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【整合】人教版必修二 2.2 化学能与电能跟踪训练(第二课时)

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【整合】人教版必修二 2.2 化学能与电能跟踪训练(第二课时)
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高中化学审核员

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                                  第二节     化学能与电能

                        第  2 课时     化学能转化为电能             跟踪训练

一、选择题(本题包括         9 小题,每小题      6 分,共  54 分)

1.已知空气—锌电池的电极反应为:

            -  -
锌片:Zn+2OH   -2e    Zn(OH)2

               -        -
石墨:O2+2H2O+4e       4OH

根据此判断,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

2.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

3.关于化学电源的叙述,错误的是(  )

A.化学电源均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.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源

4.下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的(  )

A.a 极是负极


B.供电时的总反应为        2H2+O2    2H2O

C.电子由    b 通过灯泡流向     a

D.氢氧燃料电池是环保电池

5.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(  )
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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

6.目前,科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系,下列说法中错误
的是(  )

A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能


B.燃料电池中通入       H2 的一极作负极,发生氧化反应

C.在此循环中发生了反应:2H2O              2H2↑+O2↑

D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂

7.Mg-AgCl  电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式: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

8.   等质量的两份锌粉        a、b,分别加入两支相同的试管中,然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀

硫酸,同时向       a 中加入少量    CuSO4 溶液,则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图像表示如下,其中正确
的是(  )


                                                   

9.    银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为                       Ag2O 和 Zn,电解质溶液为       KOH  溶液,总反

应式为    Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的是(  )

    A.原电池放电时,负极上发生反应的物质是                   Zn

                                -    -
    B.负极发生的反应是          Zn+2OH   -2e  ===Zn(OH)2

    C.工作时,负极区溶液           c(OH-)减小

    D.溶液中     OH-向正极移动,K+、H+向负极移动
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二、非选择题

10. (14 分)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(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当
电解质溶液为       NaOH(aq)或 KOH(aq)时]两种。试回答下列问题:


(1)酸式电池的电极反应:负极_________________________________________,

正极__________________________________;电池总反应:_________________________________;

电解质溶液      pH 的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(2)碱式电池的电极反应:负极_________________________________________,

正极___________________________________;电池总反应:__________________________________;

电解质溶液      pH 的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

11.(8 分)化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)目前常用的镍镉(Ni       Cd)电池,其电池总反应可以表示为:


Cd+2NiO(OH)+2H2O      2Ni(OH)2+Cd(OH)2


已知   Ni(OH)2 和 Cd(OH)2 均难溶于水但能溶于酸,以下说法正确的是    (填字母序号)。 

①放电时     Cd 作正极 ②放电时        Ni 元素被还原 

③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能

A.①③               B.②④          C.①④          D.②③ 

(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明,一节废镍镉电池可以                             使  1 m2 的耕地失去使用价值。
在酸性土壤中这种污染尤为严重,这是因为                        。 

(3)另一种常用的电池——锂电池(锂是一种碱金属元素,其相对原子质量为                            7),由于它的比容量(单位质量电极
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材料所能转换的电能)特别大而广泛应用于心脏起搏器,一般使用时间可长达十年,它的负极由金属锂制成,电

池总反应可表示为         Li+MnO2    LiMnO2。

试回答    锂电池比容量特别大的原因是                           。 

锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制,为什么这种电池不能使用电解质的水溶液?请用化学方程式表示
其  原因:                                         。 

12. (12 分)(1)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为

                    放充电
                   
3Zn+2K2FeO4+8H2O       3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题:

①高铁电池的负极材料是________。

                                                                    -      -
②放电时,正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为                       Zn-2e  +2OH   ===Zn(OH)2,则
正极反应为_____________________________。

③放电时,________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。

(2)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示,a、b                   均为惰性电极。

①使用时,空气从________(填“A”或“B”)口通入。


②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),a            极的电极反应式为

_______________________________________________。


13.  (12 分)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
__________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________,

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________________________________________

________________________________________________________________________。

                                  第二节     化学能与电能

                        第  2 课时     化学能转化为电能             跟踪训练

一、选择题(本题包括         9 小题,每小题      6 分,共  54 分)

                        -  -
1.解析:由电极反应:Zn+2OH       -2e    Zn(OH)2 可知,Zn 失去电子被氧化,作电源的负极。

答案:A

2.解析: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。

答案:C

3.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。

答案:C

                        -      +
4.解析:a  电极发生反应:H2-2e         2H ,故电子应由     a 通过灯泡流向     b。

答案:C

5.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,其电极反应式为                                 Pb+S-2e-

    PbSO4,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。

答案:B


6.解析:  氢氧燃料电池的负极通入           H2,发生氧化反应;正极通入         O2,发生还原反应,故      B 正确。原电池都是将化
学能转化为电能的装置,故           A 正确。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水。

答案:C

7.解析 由电池反应方程式看出,Mg              是还原剂、AgCl      是氧化剂,Mg      作负极,A    错误;      Mg 作负极,其
电极反应式为       Mg-2e-===Mg2+,B    错误;因为该电池能被海水激活,故               KCl 溶液也可以激活电池,C          错
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误;电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池工作时将化学能转化为电能,电能的产生可用于海

上应急照明供电,D         正确。答案 D

8. 解析:选     D 等质量的两份锌粉中,加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸,同时向                                  a 中加入少

                                        2+     2+             +     2+
量  CuSO4 溶液,则    a 中发生的反应有:Zn+Cu          ===Zn  +Cu,Zn+2H     ===Zn  +H2↑,由于置换出来
的  Cu 与 Zn 在稀硫酸中构成原电池,所以,a             中的反应速率比       b 中的反应速率大,即反应完成所需的时间

         2+                                                                        +
短,但    Cu  消耗了少量的      Zn,a  中产生的    H2 比 b 中产生的   H2 少。b  中只发生如下反应:Zn+2H
      2+
===Zn   +H2↑。符合这些条件的图像就是            D。

9.   解析:选    D 根据总反应式       Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2      分析化合价变化可知,Zn          在负极上失
                                                                       -     -
电子,Ag2O    在正极上得电子,电解质溶液为              KOH  溶液,所以负极反应为          Zn+2OH   -2e  ===Zn(OH)2,
                   -                  -              -                                 -
正极反应为      Ag2O+2e  +H2O===2Ag+2OH     。在负极区,OH        被消耗,溶液碱性减弱,溶液中的              OH  作
定向移动到负极来补充,正极区生成                OH-,溶液碱性增强,故          D 项错误。

二、非选择题

                        -      +        -    +
10. (14 分)答案 (1)2H2-4e   ===4H   O2+4e   +4H   ===2H2O 2H2+O2===2H2O 变大

          -      -               -              -
(2)2H2-4e  +4OH   ===4H2O O2+4e   +2H2O===4OH     2H2+O2===2H2O 变小

                              2-          2-                           +
解析 (1)正极上,O2       得电子变为     O  ,溶液中     O  不能单独存在,酸性条件下与             H 结合生成     H2O;负极

                  +    +
上,H2   失电子变为     H  ,H  进入电解质溶液。电池总反应为              H2 和 O2 生成  H2O 的反应,由于有       H2O 生成,
溶液将逐渐变稀,故         pH 增大。

                         2-         2-                                             -
(2)正极上,O2    得电子变为     O  ,溶液中     O  不能单独存在,碱性条件下与             H2O 分子结合生成      OH  ;负极

                    +              +                   -
上,H2   失去电子变为      H  ,碱性条件下      H 不能大量存在,与        OH   结合生成水。电池总反应也是            H2 和

                                        -
O2 生成水的反应。同样,由于有水生成,c(OH                  )变小,pH   变小。

11.(8 分解析:(1)根据电池总反应式可分析哪种元素发生氧化反应,哪种元素发生还原反应。                               (2)因为

                                                                                     -1
Ni(OH)2 和 Cd(OH)2 溶于酸,产生大量的重金属离子,对土壤污染更严重。(3)锂的摩尔质量为                         7  g·mol ,较小,
单位质量转移电子的物质的量多,放电量大。


答案:(1)B (2)Cd(OH)2  和 Ni(OH)2 能溶于酸性溶液生成有毒的重金属离子等 (3)                 锂的摩尔质量小 

2Li+2H2O     2LiOH+H2↑


                                   2-    -                      -
12. (12 分)答案 (1)①Zn ②还原 FeO        4 +3e  +4H2O===Fe(OH)3+5OH     ③正 (2)①B ②CH3OH-
  -      -      2-
6e  +8OH   ===CO 3 +6H2O

解析 (1)高铁电池放电时为原电池,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。总反应式减去负极反应式得
正极反应式,正极生成          OH-,故此极附近溶液碱性增强。(2)由电子流动方向可知                      a 为负极,b    为正极,空
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气应从    B 口通入,容易写出总反应式和正极反应式,两者相减得出负极反应式。

13. (12 分)答案 (1)Li 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===SO2 ↑+  2HCl↑


(4)因为构成电池的主要成分           Li 能和氧气、水反应,且         SOCl2 也与水反应


解析 分析反应的化合价变化,可得                Li 为还原剂    ,SOCl2 为氧化剂。

(1)负极材料为     Li(还原剂),发生反应:Li-e-===Li+。

                                                   -      -
(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到:2SOCl2+4e                     ===4Cl +S+SO2↑。


(3)题中给出有碱液吸收时的产物,则没有碱液而用水吸收时的产物应为                             SO2 和 HCl,所以现象应该为出现
白雾和有刺激性气味的气体生成。


(4)因为构成电池的两个主要成分             Li 能和氧气、水反应,且         SOCl2 也与水反应。
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