2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第1節(jié)第2課時化學(xué)電源課堂達(dá)標(biāo)含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGE3-第2課時化學(xué)電源1．堿性電池具有容量大，放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnOOH，下列說法不正確的是(C)A．電池工作時鋅為負(fù)極B．電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－C．放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上削減6.5g解析：由電池總反應(yīng)可知，Zn化合價上升，被氧化為原電池的負(fù)極，A項正確；由電池總反應(yīng)知：MnO2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－，B項正確；反應(yīng)消耗水，溶液的濃度增大，堿性增加，pH增大，C項錯誤；由電池總反應(yīng)知，65g鋅反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子，則外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上削減6.5g，D項正確。2．據(jù)報道，某公司研制了一種由甲醇和氧氣，以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)的手機(jī)電池，電量可達(dá)到鎳氫電池的10倍，有關(guān)此電池的敘述錯誤的是(C)A．溶液中的陽離子移向正極B．負(fù)極反應(yīng)式：CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2OC．電池在運(yùn)用過程中，電解質(zhì)溶液的c(OH－)不變D．當(dāng)外電路通過6mol電子時，理論上消耗1.5molO2解析：A項，原電池工作時，溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，正確；B項，燃料電池中，負(fù)極是燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，正確；C項，電池總反應(yīng)是2CH3OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，電池在運(yùn)用過程中，電解質(zhì)溶液中c(OH－)減小，錯誤；D項，消耗1molO2可轉(zhuǎn)移4mol電子，外電路通過6mole－時，消耗1.5molO2，正確。3．“重油—氧氣—熔融碳酸鈉”燃料電池裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(C)A．O2在b極得電子，最終被還原為COeq\o\al(2－,3)B．放電過程中，電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極bC．該電池工作時，COeq\o\al(2－,3)經(jīng)“交換膜2”移向b極D．H2參加的電極反應(yīng)為H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2解析：A項，O2在b極得電子，生成的O2－與CO2反應(yīng)，最終O2被還原為COeq\o\al(2－,3)，正確；B項，放電過程中，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，即由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b，正確；C項，該電池工作時，因為b極不斷生成COeq\o\al(2－,3)，所以COeq\o\al(2－,3)經(jīng)“交換膜2”移向左側(cè)，錯誤；D項，H2在負(fù)極失電子生成H＋，與COeq\o\al(2－,3)結(jié)合生成水和二氧化碳，參加的電極反應(yīng)為H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2，正確。4．“綠水青山就是金山銀山”，利用電池原理治理各種污染是科研工作人員致力探討的重要課題之一。(1)硫化氫是一種具有臭雞蛋氣味的有毒氣體，我國最近在太陽能光電催化—化學(xué)耦合分解硫化氫探討中獲得新進(jìn)展，相關(guān)裝置如圖所示。①指出a極和b極的名稱，并寫出電極反應(yīng)式。②結(jié)合離子方程式分析H2S氣體去除的原理。(2)碳排放是影響氣候改變的重要因素之一。最近，科學(xué)家開發(fā)出一種新系統(tǒng)，“溶解”水中的二氧化碳，以觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)，生成電能和氫氣，其工作原理如圖所示。寫誕生成氫氣的電極反應(yīng)式和此電池的總化學(xué)方程式。(3)微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得到有價值的化學(xué)產(chǎn)品，如圖為其工作原理，右下圖為廢水中Cr2Oeq\o\al(2－,7)離子濃度與去除率的關(guān)系。依據(jù)圖示寫出正極的電極反應(yīng)式。答案：(1)①Fe2＋－e－=Fe3＋2H＋＋2e－=H2↑②Feq\o\al(2＋,e)－e－=Fe3＋生成的Fe3＋氧化H2S生成S單質(zhì)而除去。2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋(2)2CO2＋2H2O＋2e－=2HCOeq\o\al(－,3)＋H2↑2Na＋2CO2＋2H2O=2NaHCO3＋H2(3)O3＋4H＋＋4e－=2H2OCr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6e－=2Cr3＋＋7H2O解析：(1)①從圖示可以看出電子從a極動身，故a極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2＋－e－=Fe3＋；b極為正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。②除去H2S的過程涉及兩個反應(yīng)步驟，第一步Fe2＋在電極上發(fā)生反應(yīng)Fe2＋－e－=Fe3＋；其次步，生成的鐵離子氧化硫化氫生成硫單質(zhì)，離子方程式為2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。(2)氫氣在b電極產(chǎn)生，其電極反應(yīng)式為2CO2＋2H2O＋2e－=2HCOeq\o\al(－,3)＋H2，a電極反應(yīng)式為Na－e－=Na＋，因此電池的總化學(xué)反應(yīng)式為2Na＋2CO2＋2H2O=2NaHCO3＋H2。(3)依據(jù)原電池的工作原理，電子流入的一極為正極，即