2024-2025學(xué)年高中化學(xué)課時(shí)提升作業(yè)十九化學(xué)電源含解析新人教版選修4

PAGE6-化學(xué)電源(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括3小題,每小題6分,共18分)1.(2024·濟(jì)南高二檢測)下列電池工作時(shí),電極質(zhì)量均不發(fā)生變更的是 ()【解析】選C。銀鋅電池在工作時(shí),負(fù)極金屬鋅質(zhì)量會(huì)削減,電極質(zhì)量發(fā)生變更,A錯(cuò)誤;鋅錳電池在工作時(shí),負(fù)極金屬鋅質(zhì)量會(huì)削減,電極質(zhì)量發(fā)生變更,B錯(cuò)誤;燃料電池工作時(shí),在兩極上都是氣體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),電極質(zhì)量不會(huì)發(fā)生變更,C正確;鉛蓄電池在工作時(shí),兩極上都會(huì)產(chǎn)生難溶物質(zhì)硫酸鉛,兩電極質(zhì)量都會(huì)增加,D錯(cuò)誤。2.(2024·合肥高二檢測)堿性電池有容量大,放電電流大的特點(diǎn),被廣泛應(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)式為Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.電池工作時(shí),鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2+H2O+2e-Mn2O3+2OH-C.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上削減13D.電池工作時(shí),電子由負(fù)極通過外電路流向正極【解析】選C。Zn在反應(yīng)中化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià),所以放電時(shí)鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2MnO2+H2O+2e-Mn2O3+2OH-,B正確;外電路中每通過0.2mol電子,依據(jù)Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2知,消耗鋅的質(zhì)量=0.2mol2×65g·mol-1=6.5g,C錯(cuò)誤;放電時(shí)【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·鄂州高二檢測)我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時(shí),a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變更D.放電時(shí),溶液中Li+從b向a遷移【解析】選C。圖示所給出的是原電池裝置。A.由圖示分析,金屬鋰易失電子,由原電池原理可知,含有鋰的一端為原電池的負(fù)極,即b為負(fù)極,a為正極,故A正確。B.電池充電時(shí)為電解池,反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng),故B正確。C.放電時(shí),a極為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng)的是錳元素,鋰元素的化合價(jià)沒有變更,故C不正確。D.放電時(shí)為原電池,鋰離子為陽離子,應(yīng)向正極(a極)遷移,故D正確。3.(2024·東營高二檢測)一種高能納米級(jí)Fe3S4和鎂的二次電池,其工作原理為Fe3S4+4Mg3Fe+4MgS,裝置如圖所示。下列說法不正確的是 ()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)A.放電時(shí),電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子則陰離子交換膜上移動(dòng)0.5molS2-B.放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為Fe3S4+8e-3Fe+4S2-C.充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為MgS+2e-Mg+S2-D.充電時(shí),S2-從陰離子交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移【解析】選A。放電時(shí),結(jié)合電子守恒和電荷守恒分析,電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子則陰離子交換膜上移動(dòng)0.25molS2-,故A錯(cuò)誤;放電時(shí),Fe3S4為正極,正極反應(yīng)式為Fe3S4+8e-3Fe+4S2-,所以B選項(xiàng)是正確的;充電時(shí),原電池的負(fù)極與電源的負(fù)極連接,發(fā)生還原反應(yīng),陰極的電極反應(yīng)式為MgS+2e-Mg+S2-,所以C選項(xiàng)是正確的;原電池的負(fù)極與電源的負(fù)極連接,原電池的正極與電源的正極相連,則左側(cè)為陽極,右側(cè)為陰極,充電時(shí),S2-應(yīng)移向陽極即從陰離子交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移,故D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2024·濰坊高二檢測)一種新型熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率。現(xiàn)用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作電解質(zhì),一極通CO氣體,另一極通O2和CO2混合氣體,其總反應(yīng)為2CO+O22CO2。則下列說法中正確的是 ()A.通CO的一極是電池的正極B.負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+2CO2+4e-2CO3C.負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是CO+CO32--2e-D.正極發(fā)生氧化反應(yīng)【解析】選C。由電池反應(yīng)2CO+O22CO2可知,通CO的一極為電池負(fù)極,通O2的一極為電池正極,負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極的電極反應(yīng)為2CO+2CO32--4e-4CO2,正極的電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-2CO32.(2024·德州高二檢測)有一種新奇的固體氧化物型燃料電池(SOFC),該電池工作時(shí),一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在高溫熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對(duì)該燃料電池說法正確的是 ()A.在熔融電解質(zhì)中,O2-由負(fù)極移向正極B.電池的總反應(yīng)是2C4H10+13O28CO2+10H2OC.通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為O2-4e-2O2-D.通入丁烷的一極是正極,電極反應(yīng)為C4H10+26e-+13O2-4CO2+5H2O【解析】選B。在原電池中,陰離子向負(fù)極移動(dòng),所以O(shè)2-由正極移向負(fù)極;正極發(fā)生得電子反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+4e-2O2-;燃料電池中,燃料在負(fù)極,電極反應(yīng)為C4H10-26e-+13O2-4CO2+5H2O。3.(2024·棗莊高二檢測)可充電氟鎂動(dòng)力電池比鋰電池具有更高的能量密度和平安性,在充電和放電時(shí),其電池反應(yīng)為Mg+2MnF32MnF2+MgF2,下列說法不正確的是 ()A.放電時(shí),鎂為負(fù)極材料B.放電時(shí),電子從鎂極流出,經(jīng)電解質(zhì)流向正極C.充電時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為MnF2+F--e-MnF3D.充電時(shí),外加直流電源負(fù)極應(yīng)與原電池的Mg極相連【解析】選B。依據(jù)原電池原理分析可知,鎂作負(fù)極,MnF3作正極,A正確;依據(jù)原電池原理分析可知,鎂作負(fù)極,放電時(shí),電子從負(fù)極流向正極,但是不會(huì)經(jīng)過電解質(zhì),B錯(cuò)誤;充電時(shí),鎂與電源負(fù)極相連作陰極,發(fā)生還原反應(yīng),MnF3與電源正極相連作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)為2MnF2+2F--2e-2MnF3,C、D正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共12分)4.(2024·佛山高二檢測)鉛蓄電池是典型的可充電電池,它的正負(fù)極格板是惰性材料,電池總反應(yīng)式為Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H請(qǐng)回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原):(1)放電時(shí):正極的電極反應(yīng)式是_________;電解液中H2SO4的濃度將變_________;當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí),理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加_______g。

(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí),若按圖連接,電解一段時(shí)間后,則在A電極上生成__________、B電極上生成______,此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將____________。

【解析】(1)放電相當(dāng)于原電池,充電相當(dāng)于電解池。原電池中正極是得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)的,依據(jù)總反應(yīng)式可知鉛是負(fù)極,二氧化鉛是正極。所以蓄電池中正極電極反應(yīng)式為PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O。放電時(shí)消耗硫酸,因此硫酸濃度將減小。負(fù)極電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO42-PbSO4,所以通過1mol電子時(shí),負(fù)極質(zhì)量增加為0.5mol×303g·mol-1-0.5mol×207g·mol-1=48g。(2)依據(jù)裝置圖可推斷A和電源的負(fù)極相連,作陰極,得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為PbSO4+2e-Pb+SO42-。B和電源的正極相連,作陽極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為PbSO4-2e-+2H2OPbO2答案:(1)PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O小48(2)PbPbO2一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)1.石墨烯鋰硫電池是一種高效、低污染的新型二次電源,其裝置如圖所示。該電池的電池反應(yīng)為2Li+xSLi2Sx。Li+可在固體電解質(zhì)中遷移,下列說法不正確的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.放電時(shí),鋰在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為xS+2e-+2Li+Li2SxC.充電時(shí),鋰電極為陰極,與電源負(fù)極相連D.充電時(shí),理論上陽極失去2mol電子生成32g硫【解析】選D。由電池反應(yīng)為2Li+xSLi2Sx,則放電時(shí),鋰在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;放電時(shí),S電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為xS+2e-+2Li+Li2Sx,故B正確;充電時(shí),陰極反應(yīng)與負(fù)極反應(yīng)剛好相反,所以鋰電極為陰極,與電源負(fù)極相連,故C正確;充電時(shí),陽極反應(yīng)與正極反應(yīng)剛好相反,Li2Sx-2e-xS+2Li+,所以理論上陽極失去2mol電子生成32xg硫,故D錯(cuò)誤。2.(2024·鹽城高二檢測)英國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的尿素微生物電池的反應(yīng)為2CO(NH2)2+3O22CO2+2N2+4H2O,電池裝置如圖所示。下列說法正確的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)A.該裝置能夠在高溫下工作B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.裝置工作時(shí),電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能D.裝置工作時(shí),電子由電極a沿導(dǎo)線流向電極b【解析】選B。微生物在高溫下失去生理活性而沒有催化活性,A錯(cuò)誤;微生物作為催化劑促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移,B正確;該裝置為原電池,原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,C錯(cuò)誤;在a極氧氣得電子轉(zhuǎn)化為水應(yīng)當(dāng)為正極,電子由負(fù)極b極流向正極a極,D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)3.電子表和電子計(jì)算器中所用的是鈕扣式的微型銀鋅電池,其電極分別為Ag2O和Zn,電解液為KOH溶液。工作時(shí)電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2(1)工作時(shí)電流從______極流向______極(兩空均選填“Ag2O”或“Zn”)。

(2)負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________。

(3)工作時(shí)電池正極區(qū)的pH______(選填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上削減______g。

【解析】(1)在反應(yīng)Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2中,由化合價(jià)變更可知Zn被氧化,應(yīng)為原電池的負(fù)極,則正極為Ag2O,電子由負(fù)極流向正極,電流方向與電子流向相反。(2)負(fù)極