高考化学考点必练专题14原电池拔高专练.docx
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高考化学考点必练专题14原电池拔高专练
考点十四原电池拔高专练
1.(广西贺州市平桂区平桂高级中学2019届高三摸底考试)某同学利用右图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理,盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液。
下列叙述正确的是()
A.导线中电子流向为b→a
B.电池工作时,电流方向a→b
C.电池工作时,盐桥中的K+向右侧烧杯移动,Cl-向左侧烧杯移动
D.电池工作时,盐桥中的K+向左侧烧杯移动,Cl-向右侧烧杯移动
【答案】C
2.(四川省德阳五中2018-2019学年高三第一次月考)下列装置或操作能达到实验目的的是
【答案】A
3.(2018届湖北省鄂东南省级市范高中教育教学改革联盟学校高三五月联考)如图所示为酸性介质中,金属铜与氢叠氮酸(HN3)构成的原电池,总反应方程式为:
2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl(s)+N2↑+NH4+。
下列叙述错误的是()
A.离子交换膜为阳离子交换膜
B.若将盐酸换成NaCl,电池的运行效率将会下降
C.负极的电极反应式为:
Cu-e-=Cu+
D.当外电路中流过0.1mol电子时,交换膜左侧离子减少0.2 mol
【答案】C
【解析】根据总反应方程式,Cu元素的化合价由0价升至+1价,Cu发生氧化反应,Cu为负极,石墨为正极。
A项,负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl(s),正极电极反应式为HN3+2e-+3H+=NH4++N2↑,根据电极反应式和平衡电荷,离子交换膜将负极室的H+迁移到正极室,离子交换膜为阳离子交换膜,A项正确;B项,若将盐酸换成NaCl,NaCl溶液呈中性,则正极HN3还原成NH3,电池的运行效率会下降,B项正确;C项,负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl(s),C项错误;D项,当电路中流过0.1mol电子时,左侧电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl(s),该电极反应消耗0.1molCl-,为了平衡电荷,有0.1molH+迁移到右侧,交换膜左侧离子减少0.2mol,D项正确。
4.(2018届湖南省衡阳市高三下学期第三次联考)微生物燃料电池( MPC)处理技术是通过微生物的作用去除污染物,该技术可广泛应用于去除土壤中有机污染物。
一种土壤微生物燃料电池的纵截面如图所示,下列说法不正确的是
A.电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极
B.有机污染物在电池负极上氧化为对环境无害的物质
C.活性炭能有效吸附空气,提高电池的工作效率
D.该电池的正极反应式为O2+4e -↓+2H2O==4OH-
【答案】D
5.(2018届湖南省岳阳市第一中学高三第一次模拟考试)通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(
),其原理如下图所示,下列说法正确的是
A.B为电池的正极,发生还原反应
B.电流方向从B极沿导线经小灯泡流向A极
C.A极的电极反应式为:
D.当外电路中有0.2mole-转移时,A极区增加的H+的数目为0.1NA
【答案】D
【解析】原电池中阳离子移向正极,根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极,正极有氢离子参与反应,电极反应式为
,电流从正极经导线流向负极,则A.B为电池的负极,发生氧化反应,A错误;B.电流从正极A沿导线流向负极B,B错误;C.A为正极,正极有氢离子参与反应,电极反应式为
,C错误;D.据电荷守恒,当外电路中有0.2mole-转移时,通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA,而发生
,则A极区增加的H+的个数为0.1NA,D正确。
6.(2018届福建省漳州市高三下学期第三次(5月)调研测试)某科研小组公司开发了Li-SO2Cl2军用电池,其示意图如下图所示,已知电池总反应为:
2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑。
下列叙述中错误的是
A.电池工作时负极材料是Li,发生氧化反应
B.电池工作时电子流向:
锂电极→导线→负载→碳棒
C.电池工作时,外电路流过0.2mol电子,标准状况下生成4.48L气体
D.电池工作过程中,石墨电极反应式为SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑
【答案】C
7.(2018年广东省揭阳市高三第二次模拟考试)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.该燃料电池中镁为负极,发生还原反应
B.电池的总反应式为Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2↓+Cl-
C.放电过程中OH-移向负极
D.酸性电解质的镁--过氧化氢燃料电池正极反应为:
H2O2+2H++2e-===2H2O
【答案】A
8.(2018届四川省攀枝花市高三第三次统考)某新型电池,以NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料,负极材料采用pt,正极材料采用MnO2(既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用),该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源,其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.每消耗3molH2O2,转移6mole—
B.电池工作时Na+从b极区移向a极区
C.a极上的电极反应式为:
BH4—+8OH—-8e—===BO2—+6H2O
D.b极材料是MnO2,该电池总反应方程式:
NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O
【答案】B
【解析】由图中信息可知,NaBH4是还原剂,其在负极上被氧化为BO2﹣,电极反应式为BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O,;H2O2是氧化剂,其在正极上被还原为OH﹣,电极反应式为4H2O2+8e﹣═8OH﹣,该电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O。
所以电极a是负极、电极b是正极。
A.每消耗3molH2O2,O元素的化合价从-1降到-2,故转移6mole﹣,A正确;B.电池工作时Na+从负极区移向正极区,B不正确;C.a极上的电极反应式为BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O,C正确;D.b极材料是MnO2,该电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O,D正确。
9.(2018年贵州省普高等学校招生适应性考试)第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金;汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态)。
镍氢电池充放电原理的示意图如下:
其总反应式为
。
根据所给信息判断,下列说法错误的是
A.混合动力汽车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为:
NiOOH+H2O+eˉ==Ni(OH)2+OHˉ
B.混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OHˉ向甲电极移动
C.混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的pH减小
D.混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为:
甲电极→发动机→乙电极
【答案】C
10.(2018届河南省六市高三第二次联考二模)NO2是大气的主要污染物之一,某研究小组设计如图所示的装置对NO2进行回收利用,装置中a、b均为多孔石墨电极。
下列说法不正确的是
A.a为电池的负极,发生氧化反应
B.一段时间后,b极附近HNO3浓度减小
C.电池总反应为4NO2+O2+2H2O
4HNO3
D.电子流向:
a电极→用电器→b电极→溶液→a电极
【答案】D
11.(2018届河南省洛阳市高三下学期尖子生第二次联考)2017 年9 月我国科学家对于可充放电式锌一空气电池研究取得重大进展。
电池装置如图所示,该电池的核心是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER),KOH溶液为电解质溶液,放电的总反应方程式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。
下列有关说法正确的是
A.可逆锌一空气电池实际上是二次电池,放电时电解质溶液中K+ 向负极移动
B.在电池产生电力的过程中,空气无阻挡地进入电池,发生ORR 反应,并释放电荷
C.发生OER 反应的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+
D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
【答案】B
【解析】A、电池放电时,根据电解质溶液中“正到正,负到负”,K+ 应向正极移动,故A错误;B、根据总反应及图示,空气无阻挡地进入电池,发生ORR 反应,并释放电荷,故B正确;C、KOH溶液为电解质溶液,故不可能生成H+,故C错误;D、根据总反应:
2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-,1molO2反应转移4mol电子,故电路中通过2mol电子时,消耗氧气11.2L(标准状况),故D错误。
12.(广东省韶关市2018届高三4月二模)某手机电池采用了石墨烯电池,可充电5分钟,通话2小时。
一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意图如图。
下列有关该电池说法不正确的是
A.金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料
B.充电时A电极为阴极,发生还原反应
C.充电时B电极的反应:
Li2S8-2e-=2Li++S8
D.手机使用时电子从A电极经过手机电路版流向B电极,再经过电池电解质流回A电极
【答案】D
13.(2018年江苏省普通高中学业水平测试)锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中,其示意图如图所示。
电池反应为2Li+2H2O===2LiOH+H2↑。
电池工作时,下列说法错误的是( )
A.金属锂作负极
B.电子从锂电极经导线流向镍电极
C.海水作为电解质溶液
D.可将电能转化为化学能
【答案】D
【解析】A.锂失去电子,金属锂作负极,A正确;B.锂是负极,电子从锂电极经导线流向镍电极,B正确;C.海水作为电解质溶液,C正确;D.原电池可将化学能转化为电能,D错误。
14.(山东省济宁市第一中学2018—2019学年度第一学期高三年级收心考试)下列说法不正确的是()
A.钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性,发生吸氧腐蚀
B.钢铁表面水膜酸性较强,发生析氢腐蚀
C.钢闸门作为阴极而受到保护
D.将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好
【答案】D
15.(2018届山东省潍坊市高三第三次高考模拟考试)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。
下列说法错误的是
A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应
B.通电时,阴极上的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.断电时,锌环上的电极反应为Zn2++2e-=Zn
D.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀
【答案】C
16.(北京市通州区2018届高三二模)研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法不正确的是
A.图1:
a点溶液变红
B.图1:
a点的铁比b点的铁腐蚀严重
C.图2:
若d为锌,则铁不易被腐蚀
D.图2:
正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
【答案】B
【解析】A.图1:
a点氧气得电子产生氢氧根离子,溶液碱性遇酚酞溶液变红,选项A正确;B.图1:
a点为正极得电子,b点为负极铁失电子产生亚铁离子,b点铁腐蚀严重,选项B不正确;C.图2:
若d为锌为负极失电子,则铁为正极,不易被腐蚀,选项C正确;D.图2:
正极氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,选项D正确。
17.(2018届北京市海淀区高三第一次模拟)研究小组进行如下表所示的原电池实验:
实验编号
①
②
实验装置
实验现象
连接装置5分钟后,灵敏电流计指针向左偏转,两侧铜片表面均无明显现象
左侧铁片表面持续产生气泡,连接装置5分钟后,灵敏电流计指针向右偏转,右侧铁片表面无明显现象
下列关于该实验的叙述中,正确的是
A.两装置的盐桥中,阳离子均向右侧移动
B.实验①中,左侧的铜被腐蚀
C.实验②中,左侧电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑
D.实验①和实验②中,均有O2得电子的反应发生
【答案】D
18.(2018届安徽省皖北协作区高三年级联考)室温下,可充电的钠——二氧化碳电池是当今新能源领域的热点,具有优异的性能。
下列说法正确的是()
A.钠金属片为正极
B.该电池中的电解质为NaClO4,工作时ClO4-向碳纳米管电极移动
C.总反应为:
D.放电时,每消耗3molCO2,转移12mol电子
【答案】C
19.(江苏省南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁六市2018届高三第二次调研)在好氧菌和厌氧菌作用下,废液中NH4+能转化为N2(g)和H2O
(1),示意图如下:
反应I
反应Ⅱ
下列说法正确的是
A.两池发生的反应中,氮元素只被氧化
B.两池中投放的废液体积相等时,NH4+能完全转化为N2
C.常温常压下,反应Ⅱ中生成22.4LN2转移的电子数为3.75×602×1023
D.
【答案】D
20.(2018届江苏省南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁六市高三第二次调研)铝石墨双离子电池是一种全新低成本、高教电池。
原理为:
AlLi+Cx(PF6)
Al+xC+Li++PF6-电池结构如右图所示。
下列说法正确的是
A.放电时外电路中电子向铝锂电极移动
B.放电时正极反应为Cx(PF6)+e-=xC+PF6-
C.充电时.应将铝石墨电极与电源负极相连
D.充电时,若电路中转移lmol电子,阴极质量增加9g
【答案】B
【解析】A.放电时铝锂电极中锂失电子作为负极,外电路中电子由负极铝锂电极向正极铝石墨移动,选项A错误;B.放电时正极铝石墨电极Cx(PF6)得电子产生PF6-,电极反应为Cx(PF6)+e-=xC+PF6-,选项B正确;C.充电时,应将铝石墨电极与电源正极相连,选项C错误;D.充电时,根据电极反应Li++Al+e-=AlLi可知,若电路中转移lmol电子,阴极质量增加36g,选项D错误。
答案选B。
21.(2018届宁夏吴忠市高三下学期高考模拟联考)锂一铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是
A.该电池负极不能用水溶液作为电解质
B.放电时,Li+透过固体电解质向Cu极移动
C.通空气时铜被腐蚀,表面产生Cu2O
D.放电时,正极的电极反应式为:
O2+2H2O+4e-═4OH-
【答案】D
22.(2018届吉林省实验中学高三第八次月考)电池式氧传感器原理构造如图,可测定O2的含量。
工作时铅极表面会逐渐附着Pb(OH)2。
下列说法不正确的是
A.Pt电极上发生还原反应
B.随着使用,电解液的pH逐渐减小
C.a×10-3molO2反应,理论上可使Pb电极增重68amg
D.Pb电极上的反应式为Pb+2OH--2e-=Pb(OH)2
【答案】B
【解析】A.Pt电极上O2得电子生成OH-,发生还原反应,故A正确;B.铅失电子在负极发生氧化反应生成Pb(OH)2,电极反应式为Pb+2OH--2e-=Pb(OH)2,O2在正极Pt上得电子生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应为:
2Pb+O2+2H2O=2Pb(OH)2,消耗水,电解液碱性增强,所以电解液的pH逐渐增大,故B错误;C.a×10-3molO2反应则得到4a×10-3mol电子,所以根据得失电子守恒,理论上可使Pb电极增重4a×10-3mol×17g/mol=68a×10-3g=68amg,故C正确;D.铅失电子在负极发生氧化反应生成Pb(OH)2,电极反应式为Pb+2OH--2e-=Pb(OH)2,故D正确;故选B。
23.(2018届安徽省蚌埠市高三第二次模拟)市售一种可充电电池,由LaNi5H6、NiO(OH)、KOH溶液组成。
LaNi5H6+6Ni(OH)
LaNi5+6Ni(OH)2有关该电池的叙述正确的是:
A.放电时,负极反应为LaNi5H6+6OHˉ-6eˉ=LaNi5+6H2O
B.放电时,负极材料是Ni(OH)2
C.充电时,阴极反应为Ni(OH)2+OHˉ-eˉ=NiO(OH)+H2O
D.充电时,电池负极接充电器电源的正极
【答案】A
24.(2018届山东省聊城市高三一模)锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点,以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物,固体Al2O3 陶瓷(可传导Li+)为电解质,其反应原理如图所示。
下列说法错误的是
A.该电池比钠一液态多硫电池的比能量高
B.放电时,内电路中Li+的移动方向为从a 到b
C.Al2O3 的作用是导电、隔离电极反应物
D.充电时,外电路中通过0.2mol 电子,阳极区单质硫的质量增加3.2g
【答案】D
【解析】锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点,所以该电池比钠一液态多硫电池的比能量高,A正确;放电时,Na失电子发生氧化反应,所以a作负极、b作正极,电解质中阳离子锂离子向正极b移动,B正确;Al2O3为离子化合物,在该电池中作用是导电、隔离电极反应物,C正确;充电时,阳极反应为SX2—-2e-=xS,外电路中通过0.2mol电子,阳极生成单质硫的质量为0.1x,由于2≤x≤8,质量为6.4-25.6g之间,D错误;正确选项D。
25.(2018届四川省成都市高三第二次诊断)最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯(Cn)电池(如图)。
该电池分别以铝、石墨烯为电极,放电时,电池中导电离子的种类不变。
已知能量密度=电池容量(J)÷负极质量(g)。
下列分析正确的是
A.放电时,Cn(石墨烯)为负极
B.放电时,Al2Cl7-在负极转化为AlCl4-
C.充电时,阳极反应为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-
D.以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度
【答案】D
26.(2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第二次模拟)已知:
2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l)△H=-632kJ•mol-1,如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。
下列说法正确的是
A.电极a上发生的电极反应式为:
H2S-2e-=S+2H+
B.电池工作时,电流从电极b经过负载流向电极a
C.电路中每流过1mol电子,电池内部释放158kJ的热能
D.每11.2LH2S参与反应,有1molH+经固体电解质膜进入正极区
【答案】B
【解析】A、电极a即负极H2S失电子发生氧化反应,所以电极反应为:
2H2S-4e-=S2+4H+,故A错误;B、电池工作时,电子从负极电极a经负载流向正极电极b,则电流从电极b经过负载流向电极a,故B正确;C、根据A的分析,电路中每流过1mol电子,反应0.5molH2S,根据2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l)△H=-632kJ•mol-1,电池内部释放158kJ的能量,大部分能量以电能的形成放出,放出的热能远少于158kJ,故C错误;D、未告知是否为标准状况,无法计算11.2LH2S的物质的量,故D错误;故选B。
27.(2018届江西省九所重点中学高三联合考)根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L-1,溶液的体积均为200mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
下列说法不正确的是()
A.石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B.甲烧杯中的电极反应式:
MnO4-+5e-+8H+===Mn2++4H2O
C.电池工作时,盐桥中的阴阳离子分别向乙甲烧杯中移动,保持溶液中的电荷平衡
D.忽略溶液体积变化,Fe2(SO4)3浓度变为1.5mol/L,则反应中转移的电子为0.1mol
【答案】D
28.(2018届贵州省遵义市第四中学高三3月月考)镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。
镍钴锰三元材料中Ni为主要活泼元素,通常可以表示为:
LiNiaCobMncO2,其中a+b+c=1,可简写为LiAO2。
放电时总反应为LiAO2+nC=Li1-xAO2+LixCn(0 A.放电时Ni元素最先失去电子 B.放电时电子从a电极由导线移向b电极 C.充电时的阳极反应式为LiAO2-xe-=Li1-xAO2+xLi+ D.充电时转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加7g 【答案】C 29.(2018届宁夏六盘山高级中学高三下学期第一次模拟)据报道,我国研制出“可充电钠——二氧化碳电池”,电极材料为钠金属片和碳纳米管,电解液为高氯酸钠一四甘醇二甲醚,电池总反应为: 4Na+3CO2 2Na2CO3+C生成固体Na2CO3沉积在碳纳米管上,下列叙述不正确的是 A.放电时钠金属片发生氧化反应 B.放电时每消耗3mo1C02,转移12mol电子 C.充电时碳纳米管接直流电源的正极 D.充电时阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=4Na++3CO2↑ 【答案】B 【解析】A、放电时钠金属片作负极失去电子发生氧化反应,选项A正确;B、放电时每消耗3mo1C02,生成1molC,转移4mol电子,选项B不正确;C、充电时碳纳米管接直流电源的正极作阳极失去电子生成二氧化碳,选项C正确;D、充电时的阳极碳失去电子生成二氧化碳,其电极反应式为C+2Na2CO3-4e-=4Na++3CO2↑,选项D正确。 答案选B。 30.(2018届贵州省长顺县民族高级中学高三下学期第一次月考)Ⅰ.汽车尾气中含有NO、CO等有害物质,其中NOx会引起光化学烟雾等环境问题。 NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一: 在催化剂条件下,以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。 (1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因_________________(用化学方程式表示,该反应为为可逆反应);汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因_____________________________。 (2)①NH3去除尾气中的NOx,当v(NO): v(NO2)=1: 1时称为“快速SCR反应”,该反应化学方程式为______________________________________; ②合成NH3所用原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下所示。 CO(g)+ O2(g)==CO2(g)△H1=-282.0KJ/mol H2(g)+ O2(g)===H2O(g)△H2=-241.8KJ/mol CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)△H3=-836.3KJ/mol 则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为___________。 (3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图所示,则: ①Pt电极上发生的是______________反应(填“氧化”或“还原”); ②NiO电极上的电极反应式为______________________________________; (4)研究发现,将煤
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