高二化學(xué)化學(xué)電源測(cè)試題答案
不管是學(xué)習(xí)還是復(fù)習(xí),都離不開試卷的輔助。下面是學(xué)習(xí)啦小編收集整理的高二化學(xué)化學(xué)電源測(cè)試題目及其參考答案以供大家學(xué)習(xí)。
高二化學(xué)化學(xué)電源測(cè)試題目及答案
1.(2011•福建高考)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)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(shí)正極上有氫氣生成
C.放電時(shí)OH-向正極移動(dòng)
D.總反應(yīng)為2Li+2H2O===2LiOH+H2↑
解析:根據(jù)題給信息鋰水電池的反應(yīng)方程式為2Li+2H2O===2LiOH+H2↑,D正確;在反應(yīng)中氫元素化合價(jià)降低,因此H2O做氧化劑,同時(shí)又起到溶劑的作用,A正確;放電時(shí)正極反應(yīng)為2H2O+2e-===2OH-+H2↑,B正確;正極周圍聚集大量OH-,因此溶液中的陽離子Li+向正極移動(dòng),負(fù)極周圍聚集大量Li+,因此溶液中的陰離子OH-向負(fù)極移動(dòng),C錯(cuò)誤。
答案:C
2.(2011•安徽高考)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電,在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是( )
A.正極反應(yīng)式:Ag+Cl--e-=AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子
C.Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)
D.AgCl是還原產(chǎn)物
解析:由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物,即銀做負(fù)極,產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物,A、D都不正確;在原電池中陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以陽離子向電池的正極移動(dòng),C錯(cuò)誤;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合價(jià)是+18/5價(jià),所以每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(4-18/5)×5=2 mol,因此選項(xiàng)B正確。
答案:B
3.用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是( )
?、僭谕怆娐分?,電流由銅電極流向銀電極
?、谡龢O反應(yīng)為Ag++e-===Ag
?、蹖?shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作
④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
解析:該原電池中Cu作負(fù)極,Ag作正極,負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+,正極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag,因此②對(duì);在外電路中,電子由Cu電極流向Ag電極,而電流方向與電子流向相反,所以①錯(cuò);沒有鹽橋,原電池不能繼續(xù)工作,所以③錯(cuò);無論是否為原電池,反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同,均為氧化還原反應(yīng),所以④對(duì)。
答案:C
4.科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池,利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣,氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為( )
A.H2+2OH-===2H2O+2e-
B.O2+4H++4e-===2H2O
C.H2-2e-===2H+
D.O2+2H2O+4e-===4OH-
解析:由題意可知在以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中,負(fù)極電極反應(yīng)式為H2-2e-===2H+,正極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O。
答案:C
5.下列說法正確的是( )
A.堿性鋅錳電池是二次電池
B.鉛蓄電池是一次電池
C.二次電池又叫蓄電池,它放電后可以再充電,能重復(fù)使用
D.燃料電池沒有將氧化劑、還原劑全部?jī)?chǔ)存在電池內(nèi)部
解析:A中堿性鋅錳電池為一次電池;B中鉛蓄電池為二次電池。
答案:CD
6.銀-鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可表示為2Ag+Zn(OH)2????充電放電Ag2O+Zn+H2O,在此電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( )
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag2O D.Zn
解析:判斷電池的正、負(fù)極,一定要從電極反應(yīng)中得失電子情況判斷。放電時(shí)反應(yīng)為Ag+12O+Zn0+H2O===2Ag0+Zn+2 (OH)2,原電池中失去電子的物質(zhì)作負(fù)極。
答案:D
7.日常所用干電池的電極分別為碳棒(上面有銅帽)和鋅皮,以糊狀NH4Cl和ZnCl2做電解質(zhì)(其中加入MnO2吸收H2),電極反應(yīng)式可簡(jiǎn)化為Zn―→Zn2++2e-,2NH+4+2e-―→2NH3+H2(NH3與Zn2+能生成一種穩(wěn)定的物質(zhì))。根據(jù)上述判斷,下列結(jié)論正確的是( )
A.鋅為正極,碳為負(fù)極
B.鋅為負(fù)極,碳為正極
C.工作時(shí),電子由碳極經(jīng)外電路流向鋅極
D.長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用時(shí),內(nèi)裝糊狀物可能流出腐蝕用電器
解析:由兩極反應(yīng)式可知Zn作負(fù)極,碳棒作正極,A項(xiàng)不正確,B正確;原電池工作時(shí),電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極;由于Zn又被溶解,所以易造成內(nèi)部糊狀物流出,D項(xiàng)正確。
答案:BD
8.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是( )
A.利用電池外殼的金屬材料
B.防止電池中的汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染
C.不使電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品
D.回收其中的石墨電極
解析:廢舊電池中含有的Cd、Hg、Pb等重金屬離子會(huì)對(duì)土壤及水源造成嚴(yán)重污染,為防止其污染的發(fā)生,必須對(duì)其回收,集中處理,這是回收的最主要原因。
答案:B
9.下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.依據(jù)原電池的原理設(shè)計(jì)出了化學(xué)電源
B.原電池是化學(xué)電源的雛形
C.原電池輸出電能的能力,取決于組成原電池的負(fù)極材料的活潑性
D.氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能,是化學(xué)電源的能量來源
解析:原電池輸出電能的能力取決于單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電量的多少,不取于負(fù)極材料的活潑性。
答案:C
10.如圖所示為氫氧燃料電池的原理示意圖,按照?qǐng)D示,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.a電極是負(fù)極
B.b電極的電極反應(yīng):4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源
D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
解析:燃料電池中H2為負(fù)極,O2為正極,反應(yīng)分別為H2-2e-===2H+,O2+4e-+2H2O===4OH-。
答案:B
11.(2011•山東高考題)科研、生產(chǎn)中常涉及鈉、硫及其化合物。
(1)實(shí)驗(yàn)室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉,化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________________。要清洗附著在試管壁上的硫,可用的試劑是__________。
(2)下圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖,該電池的工作溫度為320℃左右,電池反應(yīng)為2Na+xS===Na2Sx,正極的電極反應(yīng)為__________________________________。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是____________________________。與鉛蓄電池相比,消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí),鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的______倍。
(3)Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開_________,向該溶液中加入少量固體CuSO4,溶液pH______(填“增大”“減小”或“不變”),Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析出,原因?yàn)開____________(用離子方程式表示)。
解析:(1)乙醇中還有羥基可以與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣,化學(xué)方程式為2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑;單質(zhì)硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,在加熱時(shí)可與熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng),因此要清洗附著在試管壁上的硫,可選用CS2或熱的氫氧化鈉溶液。
(2)由電池反應(yīng)可以看出金屬鈉失去電子作為負(fù)極,單質(zhì)硫得電子被還原成S2-x,所以正極的電極反應(yīng)式為xS+2e-===S2-x;由于原電池內(nèi)部要靠離子的定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電,同時(shí)鈉和硫極易化合,所以也必須把二者隔離開,因此其作用是離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫;在鉛蓄電池中鉛作負(fù)極,反應(yīng)式為Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s),因此當(dāng)消耗1 mol即207 g鉛時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子,而207 g鈉可以失去的電子數(shù)為20723=9(mol),所以鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的9/2=4.5倍。
(3)Na2S屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,S2-水解顯堿性,所以c(H+)最小。但由于水解程度很小,大部分S2-還在溶液中。因?yàn)闅淞蛩釋儆诙跛幔許2-水解時(shí)分兩步進(jìn)行且以第一步水解為主,方程式為S2-+H2O===HS-+OH-、HS-+H2O===H2S+OH-,因此Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);由于S2-極易與Cu2+結(jié)合形成CuS沉淀而抑制S2-水解,因此溶液的堿性會(huì)降低,酸性會(huì)增強(qiáng),方程式為S2-+Cu2+===CuS↓。S2-處于最低化合價(jià)-2價(jià),極易失去電子而被氧化,空氣中含有氧氣可氧化S2-而生成單質(zhì)硫,方程式為2S2-+O2+2H2O===2S↓+4OH-
答案:(1)2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ CS2或熱的氫氧化鈉溶液
(2)xS+2e-===S2-x 離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫 4.5
(3)c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+) 減小 2S2-+O2+2H2O===2S↓+4OH-
12.熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?,制得?50℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:
負(fù)極反應(yīng)式:2CO+2CO2-3===4CO2+4e-
正極反應(yīng)式: _______________________________________。
總電池反應(yīng)式: _____________________________________。
解析:原電池的反應(yīng)原理,就是利用氧化還原反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移。在負(fù)極CO失電子,且消耗了CO2-3,在正極得電子的就是O2,再與CO2結(jié)合生成CO2-3,正極方程式為O2+2CO2+4e-===2CO2-3,正極與負(fù)極生成和消耗的CO2-3的量相等,所以總反應(yīng)方程式為2CO+O2===2CO2。
答案:O2+2CO2+4e-===2CO2-3 2CO+O2===2CO2
13.航天飛機(jī)常采用新型燃料電池作為電能來源,燃料電池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物質(zhì)與O2一起構(gòu)成的電池裝置。它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,甲烷電池以KOH溶液為電解質(zhì),其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O。
(1)負(fù)極上的電極反應(yīng)為________________________。
(2)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的5.6 L O2時(shí),有__________mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。
(3)開始放電時(shí),正極附近溶液的pH__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
解析:由總反應(yīng)式知CH4失電子被氧化生成CO2-3,一定有OH-參與反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH-。根據(jù)正極反應(yīng)式知1 mol O2消耗時(shí),轉(zhuǎn)移4 mol e-,n(O2)=0.25 mol,故有1 mol電子轉(zhuǎn)移。放電時(shí),正極產(chǎn)生OH-,故溶液的pH增大。
答案:(1)CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O
(2)1 (3)增大