高中化学化学电源 同步练习人教版选修四.doc

化学电源同步练习（一）典型例题例1．锌锰干电池是日常生活中常用的干电池，其结构如右图所示：正极材料：MnO2、石墨棒负极材料：锌片电解质：NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物Zn＋2MnO2＋2NH4＋＝2Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O电池总反应可表示为：试写出其电极反应式：负极：正极：【解析】根据总反应式书写电极反应式，关键在于：将一个氧化还原反应拆开为两个反应，阳极（原电池负极、电解池正极）为氧化反应，阴极（原电池正极、电解池负极）为还原反应，并用电子来配平反应式。【答案】Zn＝Zn2＋＋2e；2MnO2＋2NH4＋＋2e＝Mn2O3＋2NH3＋H2O。【例2】实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb＋SO42-－2e==PbSO4↓正极：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e==PbSO4↓＋2H2O今若制得Cl20.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（）A．0.025molB．0.050molC．0.10molD．0.20mol解析：蓄电池两极得（失）电子的物质的量理论上应等于电解池两极得（失）电子的物质的量。据题示信息找出如下关系：答案：C点评：本题属于新情境试题，要求考生抓住转移2mole-才能生成1molCl2这一关键，还要读懂题示信息中2mole-与4molH+的关系，才能找到电解池内消耗的n(H2SO4)。【例3】航天技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢—氧燃料电池有酸是和碱式两种，它们放电时的电池总反应为：2H2+O2=2H2O。酸式氢—氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2–4e-==4H+，其正极反应表示为___________；碱式氢—氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应表示为：O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为_______________________。解析：原电池两电极反应之和为总反应。因氢—氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O。所以酸式氢—氧燃料电池的正极反应可用总反应减去负极反应即得；碱式氢—氧燃料电池的负极反应可用总反应减去正极反应即得。答案：正极：O2+4H++4e-=2H2O负极：2H2+4OH-=4H2O【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：2H2+O2==2H2O解析：本题以考生完全陌生的燃料电池，考查原电池知识点的掌握程度。无论什么电池，其本质都是自发的氧化还原反应。所以先整体把握，可知总反应相当于H2氧化成水；再逐层推理：正极a处应为O2得到电子被还原，负极b处为H2失电子被氧化。答案：D点评：新信息与已有知识的结合应用，是检验自学能力的标志之一。【例5】氢氧电池以氢气作还原剂，氧气作氧化剂，电极为多孔镍，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液。以下有数种说法：①负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-②负极反应为2H2+4OH--4e-4H2O③电池工作时正极区pH升高，负极区pH下降；④电池工作时溶液中的阴离子移向正极。正确的组合是（）Ａ.①③④B.②③C.②④D.①④解析：氢氧燃料电池可以看作是H2在O2中燃烧放出的热全部转化为电能，其总反应为2H2+O2==2H2O。同时应该注意到，电解质溶液中的电解质会影响正、负极的电极反应。该燃料电池电解质为KOH，则负极反应为：2H2+4OH--4e-==4H2O，正极反应为：O2+2H2O+4e-==4OH-。负极反应消耗OH-，c(OH-)变小，pH下降；正极反应生成OH-，c(OH-)变大，pH升高。电池工作时，阴离子移向负极。答案：B点评：燃料电池是原电池的创新，但其基本原理不变，即物质在正极发生还原反应，物质在负极发生氧化反应。（二）基础练习一、选择题1．如右图所示，烧杯内盛水，铁圈和银圈直接相连接，在接头处用一根绝缘细线吊住使之平衡，小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后可观察到的现象是（）A.两圈仍保持平衡B.铁圈向下倾斜C.银圈向下倾斜D.有气泡产生，两圈摇摆不定2．锌锰干电池，在放电时总反应的化学方程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3(s)+2NH3↑+H2O。此种电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（）A.ZnB.碳C.MnO2和NH4+D.Zn2+和NH33．将Zn片和Cu片