃料电池的氧化剂和还原剂不是全部储藏在电池内,而是在工作时不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池,因此,燃料电池能连续不断地提供电能。
2.氢氧燃料电池(1)结构(如图所示)氢氧燃料电池示意图(2)工作原理电解质溶液为KOH 溶液时:⎩⎪⎨⎪⎧ 负极石墨:2H 2+4OH --4e -===4H 2O 正极石墨:O 2+2H 2O +4e -===4OH- 电池总反应式:2H 2+O 2===2H 2O四、铅蓄电池铅蓄电池是最常见的二次电池,铅蓄电池由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO 2,负极板上覆盖有Pb ,电解质是H 2SO 4溶液,如图所示。
专题2第三单元第2课时化学电源时间:45分钟满分:100分一、选择题(每小题4分,共48分)1.下列说法中不正确的是()A.将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中,a的质量减少,说明a比b活泼B.燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池C.化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应D.镍氢电池和锌锰干电池都是可充电电池解析:选D将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中,a的质量减少,说明金属a较活泼,可以和电解质溶液反应。
在原电池中一般是较活泼金属作负极,所以A正确;燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池,所以B 正确;化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应,这个过程中化学能转化为电能,所以C正确;镍氢电池是二次电池,锌锰干电池用完后不能充电,所以D 错误。
选D。
2.已知空气—锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O石墨:12O2+H2O+2e-===2OH-据此判断,锌片是()A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原解析:选A3.(2019·浙江选考卷)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是()A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降解析:选A Zn比Cu活泼,Zn作负极,Zn失电子变Zn2+,电子由锌电极经导线转移到铜电极,吸引了溶液中的阳离子,因而Zn2+和H+迁移至铜电极,H+氧化性较强,得电子变H2,因而c(H+)减小,A项错误;Ag2O作正极,得到来自Zn失去的电子,被还原成Ag,结合KOH作电解液,故电极反应式为Ag2O +2e-+H2O===2Ag+2OH-,B项正确;Zn为较活泼电极,作负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,C项正确;铅蓄电池总反应式为PbO2+Pb +2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O,可知放电一段时间后,H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D项正确。
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第二节化学电源[随堂基础巩固]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解析:蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电),也可以将电能转化为化学能(充电);燃料电池的能量转换率超过80%,但不可能100%转换。
蓄电池可重复使用,属于二次电池。
答案:C2.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为:2+()22O++H2O,在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )A. B.()2C.2O D.解析:电池放电时发生原电池原理,其负极发生氧化反应,元素的化合价升高,即负极材料为。
答案:D3.一种充电电池放电时的电极反应为H2+2--2e-2H2O;()+H2O+e-()2+-当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )A.H2O的还原 B.()的还原C.H2的氧化 D.()2的氧化解析:放电时为原电池反应,负极上失去电子,正极上得到电子;充电时为电解反应,与外电源正极连接的电极为阳极,由放电时的电极反应式知,阳极上发生的是()2的氧化反应,D 正确。
答案:D4.判断正误(正确打“√"号,错误打“×”号)。
(1)化学电源是把电能转化为化学能的装置。
第二单元第二课时化学电源1.氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池,穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极,其电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,则下列叙述正确的是()A.通H2的一极是正极,通O2的一极是负极B.通O2的一极是正极,通H2的一极是负极C.工作一段时间后电解质溶液pH增大D.工作时负极区附近pH减小2.锂电池是新型高能电池,它以质轻、容量大而受到重视。
目前已经制成多种功能的锂电池。
某种锂电池的总反应可表示为:Li+MnO2LiMnO2。
若该电池提供0.5C电量,则消耗正极材料的质量约为(其他损耗忽略不计)()A.3.5g B.7g C.4.52×10-4g D.43.5g3.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是()A。
利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极4.燃料电池是燃料(例如CO,H2,CH4等)跟氧气或空气起反应,将此反应的化学能转变为电能的装置,电解质通常是KOH溶液。
下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是()A.负极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2OB.正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-C.随着不断放电,电解质溶液碱性不变D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大5.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。
有一种银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为:Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,总反应式为:Ag2O+ Zn 2Ag+ZnO。
根据上述反应式,下列说法正确的是()A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH减小B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C.Zn是负极,Ag2O是正极D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应6.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电放反应按下式进行:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池放电时的负极材料是()A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.Cd D.NiO(OH) 7.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极上通乙烷和氧气,其电极反应式为:C2H6+18OH--14e-=2CO32-+12H2O,7H2O+7/2O2+14e-=14OH-,有关此电池的推断正确的是()A.电解质溶液中CO32-向正极移动B.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度不变C.通乙烷的电极为负极D.参加反应的O2和C2H6的物质的量比为7∶18.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。
新建二中2015—2016学年度上学期高一化学限时训练(1)命题人:王峰审题人:高一化学备课组考试范围:离子反应考试时间:100分钟1.下列说法正确的是()A.BaSO4难溶于水,在水中几乎不导电,所以BaSO4是非电解质B.在水溶液中能导电的化合物就是电解质C.H2SO4在电流作用下在水中电离出H+和SO42—D.液态HCl,固态NaCl均不导电,但HCl、NaCl是电解质2。
下列物质属于电解质并且能导电的物质是()①熔融的NaCl ②KNO3溶液③Cu ④酒精⑤NaCl 晶体⑥盐酸A.① B。
①②③⑤⑥ C.①②⑥D.①③④⑤3.下列电离方程式中,正确的是()A.NaHCO3=Na++HCO3-B. KClO3=K++Cl-+3O2-C。
Ca(NO3)2=Ca2++2(NO3)2-D。
熔融状态下:NaHSO4=Na++H++SO42-4.下列反应的离子方程式正确的是()A。
石灰石与盐酸反应:CO32—+2H+= H2O+CO2↑B.石灰乳与Na2CO3溶液混合:Ca(OH)2 +CO32-= CaCO3↓+2OH -C。
铁与稀硫酸:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++ SO42-+ H++ OH-= BaSO4↓+ H2O5。
下列离子方程式只能表示一个化学反应的是( )A。
H+ + OH-= H2OB.Cl-+ Ag+=AgCl↓C。
Cu2++2OH-+Ba2++SO42-= BaSO4↓+Cu(OH)2↓D。
H+ + SO42-+OH-+Ba2+ =BaSO4↓+H2O6.某溶液中含有大量的下列离子:Fe3+、SO42-、Al3+和M离子,经测定Fe3+、SO42-、Al3+和M离子的物质的量之比为2︰4︰1︰1,则M离子可能是下列中的( )A.Cl-B.OH—C。
Mg2+ D.Na+7。
下表中评价合理的是( )H2OD NH4HCO3溶液与过量KOH浓溶液共热:NH4++ OH-NH3↑+H2O错误,HCO3-也可以与OH-反应8.在溶液中能大量共存,加入OH-有沉淀产生,加入H+有气体放出的是( )A。
第2课时化学电源[明确学习目标] 1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。
2.了解几类化学电池的构造、原理。
3.掌握原电池电极反应式及总反应方程式的书写。
1.一次电池(1)含义:□01发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用的电池。
(2)常见的一次电池有□02普通锌锰干电池、□03碱性锌锰电池、□04银锌钮扣电池等。
2.二次电池(1)含义:可多次□05充放电的电池。
(2)常见的二次电池有□06铅蓄电池、□07镍镉电池、□08镍氢电池、□09银锌电池、□10锂电池和□11锂离子电池等。
(3)铅蓄电池①负极:□12Pb;正极:□13PbO2;电解质:□14H2SO4。
②铅蓄电池的工作原理③铅蓄电池的特点铅蓄电池性能优良,□20安全可靠,□21价格低廉;但其□22比能量低、笨重,□23废弃电池污染环境。
3.燃料电池(1)含义:利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应,将□24化学能直接转化为□25电能的化学电源。
(2)工作特点:还原剂、氧化剂不是全部储藏在电池内,而是在工作时不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池。
因此燃料电池能够连续不断地提供电能,且能量转换效率很高。
(3)燃料电池种类很多,常见的有氢氧燃料电池。
此外,□26甲烷、□27甲醇、□28肼(N2H4)、□29氨等都可以作为燃料电池的燃料。
(4)氢氧燃料电池氢气、氧气分别在多孔金属电极上发生□30氧化、□31还原反应。
当电解质为KOH时,其电极反应式为:负极:□32H2+2OH--2e-===2H2O;正极:□3312O2+H2O+2e-===2OH-;总反应:H2+12O2===H2O。
1.能做化学电池的原电池具有的条件是什么?提示:只有能持续地提供稳定电流的原电池才能做化学电池。
这就要求原电池工作时,原电池反应的速率几乎不变,即电解质溶液中离子的浓度几乎不变。
2.一次电池、二次电池、燃料电池中,哪一种更具有发展前景?为什么?提示:燃料电池。
高二化学化学电源课时训练题及答案双基练习1.2021•福建高考研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为2Li+2H2O===2LiOH+H2↑解析:根据题给信息锂水电池的反应方程式为2Li+2H2O===2LiOH+H2↑,D正确;在反应中氢元素化合价降低,因此H2O做氧化剂,同时又起到溶剂的作用,A正确;放电时正极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑,B正确;正极周围聚集大量OH-,因此溶液中的阳离子Li+向正极移动,负极周围聚集大量Li+,因此溶液中的阴离子OH-向负极移动,C错误。
答案:C2.2021•安徽高考研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物解析:由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物,即银做负极,产物AgCl是氧化产物,A、D都不正确;在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应,所以阳离子向电池的正极移动,C错误;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价,所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为4-18/5×5=2 mol,因此选项B正确。
答案:B3科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为A.H2+2OH-===2H2O+2e-B.O2+4H++4e-===2H2OC.H2-2e-===2H+D.O2+2H2O+4e-===4OH-解析:由题意可知在以磷酸为电解质的燃料电池中,负极电极反应式为H2-2e-===2H+,正极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O。
专题一第二单元第2课时化学电源
考查点一电池的工作原理
1.下列说法不正确的是( )
A.在锌锰干电池中,锌电极是负极
B.手机上用的锂离子电池属于二次电池
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减少,正极质量增加
【答案】D
【解析】Zn失去电子生成Zn2+,故作为负极,A项正确;锂离子电池可以充电再次使用,属于二次电池,B项正确;电池的实质即是化学能转化成电能,C项正确;铅蓄电池在放电过程中,负极反应为Pb-2e-+SO2-4===PbSO4,其质量增加。
2.根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)===2Ag+(aq)+Cd(s)
B.Co2+(aq)+Cd(s)===Co(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)===2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.2Ag+(aq)+Co(s)===2Ag(s)+Co2+(aq)
【答案】A
【解析】由原电池的正、负极材料可知,金属活动性有Cd>Co>Ag,则A中原理错误。
考查点二电池的分类
3.下列说法错误的是( )
A.碱性锌锰电池是二次电池
B.铅蓄电池是二次电池
C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D.燃料电池的活性物质没有储存在电池内部
【答案】A
【解析】碱性锌锰电池是一次性电池,铅蓄电池是二次性电池。
考查点三电池的正极、负极及电解质溶液的相关判断
4.已知空气—锌电池的电极反应为
锌片:Zn +2OH --2e -
===ZnO +H 2O
石墨:12
O 2+H 2O +2e -===2OH - 据此判断锌片是( )
A .负极,并被氧化
B .负极,并被还原
C .正极,并被氧化
D .正极,并被还原 【答案】A
【解析】负极发生失电子的氧化反应。
5.TiO 2在光照射下可使水分解:2H 2O=====TiO 2光2H 2↑+O 2↑,该过程类似植物的光合作用。
下图是光照射下TiO 2分解水的装置示意图。
下列叙述正确的是( )
A .该装置可以将光能转化为电能,同时也能将其转化为化学能
B .TiO 2电极上发生的反应为2H ++2e -
===H 2↑
C.该装置工作时,电流由TiO 2电极经R 流向铂电极
D .该装置工作时,TiO 2电极附近溶液的pH 变大
【答案】A
【解析】该装置光分解水是将光能转化为化学能,发生氧化还原反应生成氢气和氧气,电子的转移经过R ,又将化学能转化为电能;铂电极上生成氢气的反应为2H ++2e -===H 2↑;TiO 2电极上生成氧气的反应为4OH --4e -===2H 2O +O 2↑,所以TiO 2电极附近溶液的pH 减小;电子由TiO 2电极经R 流向铂电极,电流流动方向相反。
6.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如下图所示,其中作为电解质的无水LiClKCl 混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为 PbSO 4+2LiCl +Ca===CaCl 2+Li 2SO 4+Pb 。
下列有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-===CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g Pb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
【答案】D
【解析】正极发生得电子的还原反应,A错误;放电过程为原电池,阳离子向正极移动,B错误;每转移0.1 mol 电子,生成0.05 mol Pb,为10.35 g,C错误;依据题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作,故常温下指针不偏转,D正确。
7.铜锌原电池(如下图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+
B.电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu
C.在外电路中,电子从正极流向负极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
【答案】B
【解析】本题考查原电池。
电池的正极得电子,A选项错误;结合该电池的装置图,可知该过程中涉及的氧化还原反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,B选项正确;外电路中,电子从负极流向正极,C选项错误;在烧杯中由Zn失去电子形成Zn2+,使得该烧杯中带正电荷的离子增加,为维持电中性,K+应该通过盐桥流向CuSO4所在的右烧杯,D选项错误。
8.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,电解质溶液是LiAlCl4—SOCl2。
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__________,发生的电极反应式为__________________________。
(2)电池正极发生的电极反应式为______________________________________。
(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)锂Li-e-===Li+
(2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2↑
(3)出现白雾,有刺激性气味的气体生成SOCl2+H2O===2HCl↑+SO2↑
(4)锂是活泼金属,易与H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应
【解析】(1)、(2)电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
(3)由NaOH与SOCl2反应的产物为Na2SO3、NaCl可知,SOCl2与水反应生成SO2和HCl。
(4)由于电池材料易与水、O2反应。
9.科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径,美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。
一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向另一个电极通入空气。
回答下列问题:
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_______________________________。
(2)此电池正极发生的电极反应式是_______________________________________,负极发生的电极反应式是______________________________________________________。
(3)电解液中的H+向________极移动;向外电路释放电子的电极是________。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池能量转化效率高,其次是____________________________________________。
【答案】(1)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O
(2)3O2+12H++12e-===6H2O
2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+
(3)正负极
(4)对环境无污染
【解析】甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。
CH3OH作负极,发生氧化反应,电极反应为2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+;氧气在正极的电极反应为3O2+12H++12e-===6H2O,两反应相加得总反应式。
在电池中,负极释放电子传到正极上,故H+向正极移动。
甲醇与O2的反应产物为CO2和H2O,对环境无污染。
10.通过NO x传感器可监测NO x的含量,其工作原理示意图如下:
(1)Pt电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)写出NiO电极的电极反应式:________________________________________。
【答案】(1)还原(2)NO+O2--2e-===NO2
【解析】(1)由工作原理示意图,可知O2在Pt电极发生还原反应生成O2-;(2)在O2-参
加反应下,NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2。