课后达标检测
一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.对化学电源的叙述正确的是( ) A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B.化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位 C.化学电源均是安全、无污染的 D.化学电源即为可充电电池
解析:选A。由于是化学能与电能的直接转化,节省了许多中转环节,所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多,但火力发电仍居世界耗电量的首位;化学电源一般较安全,但含重金属的电源如果随意丢弃,将会给环境带来严重的污染;有些化学电源是可充电的(如镍镉电池),有些是不可充电的(如干电池)。
2.“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能,如图所示是某同学设计的几种装置,其中能构成原电池的是( )
A.③⑤⑦ B.③④⑤ C.④⑤⑦ D.②⑤⑥
解析:选A。本题考查原电池的构成条件及工作原理。具体情况分析如下:
3.在如图所示的装置中,金属a的活动性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各种叙述中不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大 B.a是正极,b是负极
C.导线中有电子流动,电子从a极到b极 D.a极上发生了氧化反应
解析:选B。显然,电极a、b与电解质溶液(稀H2SO4)组成原电池。因活泼性a>b(碳棒),所以a为原电池的负极,失电子,发生氧化反应,b为正极,H+在其表面得电子,发生还原反应。由于正极消耗H+,溶液中c(H+)减小,pH增大,在外电路中,电子由a极流向b极。
4.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的等体积等物质的量浓度的稀H2SO4,同时向a中加少量CuSO4溶液,如图表示产生H2的体积V(单位:L)与时间t(单位:min)的关系,其中正确的是( )
解析:选A。向等质量的两份锌粉中加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸,同时向a中加入少量 CuSO4溶液,则a中发生的反应有Zn+Cu2+===Zn2++Cu,Zn+2H+===Zn2++H2↑,由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池,所以,a中的反应速率比b中的反应速率大,即反应完成所需的时间短,但Cu2+消耗了少量的Zn,a中产生的H2
的量比b中产生的H2少。b中只发生如下反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑。符合这些条件的图像是A。
5.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A.①③②④ C.③④②①
B.①③④② D.③①②④
解析:选B。①②相连时,外电路电流从②流向①,则金属性①>②;①③相连时,③为正极,则金属性①>③;②④相连时,②上有气泡逸出,则金属性④>②;③④相连时,③的质量减少,则金属性③>④。
6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是( )
A.负极发生的反应为Fe-2e===Fe2 B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e===4OH C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
解析:选A。由原电池工作原理可知,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,正极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-;原电池是将化学能转化为电能的装置;钢柱在空气与水交界处易发生原电池反应,所以比水下部分更易被腐蚀。
7.某同学制作一个原电池,电池总反应离子方程式为Zn + Cu2 === Zn2 + Cu,它的组成是( )
A.Cu为正极,Zn为负极,CuCl2为电解质溶液 B.Cu为正极,Zn为负极,ZnCl2为电解质溶液 C.Zn为正极,Cu为负极,CuCl2为电解质溶液 D.Zn为正极,Cu为负极,CuSO4为电解质溶液
解析:选A。活泼金属锌为负极,发生氧化反应,而铜为正极,发生还原反应;电解质溶液为含Cu2+的可溶性盐溶液。
8.将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里,当电池中有0.2 mol电子通过时,负极质量的变化是( )
A.增加5.6 g C.减少6.5 g
B.减少0.1 g D.增加6.4 g
+
+
-
-
-
+
解析:选C。依据电极反应式计算。 负极:Zn - 2e-===Zn2+ 65 g 2 mol m(Zn) 0.2 mol 65 g×0.2 mol
m(Zn)==6.5 g。
2 mol
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
9.某同学利用家中废旧材料制作一个可使玩具扬声器发出声音的电池,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.电流方向为铝质易拉罐→导线→扬声器→导线→碳棒 B.铝质易拉罐将逐渐被腐蚀
C.电池总反应为4Al+3O2===2Al2O3
D.碳棒上发生的主要反应为O2+2H2O+4e===4OH
解析:选BD。原电池中电流的方向与电子的流动方向相反,应为碳棒→导线→扬声器→导线→铝质易拉罐,A选项错误;负极反应为Al-3e-===Al3+,则铝质易拉罐逐渐被腐蚀,B选项正确;正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,则总反应方程式为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,C选项错误,D选项正确。
10.医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了融型的生物原电池。下列有关该原电池的说法中,正确的是( )
A.正极的电极反应可能是O2+4e===2O2,且正极附近溶液的pH升高 B.正极的电极反应可能是O2+2H2O+4e===4OH,且正极附近溶液的pH降低
-
-
-
--
-
C.负极反应主要是C6H12O6-12e===6CO+12H,且负极附近溶液的pH降低 D.负极反应主要是C6H12O6+24OH-24e===6CO2+18H2O,且负极附近溶液的pH降低
解析:选D。该生物原电池由细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成,把葡萄糖被富氧空气氧化得到的化学能转变成电能,葡萄糖发生氧化反应,参与原电池的负极反应,富氧空气发生还原反应,参与原电池的正极反应。O2得到电子变成的O2-与H2O结合生成OH-,正极附近溶液pH升高;葡萄糖失去电子变成CO2和H2O,负极附近溶液的pH降低。
11.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极上通入乙烷和氧气,其电极反应式为C2H6+18OH-14e===2CO23+12H2O,7H2O+7/2O2+14e
-
-
-
-
-
-
-+
===14OH,有关此电池的推断正确的是( ) A.通氧气的电极为负极
B.参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2 C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度不变 D.电解质溶液中,CO23向负极移动
解析:选BD。燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,A不正
-
-
确;电池的总反应式为C2H6+7/2O2+4KOH===2K2CO3+5H2O,由于KOH参与电极反应,且该反应有H2O生成,所以KOH的物质的量浓度减小,C不正确。
三、非选择题
12.化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉(Ni-Cd)电池,其电池总反应可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O===2Ni(OH)2+Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。
废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明,一节废镍镉电池可以使1 m2
的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重,这是因为____________________________________________________。
(2)另一种常用的电池锂电池(锂是一种碱金属元素,其相对原子质量为7),由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电能)特别大而广泛应用于心脏起搏器,一般使用时间可长达十年,它的负极由金属锂制成,电池总反应可表示为Li+MnO2===LiMnO2。
试回答:锂电池比容量特别大的原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制,为什么这种电池不能使用电解质的水溶液?