高考化学总复习 专题6 第二单元 化学能转化为电能课时闯关（含解析） 苏教版

【高考总复习】2013年高三化学专题6：第二单元化学能转化为电能课时闯关（含解析）（苏教版）一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．(2012·黄冈中学高三期末)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列叙述不正确的是(　　)A．放电时锌作负极B．充电时氢氧化铁被氧化C．放电时溶液的碱性增强D．放电时转移3mole－，有2molFeO被还原解析：选D。由电池反应知，Zn从0价变为＋2价，失去电子，Zn作原电池的负极，A项正确；充电时，Fe(OH)3中的＋3价的铁被氧化为K2FeO4中的＋6价的铁，B项正确；放电时，生成OH－，对应的溶液碱性增强，C项正确；放电时，此反应转移6mole－，对应有2molFeO被还原，D项错误。2．(2011·高考福建卷)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　)A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑解析：选C。C项是错误的，因为原电池放电时OH－是向负极移动的。这种电池名称叫锂水电池，可推测其总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。再写出其电极反应如下：负极：2Li－2e－===2Li＋正极：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑结合选项分析A、B、D项都是正确的。3.电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．a为电池的负极B．b电极发生氧化反应C．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极D．电池正极的电极反应为：4H＋＋O2＋4e－===2H2O解析：选B。由电池总反应C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O可知，乙醇在反应中失电子，作还原剂，因此加乙醇一端的电极为负极，即a为电池的负极，A项正确；b电极上O2得电子，发生还原反应，B项错误；电池工作时电流由正极流向负极，即电流由b极流向a极，C项正确；正极上O2得电子，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，D项正确。4．(2010·高考江苏卷)-5-\n如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是(　　)A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化解析：选C。A项，该系统中存在太阳能与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能等4种形式的能量转化关系，不正确；B项，装置Y是将化学能转化为电能的燃料电池装置，负极应该是H2发生氧化反应，故不正确；C项，装置X为电解水产生氢气和氧气，故正确；D项，装置X、Y形成的子系统可以实现物质的零排放，但不可能实现化学能与电能间的完全转化，能量总是有损失的，故不正确。5．被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，在其另一边镀二氧化锰)作为传导体，在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，下列说法正确的是(　　)A．该电池的正极为锌B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C．当0.1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023D．电池正极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－解析：选D。该电池的负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，故A错误；用电池总反应式减去负极反应式可得正极反应式：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－，故B错误，D正确；电子不能流经电解液，只能在外电路中流动，C错误。6.如右图所示，将镁条和铜片隔一定距离插入一个半熟的橘子中，用导线将二者与蜂鸣器连接，即构成一个水果原电池，可以听到蜂鸣器发出音乐声，则下列有关说法中不正确的是(　　)A．该原电池的负极反应为：Mg－2e－===Mg2＋B．电流方向：Mg―→蜂鸣器―→CuC．电路上流过1mol电子时，在铜电极上产生的气体(标准状况)为11.2LD．若将蜂鸣器换成电源，则阳极反应为：Cu－2e－===Cu2＋解析：选B。在该装置中Mg作负极，电子流向为Mg―→蜂鸣器―→Cu，电流方向与电子流向相反。二、不定项选择题(每小题只有一个或两个选项符合题意)7．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是(　　)A．电子从锌电极通过检流计流向铜电极B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D．铜电极上发生的电极反应是Cu2＋＋2e－===Cu解析：选AD。由于锌比铜活泼，因此锌作负极失电子发生氧化反应，铜片上Cu2＋得电子发生还原反应，Cu2＋＋2e－===Cu。在原电池中阴离子向着负极移动，而阳离子向着正极移动，故只有A、D正确。-5-\n8．(2012·湛江高三第一次模拟)一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)，[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是(　　)A．光照时，电流由X流向YB．光照时，Pt电极发生的反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑C．光照时，Cl－向Ag电极移动D．光照时，电池总反应为：AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－解析：选BC。光照时，Cu＋失电子，B错误；Y极为负极，X极为正极，电流由X流向Y，A正确；Cl(AgCl)得电子形成Cl－(aq)，Cl－向Pt电极移动，C错误；根据两极反应可知总反应为AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－，D正确。9．利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是(　　)A．铝罐将逐渐被腐蚀B．炭粒和炭棒上发生的反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．炭棒应与玩具电机的负极相连D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析：选AB。该电池的反应原理是：4Al＋3O2===2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具电机的负极相连，逐渐被腐蚀，A正确；B选项中反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确。10．高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH)2＋MNiOOH＋MH，下列叙述正确的是(　　)A．放电时正极附近溶液的碱性增强B．放电时负极反应为：M＋H2O＋e－===MH＋OH－C．充电时阳极反应为：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2OD．放电时每转移1mol电子，正极有1molNiOOH被氧化解析：选AC。放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正极附近c(OH－)增大，溶液碱性增强，A正确；放电时负极反应为MH＋OH－－e－===M＋H2O，B错误；充电时阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，C正确；放电时正极发生还原反应，放电时每转移1mol电子，正极上有1molNiOOH被还原，D错误。三、非选择题11．ZPower电池使用锌聚合物作为负极和银纳米颗粒作为正极，其安全性类似于传统的碱性电池，并且其材料95%可回收，该电池的容量比同体积的锂电池高30%。-5-\n银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充、放电过程可表示为2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O。根据上述信息回答下列问题：(1)电池在放电时，作为负极的是__________，正极反应式为________________________________________________________________________。(2)该电池属于________性电池(填“酸”、“碱”或“中”)。(3)写出充电时的反应式：阳极(负极)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；阴极(正极)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)明确电池放电的过程即发生原电池反应的过程，其电池反应方程式为：Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，被氧化的Zn为负极，则Ag2O为正极。(2)从产物分别为金属氧化物和金属氢氧化物的实际来看，该电池的电解质溶液应为碱性。(3)充电时发生电解池反应，Ag为阳极，Zn(OH)2为阴极，分别发生氧化反应和还原反应。答案：(1)Zn　Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－(2)碱(3)2Ag－2e－＋2OH－===Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－12．(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。①B中Sn极的电极反应式为________________________________________________________________________，Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)________。②C中总反应离子方程式为________________________________________________________________________。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是________________。(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，该极的电极反应是：________________________________________________________________________。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”)。解析：(1)B、C中均形成了原电池，在B中Fe作负极，腐蚀速率加快，在C中Zn作负极，而Fe被保护了起来，故被腐蚀的速率最慢。(2)CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。电极反应式可用总反应式CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O和正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，做差而得。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。答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑　增大②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　B>A>C-5-\n(2)①a　CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O②减小13.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。电池装置如图所示，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________________，在导线中电子流动方向为______________(用a、b表示)。(2)负极反应式为________________________________________________________________________。(3)电极表面镀铂粉的原因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能。因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li＋H22LiHⅡ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是____________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________。②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为________。③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。解析：本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2＋O2===2H2O，其中H元素从0价升至＋1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于溶液呈碱性，故电极反应式左边应加上OH－，右边生成H2O。(3)铂粉吸附气体的能力强，可以加快反应速率。(4)Ⅰ.Li元素从0价升至＋1价，作还原剂。Ⅱ.H2O中的H元素的化合价从＋1价降至H2中的0价，作氧化剂。由反应Ⅰ，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V＝m/ρ＝×10－3≈192.68×10－3L。V(LiH)/V(H2)＝192.68×10－3L/224L≈8.6×10－4。20molLiH可生成20molH2，实际参加反应的H2为20×80%＝16mol,1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol电子。答案：(1)由化学能转变为电能　由a到b(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率(4)①Li　H2O　②8.6×10－4　③32-5-