《2021年2021年上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习第12章电化学第二节形形色色的电池习题详解(含解析)(实.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年2021年上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习第12章电化学第二节形形色色的电池习题详解(含解析)(实.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -其次节形形色色的电池填空题1燃料燃烧为一种氧化仍原反应，能否把燃料作为电极，使其化学能直接转变成电能 ，燃料电池就为基于这一思想而创造的；图 12-5 为氢氧燃料电池的剖面示意图；原料为氢气和氧气，用多孔性的碳作为电极；一极吸附氢气，另一极吸附氧气，以30%氢氧化钾溶液为电解液；燃料电池的优点，第一为能量利用率高；其次可节省大量的金属；但为，要使燃料电池产生平稳的电流并不简洁；氢气.氧气必需要有特别的催化剂才能在电极上发生上述反应，而这类催化剂的研制非常困难，价格昂贵；因此，目前燃料电池仅应用于人造卫星.航天飞机等尖端
2、科技领域；(1) 电 极 反 应 式 分 别 为 ： 正 极 ， 负 极 ；(2) 飞船上宇航员的生活用水由燃料电池供应；已知这种电池发 1 度电时能生成 350 g 水，试运算能量转化率；2H 2 (g)+O 2 (g)2H 2 O(l)+572 kJ (3) 假如有一种氢氧燃料电池的输出电压为1.2 V ；要使标有1.2 V .1.5 W 的小灯泡连续发光 1 h ，应消耗标准状况下的H2 体积为 L ；(4) 氢气为燃料电池最简洁的燃料，虽然使用便利，却受到价格和来源的限制；常用的燃料，往往为某些碳氢化合物，如甲烷（自然气）.汽油等；请写出将上图中H2 换成CH 4 时， a 极上的电极
3、反应式： ；此时电池内总反应的化学方程式为- ；解析： (1) 氢氧燃料电池；O22H 2O+4e4OH ，2H 24OH -4e4H 2 O ；(2)64.7% （由热化学方程式可算诞生成350 g 水，放出能量为350g572kJ=5561kJ ；18g21 度电相当于33.6l0kJ 能量，就能量利用率为33.610100%64.7% ） ；5561(3)0.65 L 1.2V .1.5W 的小灯泡连续发光1h ，耗能为31.53600105.4kJ ，就燃料电池需供应能量为5.4kJ64.7%=8.35 kJ，由方程式可算得V (H 2 )=8.35572222.40.65 (4) a
4、 极的电极反应式为：CH8e+10OH -CO 2-7H O ，总反应的化学方程式为：432第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -CH 42O 22OHCO 33H 2 O ；-2-2据报道，最近某公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的10 倍，可连续使用一个月才充一次电；据此请回答以下问题：(1) 甲醇为 极，电极反应式为 ；(2) 电池反应的离子方程式为 ；(3) 这种电池如用在宇宙飞船上仍可为宇航员供应生活用水；设在这种电池的总反应中每消耗
5、1 mol 甲醇将生成a mol 水和放出Q kJ 的热量，在实际使用中这种电池每发1 度电时生成mg水；就电池的能量利用率为 （用含 a . Q . m 的代数式表示） ；(4) 这种电池输出的电压为b V ，要使标有b V . 12 W 的小灯泡发光1h ，实际应消耗甲醇 g （用含有关字母的代数式表示）；解析： (1) 负；CH OH-6e+8OH -CO 26H O ；332-2-2-(2) CH OH+ 3 O2OH -CO3H O 或 2CH OH+3O4OH2CO6H O ；323223232（ 3）6.48a106% （提示：由题知，生成m g 时放出能量m Q kJ ，1 度
6、电等于 3600kJ ，就此Qm36006.48a8a106电池的能量利用率为m Q100% ） ；Qm8a（ 4） 8m375a或 0.021m g （提示： 灯泡耗能 =123600 1J=43.2 kJ，如实际消耗甲醇的质量为x ， a就 xQ326.48a106Qm%43.2 ， x8m 375ag ） ；3装置如图12-6 所示： D 为答应通过离子的盐桥，E 为 48 V 稳压电源，R 为可变电阻，K为开关， G 为灵敏电流计，Cl . C2 为碳棒，A . B 为烧杯；(1) 已知AsO 3-2I -2H +AsO 3-IH O 为可逆反应；如A 中盛 KII溶液，B 中盛432
7、22Na 3 AsO 4 和 Na3 AsO 3 溶液，就当K 接 1，并向 B 中滴加浓盐酸时发觉G 中的指针友生偏转；改向 B 中滴加 40%的 NaOH 溶液时， G 中的指针就向反方向偏转；两次操作过程中指针偏转的缘由为 ；第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -指针偏转方向相反的缘由为 ；加盐酸时C1 上发的反应为 ；加 NaOH 溶液时C1 上发生的反应为 ；(2) 当 A 中盛适量的1 mol LNa 2 SO4 溶液，B 中盛 40 mL 适量浓度的KIKHCO 3 溶液，且 K接
8、 2 时，可用该置来测定砷的含量；其操作如下：称取5.00 g 含砷样品，解后加入仍原剂，使砷全部转化为HAsO 2，除去过量的仍原剂后再转移到250 mL 容量瓶中配成250 mL 溶液，3用移管从中取出10 mL 加入 B 中，边搅拌边电解，电解生成的I 2 可将HAsO 3快速.定量地氧24化为 HAsO 2 ，以 2 mA 的电流电解241 s ，便可使反应进行完全；反应到达终点时宜用 来指示；假设电能没有缺失，试求样品中As 2 O5 的质量分数；解析： (1) 化学能转变为电能，有电流通过；加盐酸时平稳右移，加NaOH 溶液时平稳左移，两种情形下产生的电流方向相反； 2I -2eI
9、；2 AsO 3H O-2eAsO 32H + ；324(2) 反应终止后，连续电解会有碘单质生成，所以用淀粉溶液来指示；电解过程中，通过的电量QIt2103 A241s=0.482 C，在此过程中电能没有缺失，由此可知通过的电子数n0.482C23619(6.0210)510mol ；由电极反应式：1.61022I - -2eI 得：-6n(I 2 )=2.510mol ；由化学方程式HAsO 22I2H +HAsO 2-IH O 可 得 n ( As)2.5106 mol，这为取出4322110 mL 溶液中砷的物质的量，所以250 mL 溶液中n2(As)=6.2510-5 mol ，样
10、品中As 2O5 的质量6.25105 230 g / mol7.187510 3 g ，2样品中As 2O5 ；的质量 =7.187510 3 g5g100%0.14375%、 约等于 0.144%4化学电池在通讯.交通及日常生活中有着广泛的应用；(1) 目前常用的镍 ( Ni ) 镉( Cd ) 电池，其电池总反应可表示为：放电cd+2NiO(OH)+2H 2O充电2Ni(OH) 2Cd(OH) 2己 知NiOH 2 和Cd OH2 均 难 溶 于 水 但 能 溶 于 酸 ， 以 下 说 法 中 正 确 的 为第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - -精品word 可编
11、辑资料 - - - - - - - - - - - - - ；以上反应为可逆反应以上反应不为可逆反应充电时化学能转变为电能放电时化学能转变为电能A. B. C. D. 2(2) 废弃的镍镉电池已成为严峻的环境污染物，有资料说明一节废镍镉电池可以使1m耕地失去使用价值；在酸性土壤中这种污染尤为严峻；其缘由为 ；(3) 下图为废镍镉电池中的重金属渗入水体后，进人人体的一条途径：生物体 D 中重金属浓度 （填“大于” .“等于”或“小于” ）生物体 A 中重金属浓度，这为通过食物链 作用所引起的；除上述途径外，被污染的水体中的重金属仍可以直接通过 （途径）进人人体；解析： (1) 在同一条件下，既能
12、向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应；但为以上反应不为在同一条件下发生的，一个为自发进行的，另一个为在充电条 件下发生反应；2(2) 物质以离子的形式存在，植物最简洁吸取；从镍镉所对应的化合物的水溶性角度分析，因在酸性土壤中NiOH2 和 Cd OH2 易溶解变成Ni和 Cd2，被植物吸取，造成污染，故答案为： NiOH2 和 Cd OH2 能溶于酸性溶液产生有毒的Ni和 Cd12；2(3) 通过食物链的富集作用，生物体 D 中镍镉浓度要大于生物体A 中的镍镉浓度， 镍镉仍可以直接通过饮水进入人体；此题答案为：(1)B ；(2) Ni(OH)2 和 Cd OH2 均能
13、溶于酸溶液；(3) 大于；富集；饮水；5讨论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，电解质，使用时加入水即可放电；关于该电池的以下说法中不正确选项（）；A. 水既为氧化剂又为溶剂B. 放电时正极上有氢气生成C. 放电时 OH向正极移动D. 总反应的化学方程式为：2Li+2H2 O2LiOH+H 2解析：依据题意可知：总反应的化学方程式为：2Li+2H2O2LiOH+H 2-负发生氧化反应，电极反应式为：Li-e+OH2LiOH正极发生仍原反应，电极反应式为：H 2 O+2eH 2 +2OH由两个电极反应式可以看出：放电时OH向负极移动，所以选项C错误
14、；题答案为选项C； 6碱性电池具有容量大.放电电流大特点，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，电池总反应的化学方程式为：Zn(s)+2MnO2 (s)+H 2O(l)Zn(OH) 2 (s)+Mn 2 O3 (s) ，以下说法中错误选项（）；第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -A. 电池工作时，锌失去电子B. 电池正极的电极反应式为：2MnO 2 (s)+H 2 O(l)+2eMn 2 O32OH - (aq)C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D. 外电路中每通过
15、0.2 mol 电子，锌的质量理论上减小6.5g解：依据总反应可知：Zn 为原电池的负极，被氧化，失去电子，选项A 正确；原电池的正极发生仍原反应，依据总反应的化学方程式可知正极的电极反应式为：2MnO 2sH 2 O 12eMn 2 O3s2OHaq ，选项 B 正确；-电池工作时：电流由正极通过外电路流向负极，电子正好相反，选项C 错误；由总反应的化学方程式可知：负极反应式为Zn-2e+2OHZn(OH) 2 ，外电路中每通过0.2 mol电子，消耗Zn 的物质的量为0.1 mol ，质量为 0.1 mol65 g / mol6.5 g ，选项 D 正确；此题答案为选项C；7日常所用的干电
16、池的电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH 4Cl 和 ZnCl 2 作电解质（其中加入MnO 2 氧化吸取H 2 ），电极反应式可简化为：Zn-2eZn；2NH 42eNH 3H2，2+依据上述表达判定以下说法正确选项（）；A. 干电池中锌为正极，碳为负极B. 干电池工作时，电子由锌极经外电路流向碳极C. 干电池长时间连续工作时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器D. 干电池可实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化解析：原电池中正极发生仍原反应，负极发生氧化反应，由电极反应可知：干电池中锌为负极，碳为正极，选项A 错误；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，电子正好相反，选项B 错误；糊状物为：
17、NH 4 Cl 和 ZnCl 2 ，可看出两者都为强酸弱碱盐，均显酸性，所以干电池长时间连续工作时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器，选项C 正确；日常所用的干电池为一次电池，不能进行充电，将电能向化学能转换；此题答案为选项B.C；8 LiAl / FeS电池为一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li +FeS+2eLi S+Fe ，有关该电池的以下表达中正确选项（）；2A. LiAl 在电池中作为负极材料，该材料中Li 的化合价为 +1 价B. 该电池的电池反应式为：C. 负极的电极反应式为：2Li+FeSLi 2 S+Fe3+Al-3eAlD. 充电时，阴极发生的电极反应式为
18、：Li 2 S+Fe-2e2LiFeS解析： LiAl 属于合金，不为化合物，所以Li 和 Al 的化合价都为0 价；选项A 错误；由题知正极反应式为：2Li +FeS+2eLi 2S+Fe ，负极应当为Li-Al电极，并且依据正极反应式知： Li 发生氧化反应，而不为Al 发生氧化反应；所以负极反应式为：+2Li2e2Li，第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -两者相加可得反应的化学方程式为：2Li+FeSLi2S+Fe ，选项 B 正确；由选项 B 的解析可得选项C 错误；电池放电时，电子流
19、人正极，发生仍原反应，充电时，电子应当从正极流出，流向外部电源的正极，所以接的为外部电源的正极，即：放电时的正极应当为充电时的阳极；选项D 错误；此题答案为选项C；9 LiFePO 4 新型锂离子动力电池以其特殊的优势成为深圳大运会绿色能源的新宠；已知该电池放电时的电极反应式为，正极：FePO4Li +eLiFePO 4 ，负极：+Li-eLi；以下说法中正确选项（）；A. 充电时电池反应的化学方程式为FePO4LiLiFePO 4B. 充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连C. 放电时电池内部Li向负极移动D. 放电时，在正极上为Li得到电子被仍原解 析 ： 由 题 可 知
20、， 放 电 时 的 电 池 反 应 为FePO4LiLiFePO 4， 充 电 时 应 为 ：LiFePO 4FePO4 +Li ，选项 A 错误；放电时的电流方向在外电路为由正到负，充电与之相反，所以充电时锂电池内电路的电流方向由阳极到阴极，充电时阳极的反应式为LiFePO 4eFePO4Li ，所以失去电子；故与正极相连；放电时负极生成Li，移向正极，应选项C 错误；放电时，FePO4 为 Fe得到电子被仍原；此题答案为选项B；10. 市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑.炭粉.木屑和少量氯化钠.水等；热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后会
21、发觉有大量铁锈存在；请完成以下问题；(1) 热敷袋产生热量的来源为 ；(2) 炭粉的主要作用为 ；(3) 加入NaCl的主要作用为 ；(4) 写出生成铁锈的化学方程式 ；（按生成过程分步写，不行合并成总式）解析： (1) 由题意知：使用完发觉有大量铁锈存在，说明这个过程为铁被氧化的反应；热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，搓揉的目的 为让空气进入热敷袋使氧气与铁进行反应；(2) 我们平常用热敷袋可以知道：从启用到放热时间比较短，相比铁在空气中缓慢氧化，这个氧化比较快，所以分析得出：这个反应为原电池反应；其中铁作负极，炭粉为正极，NaCl 与第 6 页，共
22、 7 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -水构成了电解质溶液；(3) 加入 NaCl 的主要作用为使氯化钠溶于水，形成电解质溶液；(4) 由 (2) 分析得出：铁为负极，炭粉为正极，负极电极反应式为：2+-2+-Fe2eFe；正极电极反应式为：2H 2 O+O 24e4OH；Fe2OHFe(OH) 2；4Fe(OH) 2O 22H 2O4Fe(OH) 3 ； 2Fe(OH) 3FeO 3nH 2O+(3- n)H 2O ；此题答案为：(1) 铁被氧化，(2) 与铁屑.氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化；-2+-(3) 氯化钠溶于水，形成电解质溶液；Fe(4)Fe-2e2+;2H 2 O+O 24e4OH;Fe2OHFe(OH) 2;4Fe(OH) 2O 22H 2O4Fe(OH) 3 ； 2Fe(OH) 3Fe2O 3nH 2 O+(3- n)H 2 O；第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -