届高三化学一轮复习新型原电池选择题专题训练.docx
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届高三化学一轮复习新型原电池选择题专题训练
2020届高三化学一轮复习新型原电池选择题专题训练
1.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)
。
下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:
Zn+4OH--2e-===Zn(OH)
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
答案 C
2 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,镁电池放电时电压高且平稳,因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。
有一种镁二次电池的反应为xMg+Mo3S4
MgxMo3S4。
下列说法错误的是( )
A.放电时Mg2+向正极移动
B.放电时正极的电极反应式为Mo3S4+2xe-===Mo3S
C.放电时Mo3S4发生氧化反应
D.充电时阴极的电极反应为xMg2++2xe-===xMg
答案 C
3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2O
C.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O2+2CO2+4e-===2CO
答案 D
4、一种可充电锂空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。
下列说法正确的是( )
A.放电时,多孔碳材料电极为负极
B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D.充电时,电池总反应为Li2O2-x===2Li+
O2
5.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。
下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e-===3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
答案 D
6、MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列说法错误的是( )
A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-===Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
答案 B
7金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
该类电池放电的总反应方程式为:
4M+nO2+2nH2O===4M(OH)n。
已知:
电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
下列说法不正确的是( )
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池,Al空气电池的理论比能量最高
C.M空气电池放电过程的正极反应式:
4Mn++nO2+2nH2O+4ne-===
4M(OH)n
D.在Mg空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
答案 C
8、一定条件下,实验室利用如图所示装置,通过测电压求算Ksp(AgCl)。
工作一段时间后,两电极质量均增大。
下列说法正确的是( )
A.右池中的银电极作负极
B.正极反应为Ag-e-===Ag+
C.总反应为Ag++Cl-===AgCl↓
D.盐桥中的NO
向右池方向移动
答案 C
9某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:
Cr2O
>Fe3+,设计了盐桥式的原电池,如图。
盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。
下列叙述中正确的是( )
A.甲烧杯的溶液中发生还原反应
B.乙烧杯中发生的电极反应为:
2Cr3++7H2O-6e-===Cr2O
+14H+
C.外电路的电流方向是从b到a
D.电池工作时,盐桥中的SO
移向乙烧杯
答案 C
10控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-
2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
解析 由图示结合原电池原理分析可知,Fe3+得电子变成Fe2+被还原,I-失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;电流表读数为零时,Fe3+得电子速率等于
Fe2+失电子速率,反应达到平衡状态,C正确;D项,在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3++2I-
2Fe2++I2向左移动,I2被还原为I-,乙中石墨为正极,D不正确。
答案 D
11、根据光合作用原理,设计如图原电池装置。
下列说法正确的是( )
A.a电极为原电池的正极
B.外电路电流方向是a→b
C.b电极的电极反应式为:
O2+2e-+2H+===H2O2
D.a电极上每生成1molO2,通过质子交换膜的H+为2mol
解析 根据图示可知,a电极上H2O转化为H+和O2,发生氧化反应,则a电极为原电池的负极,A项错误;a电极为负极,b电极为正极,外电路电流方向应从正极到负极,即b→a,B项错误;根据图示可知,b电极上O2得电子转化为H2O2,电极反应式为:
O2+2e-+2H+===H2O2,C项正确;a电极上每生成1molO2,转移4mol电子,则通过质子交换膜的H+为4mol,D项错误。
答案 C
12、银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故,根据电化学原理可进行如下处理,在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去,下列说法正确的是( )
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S===6Ag+Al2S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
解析 本题要注意运用“电化学原理”这个关键词,由题干信息中Ag、Al、食盐溶液构成原电池的条件,Ag2S是氧化剂,作正极,发生还原反应,B项正确。
C项忽视了Al2S3在水溶液中发生完全的双水解反应,正确的方程式应为2Al+3Ag2S+6H2O===6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。
D项中黑色褪去的原因是Ag2S被还原成了Ag。
答案 B
13、3.(传统锌锰干电池的改进)(2018·北京大联盟联考)由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池,以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质,铝和二氧化锰—石墨为两极,其电池反应为Al+3MnO2+3H2O===3MnO(OH)+Al(OH)3。
下列有关该电池放电时的说法不正确的是( )
A.二氧化锰—石墨为电池正极
B.负极反应式为Al-3e-+3NH3·H2O===Al(OH)3+3NH
C.OH-不断由负极向正极移动
D.每生成1molMnO(OH)转移1mol电子
解析 由电池反应方程式知,铝为电池负极,铝失去电子转化为Al(OH)3,A、B正确;阴离子移向负极,C错误;由反应中锰元素价态变化知D正确。
答案 C
14、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CO2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C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O
答案 A
16我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:
3CO2+4Na
2Na2CO3+C。
下列说法错误的是( )
A.放电时,ClO
向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:
3CO2+4e-===2CO
+C
D.充电时,正极反应为:
Na++e-===Na
答案 D
17、(2019·福建厦门第一次质量检测)铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺,装置如图。
若上端开口关闭,可得到强还原性的H·(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的·OH(羟基自由基)。
下列说法错误的是( )
A.无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe-2e-===Fe2+
B.不鼓入空气时,正极的电极反应式为H++e-===H·
C.鼓入空气时,每生成1mol·OH有2mol电子发生转移
D.处理含有草酸(H2C2O4)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气
答案 C
18(2019·山东济宁期末)H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。
反应原理为:
2H2S(g)+O2(g)===S2(s)+2H2O(l) ΔH=-632kJ·mol-1。
下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。
下列说法不正确的是( )
A.电路中每流过2mol电子,电池内部释放316kJ热能
B.每34gH2S参与反应,有2molH+经质子膜进入正极区
C.电极a为电池的负极
D.电极b上发生的电极反应为:
O2+4e-+4H+===2H2O
解析 A项原电池中能量转换形式为化学能转化为电能,故A项错误。
答案 A
19已知反应AsO
+2I-+2H+
AsO
+I2+H2O是可逆反应。
设计如图装置(C1、C2均为石墨电极),分别进行下述操作:
Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液
结果发现电流表指针均发生偏转。
试回答下列问题:
(1)两次操作过程中指针为什么发生偏转?
_____________________
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?
试用化学平衡移动原理解释之。
______________________________________________________________________
(3)操作Ⅱ过程中,盐桥中的K+移向 烧杯溶液(填“A”或“B”)。
(4)Ⅰ操作过程中,C1棒上发生的反应为__________________________。
答案
(1)两次操作中均能形成原电池,化学能转变成电能
(2)(Ⅰ)加酸,c(H+)增大,平衡向正反应方向移动,AsO
得电子,I-失电子,所以C1极是负极,C2极是正极。
(Ⅱ)加碱,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,AsO
失电子,I2得电子,此时,C1极是正极,C2极是负极。
故化学平衡向不同方向移动,发生不同方向的反应,电子转移方向不同,即电流表指针偏转方向不同
(3)A (4)2I--2e-===I2
20、蓄电池是一种反复充电、放电的装置。
有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下:
NiO2+Fe+2H2O
Fe(OH)2+Ni(OH)2。
(1)此蓄电池在充电时,电池负极应与外加电源的 极连接,电极反应式为________。
(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,电解以下溶液,开始阶段发生反应:
Cu+2H2O===Cu(OH)2+H2↑的有 。
A.稀硫酸B.NaOH溶液
C.Na2SO4溶液D.CuSO4溶液
E.NaCl溶液
(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36g水,则:
电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了ag金属N,则金属N的相对原子质量R的计算公式为R= (用含a、x的代数式表示)。
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。
已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4-
8e-+4CO
===5CO2+2H2O,则正极的电极反应式为_____________________
解析
(1)此蓄电池在充电时,电池阴极应与外加电源的负极连接,发生氢氧化亚铁得电子的还原反应,其电极反应式为Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-。
(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,则阳极铜失去电子,根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子,铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀,稀硫酸溶液显酸性,不能生成氢氧化铜,A错误;氢氧化钠溶液显碱性,阴极氢离子放电,可以产生氢氧化铜,B正确;铜电极电解硫酸钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,C正确;铜电极电解硫酸铜溶液,开始阴极铜离子放电,D错误;铜电极电解氯化钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,E正确。
(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36g水,即0.02mol水,根据方程式可知反应中转移0.02mol电子。
电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了ag金属N,则根据电子得失守恒可知,金属N的相对原子质量R的计算公式为R=
=50ax。
(4)已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4-8e-+4CO
===5CO2+2H2O,则正极是氧气得到电子,根据负极反应式可知,正极电极反应式为2O2+4CO2+8e-===4CO
。
答案
(1)负 Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-
(2)B、C、E (3)50ax (4)O2+2CO2+4e-===2CO
(或2O2+4CO2+8e-===4CO
)
21、
(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中,如图1是高铁电池的模拟实验装置:
①该电池放电时正极的电极反应式为_____________________________________
若维持电流强度为1A,电池工作10min,理论消耗Zn g(已知F=96500C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向 移动(填“左”或“右”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向 移动(填“左”或“右”)。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有_________________________________________________________________
(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如下图所示,电池正极的电极反应式是_________
A是 。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如下图所示。
该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为________________。
答案
(1)①FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH- 0.2
②右 左
③使用时间长、工作电压稳定
(2)N2+8H++6e-===2NH
氯化铵
(3)从b到a CO+O2--2e-===CO2
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