2011-2012学年高二化学选修4人教版）同步练习第四章第二节化学.DOC

2011-2012学年高二化学选修4（人教版）同步练习第四章第二节 化学电源 一. 教学内容： 化学电源 二. 重点、难点： 1. 一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用是重点 2. 化学电池的反应原理是难点 三. 具体内容： 1. 化学电源的分类 2. 一次电池 （1）碱性锌锰电池 （2）锌银电池 （3）锂电池 3. 二次电池 （1）铅蓄电池放电过程 （2）铅蓄电池充电过程 4. 燃料电池 （1）氢氧燃料电池 （2）甲烷燃料电池 （3）甲醇燃料电池 （4）乙醇燃料电池 （5）液态肼燃料电池 【典型例题】 [例1] 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应是根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（ ） A. 电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B. 电池放电时，镍元素被氧化 C. 电池充电时，氢元素被还原 D. 电池放电时，H2是负极 答案：CD 解析：考察基本的二次电池各电极及反应判断。 [例2] 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）==Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）下列说法错误的是（ ） A. 电池工作时，锌失去电子 B. 电池正极的电极反应式为：2MnO2（s）+H2O（1）+2e－=Mn2O3（s）+2OH－（aq） C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D. 外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g 答案：C 解析：考察原电池原理的应用。 [例3] 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. 放电时负极反应为：Zn－2e－ +2OH－= Zn（OH）2 B. 充电时阳极反应为：Fe（OH）3 －3e－ + 5 OH－= FeO+ 4H2O C. 放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D. 放电时正极附近溶液的碱性增强 答案：C 解析：判断二次电池充放电过程的判断。 [例4] 固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的。它以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2－）在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，下列判断正确的是（ ） A. 有O2放电的a极为电池的负极 B. 有H2放电的b极为电池的正极 C. a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e－=4OH－ D. 该电池的总反应方程式为 答案：D 解析：考察利用所学知识进行类比判断。 [例5] 新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+XS====Na2Sx （1）放电时S发生________反应，Na作________极 （2）充电时Na所在电极与直流电源________极相连 （3）充电时阳极反应为_____________；放电时负极反应为_______________ 答案：（1）还原；负；（2）负；（3）Sx2－－2e－=XS；Na–e－=Na+ 解析：考察电池充放电过程的反应的判断。 [例6] 燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备，试解答下列问题： （1）宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电极反应为：2H2－4e－+4OH－=4H2O， O2+2H2O+4e－=4OH－，正极发生的是___________反应（填氧化或还原），总反应方程式是：___________ （2）燃料电池在发电的同时还生成了水，这正好解决了宇航员在太空中的饮水问题，若电池输出的电流强度为533A，则每小时能生成多少g水？ 答案：还原；2H2＋O2＝2H2O；179.3g。 解析：根据燃料电池中电子转移计算。 [例7] 有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体内作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2、H2O进行工作，两极反应式为：正极材料是________电极反应是________________，负极材料是________，电极反应是________________。 答案：铂；O2+4e－+2H2O=4OH－；Zn；Zn – 2e－=Zn2+ 解析：利用化学电源中电极及电极反应判断的方法解题。 [例8] 熔融盐燃料电池具有很