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课时测评11 化学电池
(时间:40分钟 满分:60分)
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(1-10题,每小题2分,共20分)
题点一 一次电池
1.(2024·汉中高一检测)下列生活中的常见电池,属于一次电池的是( )
A.锌锰干电池 B.镍镉电池
C.锂离子电池 D.铅酸蓄电池
答案:A
解析:锌锰干电池为一次电池,不能充电而重复使用,选项A符合;镍镉电池为可充电电池,为二次电池,选项B不符合;锂离子电池为可充电电池,为二次电池,选项C不符合;铅酸蓄电池为可充电电池,为二次电池,选项D不符合。
2.(2024·新疆巴音郭楞高一期末)在锌锰干电池中,作正极的是( )
A.锌 B.锰
C.石墨 D.锌锰
答案:C
解析:锌锰干电池中,锌作负极,石墨作正极,故C符合要求。
3.(2024·甘肃金昌高一期末)电子表所用的纽扣电池,两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,电池反应为Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,示意图如图所示。下列判断正确的是( )
A.锌为负极,被还原
B.纽扣电池工作时,OH-移向Ag2O
C.纽扣电池工作时,电解质溶液的碱性增强
D.每6.5 g锌发生反应时,转移电子0.1NA
答案:C
解析:根据电池总反应式,Zn的化合价升高,失去电子,即Zn为负极,被氧化,故A错误;原电池中,阴离子移向负极,故OH-移向Zn,故B错误;电解质溶液为KOH溶液,电池反应为Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2,原电池工作时消耗水,导致溶液碱性增强,故C正确;根据电池反应式,负极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,每6.5 g(即0.1 mol)锌发生反应时,转移电子0.2NA,故D错误。
题点二 二次电池
4.镍-镉(Ni-Cd)可充电电池的总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知,放电时该电池的负极材料是( )
A.Cd B.NiO(OH)
C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2
答案:A
5.镍氢电池是可充电电池,它的总反应是H2+NiO(OH)Ni(OH)2,根据此反应判断,下列说法正确的是( )
A.电池放电时,电池负极周围溶液的碱性不断增大
B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池放电时,氢元素被还原
D.电池放电时,通入H2的一极是负极
答案:D
解析:电池放电时,负极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O,所以负极周围溶液的氢氧根离子减少,溶液的碱性减小,A错误;电池放电时,正极反应式为NiO(OH)+H2O+e-OH-+Ni(OH)2,镍元素被还原,B错误;电池放电时,氢元素化合价升高,被氧化,C错误。
6.(2024·河池高一检测) 汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列说法正确的是( )
A.负极反应式:Pb-2e-+SPbSO4
B.电池放电时,溶液的酸性增强
C.PbO2得电子,被氧化
D.PbO2是电池的负极
答案:A
解析:Pb失电子作负极,电极反应式为Pb+S-2e-PbSO4,故A正确;放电时,硫酸参加反应,导致溶液中氢离子浓度减小,则溶液的酸性减弱,故B错误;PbO2得电子,被还原,Pb元素的化合价由+4变为+2,所以二氧化铅作正极,故C、D错误。
题点三 燃料电池
7.(2024·江西高安高一检测)电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
B.锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
C.氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置
D.铅酸蓄电池在放电过程中,负极质量减少,正极质量增加
答案:A
解析:氢氧燃料电池工作时,通入氢气的电极为负极,则氢气在负极被氧化,A正确;锂离子电池是二次电池,锌锰干电池是一次电池,B错误;氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,C错误;铅酸蓄电池在放电过程中,负极、正极上均生成硫酸铅,质量均增加,D错误。
8.目前,科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系,下列说法错误的是( )
A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B.燃料电池中通入H2的一极作负极,发生氧化反应
C.在此循环中发生了反应:2H2O2H2↑+O2↑
D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
答案:C
解析:此循环过程中利用太阳能将H2O分解为H2和O2,然后利用氢氧燃料电池将化学能转化为电能,循环过程中并没有发生电解水的反应。
题点四 电池的使用及回收
9.(2024·石嘴山高一检测)废旧电池最好的处理方法是( )
A.深埋入地下 B.丢弃
C.回收利用 D.烧掉
答案:C
解析:废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等,当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀后,其中的成分就会渗透到土壤和地下水,造成土壤污染和水污染,则废旧电池最好的处理方法是回收利用。
10.(2024·河南焦作高一期末)废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是( )
A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B.碳棒取下用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用
D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物用作化肥
答案:D
解析:把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气,属于将废旧电池变废为宝的做法,故A正确;废电池中的碳棒可以导电,能用作电极,故B正确;将废旧电池中的铜帽取下再利用,故C正确;废电池的黑色糊状物中含有NH4Cl,还含有MnO2及有毒的重金属元素,直接用作化肥会使土壤受到污染,故D错误。
(11-13题,每小题5分,共15分)
11.(2024·云南迪庆高一期中)下列装置工作时,将太阳能转化为电能的是( )
A.燃气灶 B.碱性锌锰电池
C.硅太阳能电池 D.风力发电机
答案:C
解析:燃气灶为将化学能转化为热能的装置,A错误;碱性锌锰电池是将化学能转化为电能的装置,为原电池,B错误;硅太阳能电池为将太阳能转化为电能的装置,C正确;风力发电机将风能转化为电能,D错误。
12.(2024·武汉高一检测)下列说法正确的是( )
A.流水、风力、蒸汽是一次能源,电力是二次能源
B.普通锌锰电池是一次电池,碱性锌锰电池是二次电池
C.铅酸蓄电池是二次电池,氢氧燃料电池的活性物质储存在电池内部
D.废旧电池的集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤
答案:D
解析:一次能源是指在自然界现成存在的能源,二次能源是指由一次能源加工转换而成的能源产品,流水、风力属于一次能源,蒸汽、电力为二次能源,A项错误;一次电池是放电后不能再充电使其复原的电池,普通锌锰电池和碱性锌锰电池都是一次电池,B项错误;铅酸蓄电池可以多次重复使用,属于二次电池,燃料电池的反应物不是储存在电池内部,而是由外部提供燃料和氧化剂,C项错误;废旧电池中渗漏出的汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染,故废旧电池的集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤,D项正确。
13.“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是( )
A.电池工作时,负极发生还原反应
B.食盐水作为电解质溶液
C.电池工作时镁片逐渐被消耗
D.电池工作时实现了化学能向电能的转化
答案:A
解析:由电池反应方程式2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2可知,Mg作负极,活性炭作正极,电解质溶液是食盐水,发生氧化还原反应,化学能转化为电能。Mg作负极,Mg元素化合价由0价升高到+2价,所以负极发生氧化反应,故A错误;电解质溶液是食盐水,故B正确;Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2,所以电池工作时镁片逐渐被消耗,故C正确;该装置是将化学能转化为电能,为原电池,故D正确。
14.(8分)氯—铝电池是一种新型的燃料电池。电解质溶液是KOH溶液。试回答下列问题:
(1)通入Cl2(g)的电极是 (填“正”或“负”)极。
(2)投入Al(s)的电极是 (填“正”或“负”)极,负极电极反应式为 。
(3)外电路电子从 (填“Al”或“Cl2”)极流向 (填“正”或“负”)极。
(4)每消耗8.1 g Al(s),电路中通过的电子数目为 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
答案:(1)正 (2)负 Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]- (3)Al 正 (4)0.9
解析:由题给信息可知,Cl2得电子在正极发生还原反应,Al失电子在负极发生氧化反应,所以通入Cl2(g)的电极是正极,投入Al(s)的电极是负极,其电极反应式为Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-;电子由负极(Al)经外电路流向正极。8.1 g Al(s)的物质的量为=0.3 mol,1 mol Al反应转移3 mol电子,0.3 mol Al反应时电路中通过的电子数为0.9NA。
15.(17分)(1)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题:
①高铁电池的负极材料是 。
②放电时,正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,则负极反应式为 。
③放电时, (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)如图为锂锰电池的结构示意图,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。
①外电路的电流方向是由 极流向 极(填字母)。
②正极材料是 。
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
。
答案:(1)①Zn ②还原 Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 ③正 (2)①b a ②MnO2 ③否 电极Li是活泼金属,能与水反应
解析:(1)高铁电池放电时为原电池,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。总反应式减去正极反应式得负极反应式,正极生成OH-,故正极附近溶液碱性增强。(2)①该电池中Li失去电子生成Li+,所以Li作电池的负极,则a是负极,b是正极,外电路中的电流方向由正极流向负极,所以从b流向a。③不能用水代替电池中的混合有机溶剂,因为Li是活泼金属,与水反应,无法参与原电池反应,不能产生电流。
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