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1、人教新课标高中化学必修二习题 新型化学电源 专题练习专题练习 新型化学电源1.航天飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCFC型燃料电池。该燃料电池可同时供应电和水蒸气，其所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该燃料电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=CO2H2O，则下列推断正确的是()A电池工作时，碳酸根离子向负极移动B电池放电时，电子经外电路由通氧气的正极流向通氢气的负极C正极的电极反应为4OH2e=O22H2OD通氧气的电极为正极，发生氧化反应2.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递氢离子，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2O

2、2=2H2O。下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为O22H2O4e=4OHC每转移0.1mol电子，消耗1.12L的氢气D氢离子由a极通过固体酸电解质传递到b极3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B电极A上氢气参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO4.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害之一，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，通过传感器显示。该瓦斯分析仪

3、工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH45O28e=CO2H2OD当固体电解质中有1molO2通过时，电子转移4mol5.近年来，科学家新研制的一种酸性乙醇电池(用磺酸类质子作溶剂)，比甲醇电池效率高出32倍，电池反应式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，电池构造如下图所示：下列关于该电池的说法不正确的是()A通入乙醇的一极为负极B正极反应式为4HO24e=2H2OC负极反应式为C2

4、H5OH12e3H2O=2CO212HD随着反应的进行，溶液的酸性保持不变6.美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，电池如下图所示：该电池用质子(H)溶剂，在200左右时供电。电池总反应为C2H5OH3O2=2CO23H2O。下列说法正确的是()A乙醇在电池的负极上参加反应B电池工作时，电子由b极沿导线经灯泡再到a极C电池工作时，电源内部的氢离子从正极区向负极区迁移D电池工作时，1mol乙醇被氧化时可转移6mol电子7.下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()A呼气进入的一极为正极，通入氧气的一极为负极B呼气中

5、的酒精(乙醇)蒸气在检测中发生氧化反应C电流由氧气所在的铂电极经外电路流向另一电极D微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量8.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4mol电子移动，则在标准状况下消耗4.48L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH9.燃料电池是燃料(如氢气、甲烷、一氧化碳等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液。下面关于甲烷燃

6、料电池的说法正确的是()A负极反应式：O22H2O4e=4OHB负极反应式：CH48OH8e=CO26H2OC随着放电的进行，溶液中氢氧根离子的浓度不变D放电时溶液中的阴离子向负极移动10.将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O；通入氧气的一极，其电极反应式为2O24H2O8e=8OH。下列叙述正确的是()A通入甲烷的电极为正极B正极发生氧化反应C该燃料电池总反应为CH42O22OH=CO3H2OD在燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动11.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小、无

7、需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，氢氧化钾作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是()A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B负极发生的电极反应式为N2H44OH4e=N24H2OC该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D该燃料电池持续放电时，钾离子从负极向正极迁移，需选用阳离子交换膜12.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁空气燃料电池、镁海水燃料电池、镁过氧化氢燃料电池、镁次氯酸盐燃料

8、电池。如图为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是()A放电过程中OH移向正极B电池的总反应式为MgClOH2O=Mg(OH)2ClC镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应D镁过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为H2O22H2e=2H2O13.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3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述不正确的是()A放电时负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2B放电时正极反应为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OHC放电时每转移3mol电子，正极有1m

9、olK2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强14.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O，其放电过程是原电池反应，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是()AAgBZn(OH)2CAg2ODZn15.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是氧化银和锌，电解质溶液为氢氧化钾溶液。电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应式为Ag2OZn=ZnO2Ag。根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是()A在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B在使用过程中，电子由氧化银

10、经外电路流向锌极C锌是负极，氧化银是正极D锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应16.MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是()A镁电极是该电池的正极B过氧化氢在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中氯离子向正极移动17.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有二氧化碳生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O18.有一种纸质软电池，该电池采用

11、薄层纸片作为载体和传导体，一面附着锌，另一面附着二氧化锰。电池总反应为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)，关于此电池，下列说法正确的是()A该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2作催化剂B该电池的正极反应式为MnO2eH2O=MnO(OH)OHC放电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向ZnD电池工作时，OH通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动19.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示：其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可输出电能。该电池的总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列说

12、法中正确的是()A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1mol电子，理论上生或20.7gPbD常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针不偏转20.AlAgO电池性能优越，可用作水下动力电源，其原理如下图所示。该电池反应方程式为2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O。下列说法正确的是()AAgO/Ag电极是负极B当电极上析出1.08g银时，电路中转移的电子为0.02molCAl电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2OD电解质溶液中氢氧根离子由Al电极移向AgO/Ag电极21.燃料电池是利用燃料(如氢气、甲烷、一氧化碳等)与氧气反应，将

13、反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空：(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为_。(2)已知燃料电池的总反应式为CH42O22KOH=K2CO33H2O，电池中有一极的电极反应为CH410OH8e=CO7H2O，这个电极是燃料电池的_(填“正极”或“负极”)，另一电极上的电极反应式为_。(3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性_(填“增强”、“减弱”或“不变”)。(4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率_(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。22.氯铝电池是一种新型的燃料电池。试回答下列问题：(1)通入氯气的电极

14、是_(填“正”或“负”)极。(2)投入铝的电极是_(填“正”或“负”)极。(3)电子从_(填“铝极”或“通入氯气的一极”)流向_极(填“正”或“负”)。(4)每消耗8.1g铝，电路中通过的电子数目为_NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。23.LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应式是_。(2)电池正极发生的电极反应式是_。(3)SOCl2易挥发，实验室中常用氢氧化钠溶液吸收SOCl2，有亚硫酸钠和氯化钠生成。如果把少量

15、水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式是_。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。24.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质是LiClO4，溶于混合有机溶剂中，金属锂离子(Li)通过电解质迁移入二氧化锰晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极(填字母)。(2)电池的正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂_(填“是”或“否”)，原因是_。参考答案1.【答案】A【解析】该燃料电池中，通入燃料氢气的一极为负极，负极反应式为H2CO2e=CO2H2O；通入氧气的一极为正极，

16、氧气得到电子发生氧化反应；电池的总反应式与负极反应式相减，可得其正极反应式为O22CO24e=2CO。该电池工作时，电子由负极(通入氢气的一极)经外电路流向正极(通入氧气的一极)。2.【答案】D【解析】由该电池燃料的总反应式可知，氢气中氢元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，通入氢气的a极为负极，电极反应式为H22e=2H；通入氧气的b极为正极，电池的总反应式与负极反应式(先乘以2)相减，可得其正极反应式为O24H4e=2H2O。该电池工作时，内电路中的阴离子从正极移向负极，阳离子(氢离子)从负极(a极)移向正极(b极)。选项C中的1.12L氢气未指明标准状况，无法计算。3.【答案】D【解析

17、】由CH4H2O3H2CO可知，当有1mol甲烷参加反应，可转移6mol电子。电极A上的产物为二氧化碳和水，碳元素和氢元素的化合价升高，发生氧化反应，电极A为负极，氢气参与的电极反应式为H22eCO=CO2H2O；通入氧气和二氧化碳的电极B为正极，其电极反应式为O24e2CO2=2CO；该电池工作时，内电路中的阴离子(碳酸根离子)从正极(B极)移向负极(A极)，阳离子从负极移向正极。4.【答案】C【解析】燃料电池中，通入燃料甲烷的a极为负极，负极反应式为CH45O28e=CO2H2O；通入空气的b极为正极，氧气得到电子发生氧化反应；该电池工作时，内电路中只存在离子的定向移动，阴离子(O2)向负

18、极(a极)移动，阳离子向正极移动，外电路中电子由负极(a极)经外电路流向正极(b极)。5.【答案】D【解析】由乙醇电池的总反应式可知：乙醇中碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，通入乙醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正极反应式为4HO24e=2H2O。1mol乙醇被氧化时可转移12mol电子，正极反应式两边同乘以2，使正极与负极得失电子数目相等，将电池的总反应式与正极反应式相减，得到其负极反应式为C2H5OH12e3H2O=2CO212H。反应过程中有水生成，溶液的酸性减弱。6.【答案】A【解析】由乙醇电池的总反应式可知，乙醇中碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，通入乙醇的a极

19、为负极，通入氧气的b极为正极，正极反应式为4HO24e=2H2O。该电池工作时，其外电路中，电子由负极(a极)沿导线经灯泡流向正极(b极)；内电路中的阴离子从正极移向负极，阳离子(氢离子)从负极移向正极。由电池的总反应可知，1mol乙醇被氧化时可转移12mol电子。7.【答案】A【解析】由图可知，呼气中的乙醇反应后生成乙酸，碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，呼气进入的一极为负极，通入氧气的一极为正极。该电池工作时，其外电路中，电子由负极(呼气进入的一极)流向正极(通入氧气的一极)，而电流的方向则由正极(通入氧气的一极)流向负极(呼气进入的一极)。当检测电流大时，反应过程中转移电子数多，

20、呼气中酒精含量高。8.【答案】C【解析】电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O24e4H=2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O20.1mol，其在标准状况下的体积为2.24L，B项错误；C项符合题目要求，正确。9.【答案】D【解析】燃料电池的两电极本身不参与电极反应，正极上通入的氧气得到电子，发生还原反应，正极反应式为O22H2O4e=4OH；负极上通入的燃料甲烷得到电子，发生氧化反应，生成的二氧化碳在碱性条件下应转化为碳酸根，负极反应式为CH410OH8e=CO7H2O；总反应方程式为CH42O22OH=CO3H2O，溶液中氢氧

21、根离子因参加反应而浓度减小；放电时，阴离子向负极定向移动，阳离子向正极移动。10.【答案】C【解析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极失去电子发生氧化反应，该电极为负极；通入氧气的一极得到电子发生还原反应，该电极为正极；两电极的反应式相加可得电池的总反应方程式：CH42O22OH=CO3H2O；在燃料电池工作时，溶液中的氢氧根离子(阴离子)向负极移动，与甲烷失电子后的产物结合生成碳酸根离子。11.【答案】D【解析】由燃料电池示意图可知，通入燃料肼的一极为负极，其电极反应式为N2H44e4OH=N24H2O；通入氧气的一极为正极，其电极反应式为O24e2H2O=4OH；该燃料电池持续放电时，氢氧根离

22、子从正极区移向负极区，应选用阴离子交换膜。12.【答案】A【解析】镁燃料电池中，燃料镁为负极，失去电子发生氧化反应，酸性条件下生成镁离子，碱性条件下生成氢氧化镁；由图可知，次氯酸根离子在正极上发生还原反应，有氯离子和氢氧根离子生成；该电池工作时，氢氧根离子(阴离子)移向负极，生成氢氧化镁。13.【答案】C【解析】由高铁电池放电反应方程式可知，锌的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锌为负极。高铁电池放电过程的总反应式与负极反应式Zn2e2OH=Zn(OH)2相减，可得其正极反应式FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH。由正极反应式可知，当放电时转移3mol电子时，则有1molK2FeO4被还原

23、，同时产生5mol氢氧根离子，正极附近溶液的碱性增强。14.【答案】D【解析】由银锌电池放电反应方程式可知，锌的化合价升高，失去电子，发生氧化反应，锌为负极。15.【答案】C【解析】该电池中，锌失去电子发生氧化反应，锌为负极，溶液中的氢氧根离子参与负极反应而被消耗，氢氧根离子浓度减小，负极区溶液的pH减小；氧化银得到电子发生还原反应，氧化银为正极；在其外电路中，电子由锌(负极)流出经外电路流向氧化银(正极)。16.【答案】C【解析】该电池中，活泼金属镁作负极，失去电子发生氧化反应；惰性电极石墨作正极，过氧化氢在正极上发生还原反应，其电极反应式为H2O22e=2OH，正极附近溶液的氢氧根离子浓度

24、增大，溶液的pH增大；溶液中氯离子(阴离子)移向镁电极(负极)。17.【答案】A【解析】由该电池工作原理示意图可知，厌氧反应区为负极区，葡萄糖在负极区失去电子，发生氧化反应生成二氧化碳；有氧反应区为正极区，氧气得到电子发生还原反应；电池中阳离子(氢离子即质子)向正极移动。18.【答案】B【解析】从总反应看，电解质环境为碱性。Zn发生氧化反应(负极)：Zn2e2OH=ZnOH2O，MnO2发生还原反应(正极)：MnO2eH2O=MnO(OH)OH，A项错误、B项正确；外电路电子由Zn流向MnO2，内电路通过离子移动导电，OH移向锌极，C、D错误。19.【答案】D【解析】正极发生还原反应，得到电子

25、，故A错误；电解质溶液中阳离子向正极移动，故B错误；每转移0.1mol电子，生成0.05molPb，为10.35g，故C错误；依据题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作，故常温下指针不偏转，D正确。20.【答案】BC【解析】由AlAgO电池反应方程式可知，Al的化合价升高，失去电子发生氧化反应，Al为负极，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。根据关系式AgO2eAg可知，析出1.08g银(0.01mol)时，电路中转移电子为0.02mol。溶液中氢氧根离子(阴离子)移向Al电极(负极)。21.【答案】(1)CH42O2CO22H2O(2)负极2O24H2O8e=8OH(3)减弱(

26、4)大于【解析】由甲烷燃料电池的总反应式可知，甲烷中碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，通入甲烷的一极为负极，其电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O；通入氧气的一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，其电极反应式为2O24H2O8e=8OH。由甲烷燃料电池的总反应式可知，该燃料电池持续放电时，溶液中氢氧根离子因参加反应而浓度减小，其碱性减弱。燃料电池可最大限度的将化学能转化为电能，而燃料燃烧时，反应的化学能转化为热能和光能，所以甲烷燃料电池的能量利用率要大于甲烷燃烧的能量利用率。22.【答案】(1)正(2)负(3)铝极正(4)0.9【解析】氯铝燃料电池中，可燃物质铝失去电子发生氧化

27、反应，铝为负极；氯气得到电子发生还原反应，通入氯气的一极为正极；在其外电路中，电子由铝极(负极)流向正极；1mol铝反应可转移3mol电子，8.1g铝(其物质的量为0.3mol)反应时，电路中通过的电子数为0.9NA。23.【答案】(1)锂(Li)Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应【解析】由该电池总反应方程式可知，锂的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锂为负极，其电极反应式为Lie=Li。该电池总反应方程式与其负极反应式相减，可得其正极反应式2SOCl24e=4ClSSO2。用氢氧化钠溶液吸收SOCl2，生成亚硫酸钠和氯化钠，若用水吸收时其产物应为二氧化硫和氯化氢，现象是出现白雾和有刺激性气味的气体生成。24.【答案】(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极锂是活泼金属，能与水反应【解析】在锂锰电池中，金属锂为负极(a极)，电极反应式为Li