学年人教版选修4 第4章第2节 化学电源 作业.docx
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学年人教版选修4第4章第2节化学电源作业
第2节化学电源
1.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.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中的石墨电极
2.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。
有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是( )
A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B.碳棒取出洗净用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用
D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥施用
3.关于化学电源的叙述中错误的是( )
A.化学电源是根据原电池的工作原理设计的
B.在干电池中,碳棒只起导电作用,并不参加化学反应
C.镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵
D.氢氧燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源
4.下列说法中正确的是( )
A.镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B.氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池
C.铅蓄电池放电的时候正极材料是铅,负极材料是二氧化铅
D.铅蓄电池充电时将化学能转化为电能
5.下图是氢氧燃料电池的示意图,按图中提示,下列叙述不正确的是( )
A.a电极是负极,b电极是正极
B.a电极的电极反应式为H2-2e-===2H+
C.b电极的电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑
D.氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内
6.某课外小组自制的氢氧燃料电池如下图所示,a、b均为惰性电极。
下列叙述中不正确的是( )
A.a极是负极,该电极上发生氧化反应
B.b极反应式是O2+4OH--4e-===2H2O
C.总反应方程式为2H2+O2===2H2O
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
7.下图是氢氧燃料电池(电解质溶液为磷酸溶液)构造示意图。
下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.a极是负极
B.电子由a通过灯泡流向b
C.正极的电极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-
D.氢氧燃料电池是环保电池
8.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如下。
下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是( )
A.该电池工作时电能转化为化学能
B.该电池中电极a是正极
C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D.该电池的总反应:
2H2+O2===2H2O
9.据媒体报道,以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。
该燃料电池以氢气为燃料,空气为氧化剂,铂作催化剂,导电离子是氢离子。
下列对该燃料电池的描述中正确的是( )
①正极反应为O2+4H++4e-===2H2O
②负极反应为2H2-4e-===4H+
③总的化学反应为2H2+O2
2H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
A.①②③
B.②③④
C.①②④
D.①②③④
10.可充电电池因其可以反复使用而深受广大消费者喜爱。
请你根据对可充电电池的理解,选出下列有关说法正确的是( )
A.放电时,把热能转化为电能
B.放电时,正极发生氧化反应
C.充电时,电池的负极发生还原反应
D.充电时,把化学能转化为电能
11.已知铅蓄电池的反应为PbO2+2H2SO4+Pb
2PbSO4+2H2O。
下列关于铅蓄电池的说法中正确的是( )
A.铅蓄电池属于充电电池
B.铅蓄电池的放电与充电是可逆反应
C.铅蓄电池放电时,正极不参与电极反应
D.铅蓄电池充电时,把化学能转化为电能
12.已知铅蓄电池放电过程可以表示为PbO2+2H2SO4+Pb===2PbSO4+2H2O。
下列关于铅蓄电池的说法正确的是( )
A.铅为正极,二氧化铅为负极
B.正极电极反应式为PbO2+SO
+2H+===PbSO4+H2O
C.硫酸溶液中,氢离子移向负极
D.放电一段时间后,硫酸根离子浓度减小
13.汽车的启动电源常用铅蓄电池,其放电时的原电池反应如下:
PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,根据此反应判断,下列叙述中正确的是( )
A.铅是正极
B.二氧化铅得电子,被氧化
C.负极反应是Pb+SO
-2e-===PbSO4
D.电池放电时,溶液的酸性增强
14.已知铅蓄电池放电时的原电池反应:
PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
关于铅蓄电池的下列说法中正确的是( )
A.放电时的正极反应式是Pb+SO
-2e-===PbSO4
B.放电时电池的负极材料是铅板
C.充电时,电池中硫酸的浓度不断变小
D.充电时,铅板发生氧化反应
15.铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅,电解质溶液为硫酸,工作时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
下列结论正确的是( )
A.铅为正极被氧化
B.溶液的pH不断减小
C.硫酸根离子只向二氧化铅处移动
D.电子由铅极流向二氧化铅极
16.目前,市场上的手提应急灯主要是“无液干粉”铅酸蓄电池,其原理是将有腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶凝胶中去,使电解质溶液不易发生泄漏,大大改善了电池的性能。
所用的原料仍然是铅、二氧化铅、硫酸。
下列关于该铅蓄电池的说法正确的是( )
A.该应急灯在照明时,电池能将电能变为化学能
B.“无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理
C.放电时,在铅酸蓄电池的负极发生还原反应
D.照明时,电池上标有“-”的极发生氧化反应
17.下图是生活中常用的锌锰干电池的示意图,下列有关说法中不正确的是( )
A.电池内部含有电解质
B.锌是负极,碳棒是正极
C.电池用完后可埋入土壤
D.锌锰干电池属于一次电池
18.下列有关电池叙述中正确的是( )
A.锌锰干电池是一种常用的二次电池
B.锌锰干电池碳棒是负极,锌片是正极
C.锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄
D.水果电池是高效环保的家用电池
19.下列说法中不正确的是( )
A.普通干电池工作时将化学能转化为电能
B.锌锰干电池中,锌电极是负极
C.锌锰干电池属于一次电池
D.锌锰干电池中,锌电极发生还原反应
20.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额,这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机、收音机等)中。
有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池,它是在传统锌锰电池的基础上改进的。
下列对于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极经外电路流向碳极
B.这种电池较传统锌锰电池(即干电池)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
21.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状氯化铵和氯化锌作电解质(其中加入二氧化锰吸收氢气),电极反应式可简化为Zn-2e-===Zn2+、2NH
+2e-===2NH3↑+H2↑(氨与锌离子能生成一种稳定的物质)。
根据上述判断,下列结论不正确的是( )
A.干电池内发生的是氧化还原反应
B.锌为负极,碳为正极
C.工作时,电子由碳极经过外电路流向锌极
D.长时间连续使用时,内装糊状物可能流出腐蚀用电器
22.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。
碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为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.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
C.电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+H2O
(1)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)
D.外电路中每通过0.2mole-,锌的质量理论上减小6.5g
23.目前,有一家著名的清洁公司在废旧电池的回收事业中迈出了有利的一步。
该公司设计了废旧电池回收程序:
(1)放置废旧电池回收桶;
(2)定期专人上门收集;
(3)电池分类(普通电池、纽扣电池);
(4)市内库房分类储存;
(5)集中到一定数量后运至效区放置地点依电池种类装入箱内封存,直至国内成熟废旧电池回收技术出台。
但是目前回收渠道不畅,你认为造成这一结果的原因可能是________。
A.电池生产企业星罗棋布,规模小,工艺技术落后,污染严重,没有能力组织回收工作
B.国内垃圾处理工艺有待改进
C.人们普遍没有意识到废旧电池处理不当对自身危害及自己在回收环节的重要性
D.废旧电池的环境管理是一项复杂的工程,涉及收集,分类、运输、处理等,牵扯面广
E.电池中所含的金属价值不高,致使可获得的利润有限
24.如下图所示,可形成氢氧燃料电池。
通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种。
回答下列问题:
(1)酸式氢氧燃料电池(电解质溶液为硫酸)
①负极反应式为__________________________________________________________________;
②正极反应式为_________________________________________________________________;
③电池总反应方程式_____________________________________________________________;
④电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)碱式氢氧燃料电池(电解质溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液)
①负极反应式为_________________________________________________________________;
②正极反应式为_________________________________________________________________;
③电池总反应方程式_____________________________________________________________;
④电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
25.燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。
它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极:
O2(气)+2H2O(液)+4e-===4OH-
y极:
H2(气)+2OH--2e-===2H2O(液)
回答下列问题:
(1)x是________极,发生________(填“氧化”或“还原”,下同)反应。
(2)y是________极,发生________反应。
(3)总反应方程式为_______________________________________________________________。
(4)若反应后得到5.4g液态水,此时氢氧燃料电池转移的电子数为________。
26.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是____________________________________________,
在导线中电子流动方向为________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为________________________________________________________________。
(3)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能,大量安全储氢是关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H2===2LiH Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是________,反应Ⅱ中的氧化剂是________。
②金属锂吸收的氢气与放出的氢气的物质的量之比为________。
27.氢气是未来理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术:
2H2O
2H2↑+O2↑。
制得的氢气可用于燃料电池。
试完成下列问题:
(1)太阳光分解海水时,实现了从________能转化为________能,二氧化钛作________。
(2)生成的氢气,用于燃料电池时,实现________能转化为________能。
水分解时,断裂的化学键有________键、分解海水的反应属于________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为A极:
H2+O2--2e-===H2O;B极:
O2+4e-===2O2-。
则A极是电池的________极;电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
28.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是铅和二氧化铅,电解质为稀硫酸,工作(放电)时该电池的总反应:
Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
试根据上述情况判断:
(1)蓄电池的负极材料是_________________________________________________________。
(2)工作时,正极反应为_________________________________________________________。
(3)工作时,电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向________极。
(5)电流方向从________极流向________极。
29.锌锰干电池的结构示意图如下:
电池总反应式:
Zn+2MnO2+2NH
===Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O,回答下列问题:
(1)锌锰干电池的负极是________,电极反应式是___________________________________。
(2)锌锰干电池的正极是________,电极反应式是____________________________________。
(3)锌锰干电池又称一次性电池的原因是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)锌锰干电池的有缺陷是________________________________________________________,
改进的方法是___________________________________________________________________。
30.分析锌锰电池构造示意图,回答下列问题:
(1)普通锌锰电池的构造如图(a)所示。
①该电池的负极材料是________。
电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
②若电解质含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀。
其主要原因是________________________________________________________________________。
③普通锌锰电池的缺点有_________________________________________________。
_______________________________________________________________________。
(2)碱性锌锰电池的构造如图(b)所示。
与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是________________________________________________________________________。
31.普通锌锰干电池中,有7种物质:
NH3、NH4Cl、MnO2、Mn2O3、Zn、ZnCl2和H2O,它们分别是锌锰干电池中发生氧化还原反应的反应物和生成物。
回答下列问题:
(1)该电池中的电解质溶液是________溶液。
(2)正极材料是石墨,负极材料是________。
(3)请将正极反应式补充完整:
________+2NH
+________===Mn2O3+2NH3↑+H2O
(4)放电时铵根离子向________极移动。
32.Zn—MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________,电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质铜离子,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是________________________________________________________________________。
(3)欲除去ZnCl2—NH4Cl混合溶液中的铜离子,最好选用下列试剂中的________(填字母)。
A.NaOHB.Zn
C.FeD.NH3·H2O
答案解析
1.B
【解析】回收电池的主要目的是防止对环境的污染。
2.D
【解析】虽然氯化铵是一种化学肥料,但电池内部还有其他有害物质,如果用作化肥,会污染土壤,进入生物链后,影响人体健康。
3.C
【解析】镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属,会对环境造成严重的污染。
4.B
【解析】碱性锌锰干电池是一次电池;燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池;铅蓄电池放电的时候正极材料是二氧化铅,负极材料是铅,电解质是硫酸溶液;铅蓄电池充电时将电能转化为化学能。
5.C
【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应),电解质溶液视为中性,负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应,电极反应式为2H2-4e-===4H+;正极(b极)上通入的氧气发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-;总反应的方程式为2H2+O2===2H2O。
6.B
【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应),电解质溶液为碱溶液,负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应,电极反应式为2H2+4OH--4e-===4H2O;正极(b极)上通入的氧气发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-;总反应的方程式为2H2+O2===2H2O。
氢氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,是一种绿色电源。
7.C
【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应),电解质溶液为酸溶液,负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应,电极反应式为2H2-4e-===4H+;正极(b极)上通入的氧气发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O;总反应的方程式为2H2+O2===2H2O。
在其外电路中,电子从负极(a极)流出经灯泡流向正极(b极)。
氢氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,是一种绿色环保电池。
8.D
【解析】氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应),负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应,正极(b极)上通入的氧气发生还原反应,总反应的方程式为2H2+O2===2H2O。
在其外电路中,电子从负极(a极)流出经导线流向正极(b极)。
9.C
【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应),电解质溶液为酸溶液,负极上通入的燃料氢气发生氧化反应,电极反应式为2H2-4e-===4H+;正极上通入的氧气发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O;总反应的方程式为2H2+O2===2H2O,该反应不是在点燃的条件下进行。
10.C
【解析】充电电池的充电和放电是两个相反的过程。
放电时,把化学能转化为电能,负极发生氧化反应,正极发生还原反应;充电时把电能转化为化学能,负极发生还原反应,而正极发生氧化反应。
11.A
【解析】铅蓄电池是常见的充电电池,放电时把化学能转化为电能,负极(铅)和正极(二氧化铅)都参与电极反应;充电时把电能转化为化学能。
铅蓄电池的充电和放电是在不同的条件下进行的反应,它们不是可逆反应。
12.D
【解析】①由铅蓄电池放电反应方程式可知,铅的化合价升高,失去电子发生氧化反应,铅为负极;二氧化铅的化合价降低,得到电子发生还原反应,二氧化铅为正极。
②铅蓄电池放电总反应式与负极反应式(Pb+SO
-2e-===PbSO4)相减,可得其正极反应式PbO2+SO
+4H++2e-===PbSO4+2H2O。
③氢离子移向正极;反应中硫酸根离子因生成沉淀,其浓度不断减小。
13.C
【解析】由铅蓄电池放电反应方程式可知,铅的化合价升高,失去电子发生氧化反应,铅为负极,电极反应式为Pb+SO
-2e-===PbSO4;二氧化铅的化合价降低,得到电子发生还原反应,二氧化铅为正极,电极反应式为PbO2+SO
+4H++2e-===PbSO4+2H2O,反应过程中氢离子浓度减小,溶液的酸性减弱。
14.B
【解析】①由铅蓄电池放电反应方程式可知,铅的化合价升高,失去电子发生氧化反应,铅板为负极,电极反应式为Pb+SO
-2e-===PbSO4;二氧化铅的化合价降低,得到电子发生还原反应,二氧化铅为正极,电极反应式为PbO2+SO
+4H++2e-===PbSO4+2H2O,反应过程中硫酸的浓度不断减小。
②铅蓄电池的充电和放电是两个相反的过程,充电时铅板发生的是还原反应,硫酸的浓度不断增大。
15.D
【解析】由铅蓄电池工作时反应的方程式可知,铅的化合价升高,失去电子,发生氧化反应,铅为负极;
反应过程中硫酸不断被消耗,溶液的pH不断增大;其外电路中,电子由负极(Pb极)流向正极(PbO2极);内电路中,阴离子(硫酸根离子)移向负极(Pb极),阳离子移向正极。
16.D
【解析】由铅蓄应急灯照明时,电池供电,将化学能转化为电能;无液干粉电池与普通铅蓄电池原理相同;标有“-”符号的一极为电池的负极,在放电时该电极上的物质失去电子,发生氧化反应,铅为负极。
17.C
【解析】在锌锰干电池中,活泼金属锌为负极,石墨碳棒为正极,内部的电解质是氯化铵。
锌锰干电池属于一次电池,不能反复充电放电。
通常干电池中含有重金属,随意丢弃能造成环境污染,废旧电池要分类回收。
18.C
【解析】锌锰干电池是一种常用的一次电池,其中锌作负极,碳棒作正极;锌锰干电池工作时,锌不断的被氧化而消耗,锌外壳会逐渐变薄。
水果电池产生的电流非常微弱,不能作为家用电池。
19.D
【解析】干电池工作时将化学能转化为电能,锌锰干电池中,锌电极是负极,发生氧化反应。
20.C
【解析】碱性锌锰电池是一次电池,锌作负极失电子,故A正确;碱性电池的使用寿命比传统电池的使用寿命要长,B正确;干电池只能实现化学能向电能的转化,C不正确;传统的酸性电池电解质为NH4Cl,碱性电池的电解质为KOH,D正确。
21.C
【解析】在锌锰干电池中,活泼金属锌为负极,负极失去电子发生氧化反应;石墨碳棒为正极,电解质的离子在正
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