【2019最新】高中化学第四章电化学基础4-2化学电源课时练

正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 所以放电时，Li1－xCoO2转化为LiCoO2。 8．美国《时代周刊》将氢燃料电池评为21世纪对人类生活具有重大影响的技术之一。培根电池是一种碱性的氢氧燃料电池，已经应用在“阿波罗六号”太空船上。将多个培根电池组合为电池组，向外供电，电池组工作稳定后，它的电动势和内阻基本保持不变。电池所产生的水可以作为饮用水，今欲得常温下水1 L，则电池内电子转移的物质的量约为 ( ) A．8.9×10－3 mol mol C．1.1×102 mol 【答案】C B．4.5×10－2 D．5.6×10 mol 【解析】负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 所以产生2 mol水，转移4 mol电子。制得1 L水转移电子数为×2＝1.1×102 mol。 9. 右图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是 ( ) A．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇 B．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 5 / 11 C．负极反应式为：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ D．该电池提供1 mol e－，消耗氧气0.25 mol 【答案】B 【解析】电极反应式为： 负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2↑＋12H＋ 正极：3O2＋12e－＋12H＋===6H2O。B错误；根据电子流向，可以判断a处通甲醇，b处通O2。当电池提供1 mol电子时，消耗O2为＝0.25 mol。 10. 美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁—过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是( ) A．电池的负极反应为Mg－2e－===Mg2＋ B．电池工作时，H＋向负极移动 C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大 D．电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 【答案】B 【解析】Mg－H2O2燃料电池中Mg作负极：Mg－2e－===Mg2＋，Pt作正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，总反应式为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使c(H＋)减小，pH增大，且H＋移向正极。 11．“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。 6 / 11 (1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将________能转化为________能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为 Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 充电时，阳极的电极反应式为______________________；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn＋Ag2O＋H2O2Ag＋Zn(OH)2，其负极的电极反应式为________________________。 【答案】(1)太阳 电 Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O 减小 (2)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 【解析】(1)阳极是失电子发生氧化反应的一极，Ni(OH)2为阳极；放电时负极反应为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，故溶液碱性减小。 12．原电池是化学对人类的一项重大贡献。 (1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。 ①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是________________________。 ②a和b用导线连接，Cu极为原电池________极(填“正”或“负”)，电极反应式是________________________，Zn极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，溶液中的H＋移向________(填“Cu”或“Zn”)极。 7 / 11 ③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻________g。 (2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为：________________________________________________________________________。 ②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ ②正 2H＋＋2e－===H2↑ 氧化 Cu ③6.5 (2)①a CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O ②减小 【解析】分析本题装置，若a和b不连接，不能构成原电池；若a和b连接，则符合构成原电池的条件。(1)①若a、b不连接则发生的是Zn与H2SO4的置换反应；②a、b连接后，构成原电池，Cu的活泼性弱于Zn，Cu为正极，Zn为负极，Zn极发生氧化反应；③若转移0.2 mol电子，则消耗0.1 mol Zn，其质量为6.5 g。(2)CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。电极反应式可由总反应式CH4＋2OH－＋2O2===CO32－＋3H2O减去正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－，求得。由于电池工作过程中会消耗OH－，故一段时间后，电解质溶液的pH会减小。 8 / 11