高一化学化学电源试题

高一化学化学电源试题1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是A．电池工作时，锌失去电子B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极C．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)D．外电路中每通过O.2mol e-，锌的质量理论上减小6.5g【答案】B【解析】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。

电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。

根据总的方程式可知，锌失去电子，二氧化锰得到电子，则锌是负极，二氧化锰是正极，因此电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，选项B不正确，其余选项都是正确的，答案选B。

【考点】考查锌—锰碱性电池的有关判断点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查。

试题紧密联系生活实际，有利于激发学生的学习兴趣和学习积极性。

该题的关键是明确原电池的工作原理，然后结合题意灵活运用即可。

2.氢氧燃料电池已用于航天飞机。

以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH-－4e-==4H2O、O2＋2H2O＋4e-==4OH-，下列说法错误的是A．氢气通入正极，氧气通入负极B．燃料电池的能量转化率不能达到100%C．供电时的总反应为：2H2＋O2="===" 2H2OD．产物为无污染的水，属于环境友好电池【答案】A【解析】A、由电极反应式可知，通入氢气的一极为电池的负极，通入氧气的一极为电池的正极，故A错误；B、氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，能量转化率不能达到100%，故B正确；C、电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2+O2═2H2O，故C正确；D、氢氧燃料电池产物是水，对环境无污染，属于环境友好电池，故D正确。

故选A。

【考点】常见化学电源的种类及其工作原理点评：本题考查原电池的组成以及工作原理，题目难度不大，注意电极反应式以及能量的转换形式。

3.据新华社2009年5月9日电，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，会上通过了我国2009年将投入大量资金发展新能源汽车，支持节能、环保、安全等关键技术开发，为我国社会经济可持续发展打下良好基础，为今后改善环境、提升民众的生活质量具有极为重要的意义。

请回答下列问题：（1）氢能是理想的清洁能源，也是氢氧燃料电池的必不可少的物质。

请回答下列问题。

①下列说法不正确的是。

A．太阳光催化分解水制氢比电解水制氢更为科学B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C．以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池负极电极反应相同D．氢氧燃料电池正极获得8mol电子，负极需要8g气体②利用MnFe2O4为催化剂，通过两步反应使水分解制氢气，第一步反反应为：MnFe2O4MnFe2O4－X＋(X/2)O2则第二步反应的化学方程式为 (条件不写)。

③一种新能源汽车，使用了以碳纳米管为储氢介质的燃料电池，电池原理如右图，该电池的电解质为6mol/LKOH溶液，下列说法不正确的是。

A．放电过程中整个体系内KOH浓度不变B．放电时负极附近pH减小C．放电时电池正极的电极反应为：NiO(OH)+H2O+e—＝Ni(OH)2+OH—D．放电时，电池反应为2H2+O2→2H2O（2）热值指在一定条件下每克物质完全燃烧所放出的热量（燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态），下表是几种物质在常温常压下的热值数据。

已知：管道煤气（47g/m3H2、625g/m3CO）价格为1.00元/m3，天然气（714g/m3CH4）的价格为2.50元/m3。

物质H CO CH①根据以上热值数据，是最理想的燃料。

②家庭使用管道煤气和天然气，更经济合算。

③表示CO燃烧热的热化学方程式为。

【答案】（1）①C ②MnFe2O4－X +xH2O ＝MnFe2O4+ XH2↑ ③D（2）①H2②天然气③CO(g) + 1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－280kJ/mol【解析】（1）①KOH为介质的氢氧燃料电池，负极生成的H+会继续跟碱反应，故错。

故选C。

②催化剂反应前后组成不变，结合水分解成H2和O2分析，第二步反应的方程式为MnFe2O4－X+xH2O ＝MnFe2O4+ XH2↑。

③D项：放电时，电解水生成H2和O2，故错。

故选D。

（2）①H2燃烧生成水，不造成环境污染，故是最理想的燃料。

②综合比较热值及价格，天然气更经济合算。

③燃烧热是指1mol物质完全燃烧放出的热量。

故CO燃烧热的热化学方程式为CO(g) + 1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－280kJ/mol。

【考点】电解池燃烧热能源化学方程式的书写热化学方程式的书写反应热的计算点评：本题考查较为综合，涉及电解池、燃烧热、能源、化学方程式的书写、热化学方程式的书写以及反应热的计算等知识，题目难度大，注意基础知识的掌握及应用。

4.（1）如图所示，组成一种原电池．试回答下列问题(灯泡功率合适)：①电解质溶液为稀H2SO4时上述装置中灯泡亮，此时Al电极上发生反应的电极反应式为：___ ；②电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡______(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。

a.若灯泡亮，则Mg电极上发生的电极反应式为：_______________ ；Al电极上发生反应的电极反应式为：_______________ ；b.若灯泡不亮，其理由为：________________________ 。

（2）原电池原理的应用之一是可以设计原电池。

请利用反应“Cu＋2Fe3+＝2Fe2+ +Cu2+”设制一个原电池（正极材料用碳棒）则该电池的负极材料是，若导线上转移电子1.5 mol，则溶解铜的质量是。

另外的重要应用是实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液。

其作用是: 。

（3）氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液，惰性材料作电极）负极反应的电极反应式为：。

【答案】(1)①2H+ + 2e- = H2↑；②亮 a. 6H2O + 6e- = 6OH- + 3H2↑；2Al – 6e- + 8OH- =2AlO2- + 4H2O。

(2)Cu；48g；形成了Zn—Cu原电池，加快了化学反应的速率（注：必须强调形成Zn—Cu原电池，否则不得分）；（3）H2 +2 OH- - 2e-=2H2O【解析】结合装置图，当电解质溶液为稀H2SO4时上述装置中灯泡亮，判断Al片作正极，Mg片作负极，此时Al电极上发生反应的电极反应式：①2H+ + 2e- = H2↑②电解质溶液为NaOH溶液时，判断Al片作负极，Mg片作正极，灯光亮，Mg电极上发生的电极反应式为a. 6H2O + 6e- = 6OH- + 3H2↑；Al电极上发生反应的电极反应式为：2Al – 6e- + 8OH- =2AlO2-+ 4H2O。

（2）结合Cu＋2Fe3+＝2Fe2+ +Cu2+，可判断电池的负极材料是Cu片，失去电子，发生氧化反应，Cu-2e-＝Cu2+若导线上转移电子1.5 mol，则溶解铜的质量是,实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液的作用是Cu2++Zn＝Zn2++Cu形成了Zn—Cu原电池，加快了化学反应的速率。

(3)氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液，惰性材料作电极）负极反应的电极反应式为H2+2 OH- -2e-=2H2O【考点】原电池原理与燃料电池点评：原电池构造原理是高中化学的重点也是难点，燃料电池是新兴的题型，考生要注意掌握原电池原理，把握本质，正确书写电极反应方程式。

5.未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。

下列符合未来新能源标准的是①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．③⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧【答案】B【解析】①②④是化石燃料，核能也可能导致核污染，不属于新能源，所以正确的答案选B。

6.查处酒后驾驶采用的“便携式测量仪”是以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH－2e－=X＋2H＋。

下列说法中正确的是（）A．燃料电池属于二次电池B．另一极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．乙醇在正极发生氧化反应D．电池总反应为：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O【答案】D【解析】燃料电池是不能反复充放电，属于一次电池，A不正确。

电解质是酸性溶液，所以正极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，B不正确。

原电池中正极得到电子，负极失去电子，因此乙醇在负极失去电子，C不正确。

所以正确的答案选D。

7.(10分)设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。

最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入天然气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。

回答如下问题：（1）这个电池的正极发生的反应是：；(2分) （2）负极发生的反应是：；(2分)（3）固体电解质里的O2－的移动方向是：；(2分)（4）天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全，产生堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。

(2分)（5）若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应，该电池的负极区域的碱性会__________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。

(2分)【答案】（1）O2+4e-=2O2-（2分）（2）CH4-8e-=CO2+2H2O（2分）（3）正极流向负极（2分）（4）碳（2分）（5）减弱（2分）【解析】（1）原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。

又因为电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子，所以正极电极反应式为O2+4e-=2O2-。

（2）负极失去电子，因此甲烷在负极通入，甲烷的氧化产物是CO2和水，所以电极反应式为CH4-8e-=CO2+2H2O。

（3）原电池中，负极失去电子，所以阴离子流向负极。

（4）甲烷不完全反应，可能产生碳单质堵塞电极的气体通道。

（5）如果电解质是氢氧化钠，则负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，所以负极周围溶液的碱性减弱。

8.锌电池可望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应是2Zn＋O2＝2ZnO。

下列有关它的说法正确的是（）A．锌为电池负极，发生氧化反应B．电解质溶液是酸性溶液C．电池工作时，氧气与锌直接化合，生成氧化锌D．负极发生的反应是：Zn－2ｅ-＋H2O＝ZnO＋2H+【答案】A【解析】在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。