2011-2012学年高二化学选修4 （人教版）同步练习第四章第二 节化学也源
教学内容:
化学电源 二.重点、难点:
1. ?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?…次电〉也
（1） 碱性锌钮电池 （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） 液态耕燃料电池
【典型例题】
［例1］氢線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線电池。氢線电池
的总反应2
H2 + NIO(OH)
）
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 E.电池放电时，線元素被氧化 C.电池充电时, 氢元素被还原
D.电池放电时, H是负极2答案：CD
解析：考察基本的二次电池各电极及反应判断。
碱性电池具有容量人、放电电流人的特点，因而得到广泛应用。锌一镒碱性电池以氢氧化钾溶液 为例
2］［）下列说法错谋（s） TvInO） 1） =Zn （OH （ss电解液，电池总反应式为：Zn （）十2MnO
(s) +HO(32222 ____ ) 的是(
A. 电池工作时，锌失去电了 aq) O (s) +2OH (OB.电池正极的电极反应式为：2MnO (s) +H (1) +2e=Mm222 C.电池工作时，电了?由正极通过外电路流向负极电F,锌的质量理论上减 小6.5g D.外
电路中每通过0.2mol. C
答案：解析：考察原电池原理的应用。
高铁电池是?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
3][例 放电充电3Zn (OH) + 2Fe (FeO铁电池的总反应为3Zn + 2K + SHOOH) + 4K0H
下列叙述不正确的32224 _____ )(是
)=Zn (ZnA.放电时负极反应为：一2eOH+2OH2X O + 4H — 3e + 5 OH= FeO (B.充电时 阳极反
应为：FeOH) 423. 3 mol电了，正极有1 mol KFeO被氧化放电时每转移C. 42 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。
)公司研制开发的。它以固体氧化钻一氧化铉为固体氧化物燃料电池是由美国西屋(4] Westinghouse]例
2 )在其间通过。该电池的匚作原理如图所示，其中多电解质，这种固体电解质 在高温下允许氧离子(O孔电极a、b均不参与电极反应，下列判断正确的是(
)
A.有O放电的a极为电池的负极?B.有H放电的b极为电池的正极2 +2H极对应的电极反
应为 OO+4e=4OHC.
D.该电池的总反应方程式为2
ai2
多孔电极a
固体电解质
多孔电极b
D
答案：考察利用所学知识进行类比判断。解析：.
新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以钠离/导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为 原例
5] [Sx
电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na十XS==Na＜ ________ 极，Na作(1)放电时S发生 反应.极相连Na)充电时所在电极与直流电源 (2. :放 电时负极反应为3)充电时阳极反应为 (-2 : Na-e ()还原：负：2)负;(3)
Sx=Na-2e=XS答案：(1解析：考察电池充放电过程的反应的判断＜=
燃料电池是?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：例 6][ ,
4e+4OH=4HOl ()宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电极反应为：2H—22 ______________________
反应(填氧化或还原)，总反应方程式是：O-4eO+2H=4OH.正极发生的是 __________________ 23.)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＜2 水？电流强度为533A,则每小时能生成多少g。+O=2HO； 179.3g答案：还原：2H型解析： 根据燃料电池中电了转移计算。
有人设计以钳和锌为电极材料，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［例7］
, _________________ 进行工作，两极反应式为：正极材料是 _________ 电极反应是O中有?定浓 度的O、H22。，电极反应是 ________________________ 负极材料是亠-Zn :-
2e=ZnO=4OH+4e答案：钳：O-2H： Zg的方法解题。解析：利用化学电源中电极及电极反应 判断.
的熔融盐混合物作电NaCOCOS］熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视，可用Li 和例
［33220下工作的燃料电池，完成有650CCO解质，CO为阳极燃气，空气与的混合气体为阴极 助燃
气，制得在22- 4CO2CO十2CO关的电池反应式：负极反应式：一+4e23 3 正极反应式 _________________ 总电池反应式 _________________
2 =2CO： O+2CO+4e=2CO2CO+O 答案：2 2理解析：判断熔融盐条件的燃料电池判断。
【模拟试题】（答題时间：25分钟〉
1.
料电池原理示意图，按照此图的捉示，下列叙述不正确的是（
下图为氢氧燃
）? _____
A. a电极是负极
2HO?O?^??4OH?4c?电极的电极反应为：B. b^C.氢氧燃料电池是?种具有应用前景的绿色 电源 D.氢氧燃料电池是?种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
氢吒人口
2. 有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连结起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀，将a、 d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应剧烈，将铜投入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸 入c
的盐溶液里，有金属c析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顾序是（
）
A. dcab B. dabc C. dbac D. badc
3. 将钳丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和O,可以形成?个原电池。
由于发2生的反应类似甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断通入甲烷的 —极为电池的 2 __________________
，则这?极的电极反应式为H极，若反应生成COO和234.線氢电池是近年开发出来的可充电电 池，它可以取代会产生污染的線镉蓄电池。線氢电池的总反应式是：H^2NiO（OH）=2Ni（OH）c 根据此反应式判断，下列叙述正确的是（
）21A.电池放电时，線元素彼氧化
B. 电池放电时，氢是负极反应物，被氧化
C. 电池放电时，电犷流入H极4.电池放电时，氢是正极反应物，被还原
5?铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有-层棕褐 色的 ,
_______________ 负极板是海绵状的 放电总反应式：
，两极均浸入
溶液中，且两极间用微孔橡 ,正极：
,
胶或微孔塑料隔开。负 ____________________ 极：
。 _____________________________________________ 6.汽
车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO-Pb+2HSO=2PbSO I +2HO,根 据 22+42
此反应判断下列叙述中正确的是（ ）
4
A.PbO是电池的负极22?- =PbSO I B.负极的电极反应式为：Pb+SO - 2e 44 C. Pb 0得电了，被 氧化2 D.电池放电时，溶液酸性增强 ）7一随着人们生汹质量的不断捉高，废电池必须集中处 理的问题彼提
到议事日程，首要原因是（
A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离/对土壤和水源的污染C. 不使电池中
渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极设计成蓄电池，下列4个电极反 应：8.可以将反应
Zn+Br = ZiiBr22 2+-
■
=Zn =Br ① Br + 2e=2Br<§） Zn - 2e2e ②
2Br - 222- + 2e = Zn.其中农示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（［④Zn A. ②和③B.②和① C.③和① D.④和①
9.据报道，最近摩托罗拉公司研发了 -种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池， 电量可
达现在使用的線氢电池或锂电池的十倍，可连续使用?个月才充?次电。其电池反应为： 放电
2CHOH + 3O + 23理电2-），则下列说法正确的是（2CO十6HO4OH23A.构成该电池的 正极和负极
必须是两种活性不同的金属
B. 充电时有CHOH生成的电极为阳极3C.放电时电解质溶液的pH逐渐增人 2—0
CO+6HOH-6e+8OH = D.放电时负极的电极反应为：CH/E.充电时每生成1 mol CHOH转移 12mol电
子310.下列关于化学电源的叙述错误的是（
）
A. 普通锌鎰干电池中碳棒为正极
B. 铅蓄电池中覆盖着PbO的电极板是负极板％ C.氢氧燃料电池的正极是通入氧气的那?极 D. 碱性锌猛干电池的能量和储存时间比普通锌猛干电池高 2-2*+B；② A+BD+2H=AO==
11. 根据下列事实，判断离/的氧化性顺序为：①f ：十H ） -2e=B （的盐溶液组成
原电池，③D （OH）以B、E为电极与E电极反应为：EB+2e=E, 22. 2+M+H
>2+2-2-A. DB.
D>A>B>E >A>E>B2+>2+2- 2*2-2*2+ >D>B>E>D>B>AD. AC. E
〉■
12. 下列变化中属于原电池反应的是（
A.白铁（镀Zn铁）农面有划损时，也能阻止铁被氧化.
B. 在空气中金属铝农血?迅速被氧化形成保护膜 C. 红热的铁丝?与水接触衣面形成蓝色保护层?
D. 在铁与稀HSO反应时，加几滴CuSO溶液，可加快H的产生2424 5
【试题答案】
2…4. B
O CH3.负；+ 10OH-8e=CO +7H 1.B
2. B 24322 -卄=
SO十2e=PbSO十2HO： Pb+ PbOPb+SO5. PbO：金属铅：硫酸；PbO-2e=PbSO： +4H^SO+2H44242122442PbSO-2HO
246. B 7.B &A 9.D
10. B 11. C 12. AD
【试题解析】
1. 考察对于燃料电池电极反应的判断。B电极是电源的正极，应该是氧化剂氧气反应。
2. 根据原电池中正极被保护，而正极是金属性较弱的金属：金属与酸反应越剧烈，活动性越强； 金
属和盐的置换规律是前换后。
3. 判断常见燃料电池的碱性介质下的电极反应。
4. A中放电时，N1是氧化剂，被还原：C中氢气是负极，应是电了流岀：D中氢气应是负极反 应
物。
5. 了解铅蓄电池的基本电极和电极反应。
8. 放电时是原电池，应发生自发的氧化还原反应，负极应是还原剂反应，而充电时，阳极应是 发生
氧化反应的，即为逆向反应的还原剂。
9. A中可以都是惰性电极；B中该反应是氧化剂在反应，应是阴极；C中放电时消耗
。中应是转移pH减小；E6mol, OH离/的氧化性与金属的活泼性成反比，置换反应应为活?泼 的换不活泼的，能与水反应的比能置换的11. 金属要濟泼，原电池的还原剂是金属性。
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化学第四章第二节化学电源
