2020屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)新型原電池選擇題專題訓(xùn)練

2020屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)新型原電池選擇題專題訓(xùn)練/2020屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)新型原電池選擇題專題訓(xùn)練1.鋅—空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O=2Zn（OH）eq\o\al(2－,4)。下列說法正確的是（）A.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陽極移動B.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c（OH－）逐漸減小C.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn＋4OH－－2e－=Zn（OH）eq\o\al(2－,4)D.放電時(shí)，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）答案C2鎂及其化合物一般無毒（或低毒）、無污染，鎂電池放電時(shí)電壓高且平穩(wěn)，因此成為人們研制綠色電池所關(guān)注的重點(diǎn)。有一種鎂二次電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.放電時(shí)Mg2＋向正極移動B.放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為Mo3S4＋2xe－=Mo3Seq\o\al(2x－,4)C.放電時(shí)Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D.充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為xMg2＋＋2xe－=xMg答案C3.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）A.反應(yīng)CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2OC.電池工作時(shí)，COeq\o\al(2－,3)向電極B移動D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)答案D4、一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x（x＝0或1）。下列說法正確的是（）A.放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極B.放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O25.全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li＋xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B.電池工作時(shí)，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時(shí)間越長，電池中Li2S2的量越多答案D6、Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－=Mg2＋B.正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=AgC.電池放電時(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg（OH）2＋H2↑答案B7金屬（M）-空氣電池（如圖）具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M＋nO2＋2nH2O=4M（OH）n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是（）A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池，Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M（OH）nD.在Mg-空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg（OH）2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜答案C8、一定條件下，實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置，通過測電壓求算Ksp（AgCl）。工作一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量均增大。下列說法正確的是（）A.右池中的銀電極作負(fù)極B.正極反應(yīng)為Ag－e－=Ag＋C.總反應(yīng)為Ag＋＋Cl－=AgCl↓D.鹽橋中的NOeq\o\al(－,3)向右池方向移動答案C9某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr2Oeq\o\al(2－,7)>Fe3＋，設(shè)計(jì)了鹽橋式的原電池，如圖。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是（）A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋C.外電路的電流方向是從b到aD.電池工作時(shí)，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向乙燒杯答案C10控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（）A.反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C.電流表讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D項(xiàng)，在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。答案D11、根據(jù)光合作用原理，設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說法正確的是（）A.a電極為原電池的正極B.外電路電流方向是a→bC.b電極的電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2D.a電極上每生成1molO2，通過質(zhì)子交換膜的H＋為2mol解析根據(jù)圖示可知，a電極上H2O轉(zhuǎn)化為H＋和O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為負(fù)極，b電極為正極，外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極，即b→a，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知，b電極上O2得電子轉(zhuǎn)化為H2O2，電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2，C項(xiàng)正確；a電極上每生成1molO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，則通過質(zhì)子交換膜的H＋為4mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C12、銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故，根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理，在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去，下列說法正確的是（）A.處理過程中銀器一直保持恒重B.銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C.該過程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S=6Ag＋Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl解析本題要注意運(yùn)用“電化學(xué)原理”這個(gè)關(guān)鍵詞，由題干信息中Ag、Al、食鹽溶液構(gòu)成原電池的條件，Ag2S是氧化劑，作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確。C項(xiàng)忽視了Al2S3在水溶液中發(fā)生完全的雙水解反應(yīng)，正確的方程式應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O=6Ag＋2Al（OH）3↓＋3H2S↑。D項(xiàng)中黑色褪去的原因是Ag2S被還原成了Ag。答案B13、3.（傳統(tǒng)鋅錳干電池的改進(jìn)）（2018·北京大聯(lián)盟聯(lián)考）由我國科學(xué)家研發(fā)成功的鋁錳電池是一種比能量很高的新型干電池，以氯化鈉和稀氨水混合溶液為電解質(zhì)，鋁和二氧化錳—石墨為兩極，其電池反應(yīng)為Al＋3MnO2＋3H2O=3MnO（OH）＋Al（OH）3。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法不正確的是（）A.二氧化錳—石墨為電池正極B.負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋3NH3·H2O=Al（OH）3＋3NHeq\o\al(＋,4)C.OH－不斷由負(fù)極向正極移動D.每生成1molMnO（OH）轉(zhuǎn)移1mol電子解析由電池反應(yīng)方程式知，鋁為電池負(fù)極，鋁失去電子轉(zhuǎn)化為Al（OH）3，A、B正確；陰離子移向負(fù)極，C錯(cuò)誤；由反應(yīng)中錳元素價(jià)態(tài)變化知D正確。答案C14、微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是（）A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O答案A16我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳鈉米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.放電時(shí)，ClOeq\o\al(－,4)向負(fù)極移動B.充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2C.放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD.充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na＋＋e－=Na答案D17、（2019·福建廈門第一次質(zhì)量檢測）鐵碳微電解技術(shù)是利用原電池原理處理酸性污水的一種工藝，裝置如圖。若上端開口關(guān)閉，可得到強(qiáng)還原性的H·（氫原子）；若上端開口打開，并鼓入空氣，可得到強(qiáng)氧化性的·OH（羥基自由基）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.無論是否鼓入空氣，負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe－2e－=Fe2＋B.不鼓入空氣時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為H＋＋e－=H·C.鼓入空氣時(shí)，每生成1mol·OH有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移D.處理含有草酸（H2C2O4）的污水時(shí)，上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣答案C18（2019·山東濟(jì)寧期末）H2S廢氣資源化利用途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫。反應(yīng)原理為：2H2S（g）＋O2（g）=S2（s）＋2H2O（l）ΔH＝－632kJ·mol－1。下圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法不正確的是（）A.電路中每流過2mol電子，電池內(nèi)部釋放316kJ熱能B.每34gH2S參與反應(yīng)，有2molH＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)C.電極a為電池的負(fù)極D.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋4e－＋4H＋=2H2O解析A項(xiàng)原電池中能量轉(zhuǎn)換形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A19已知反應(yīng)AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O是可逆反應(yīng)。設(shè)計(jì)如圖裝置（C1、C2均為石墨電極），分別進(jìn)行下述操作：Ⅰ.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸Ⅱ.向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試回答下列問題：（1）兩次操作過程中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？_____________________（2）兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？試用化學(xué)平衡移動原理解釋之。______________________________________________________________________（3）操作Ⅱ過程中，鹽橋中的K＋移向燒杯溶液（填“A”或“B”）。（4）Ⅰ操作過程中，C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為__________________________。答案（1）兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能（2）（Ⅰ）加酸，c（H＋）增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，AsOeq\o\al(3－,4)得電子，I－失電子，所以C1極是負(fù)極，C2極是正極。（Ⅱ）加堿，c（OH－）增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，AsOeq\o\al(3－,3)失電子，I2得電子，此時(shí)，C1極是正極，C2極是負(fù)極。故化學(xué)平衡向不同方向移動，發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同（3）A（4）2I－－2e－=I220、蓄電池是一種反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe（OH）2＋Ni（OH）2。（1）此蓄電池在充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)與外加電源的極連接，電極反應(yīng)式為________。（2）以銅為電極，用此蓄電池作電源，電解以下溶液，開始階段發(fā)生反應(yīng)：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）假如用此蓄電池電解以下溶液（電解池兩極均為惰性電極），工作一段時(shí)間后，蓄電池內(nèi)部消耗了0.36g水，則：電解足量N（NO3）x溶液時(shí)某一電極析出了ag金屬N，則金屬N的相對原子質(zhì)量R的計(jì)算公式為R＝（用含a、x的代數(shù)式表示）。（4）熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)、CH4為燃料、空氣為氧化劑、稀土金屬材料為電極的新型電池。已知該熔融鹽電池的負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O，則正極的電極反應(yīng)式為_____________________解析（1）此蓄電池在充電時(shí)，電池陰極應(yīng)與外加電源的負(fù)極連接，發(fā)生氫氧化亞鐵得電子的還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Fe（OH）2＋2e－=Fe＋2OH－。（2）以銅為電極，用此蓄電池作電源，則陽極銅失去電子，根據(jù)總電極方程式可知陰極是氫離子得到電子，銅離子與氫氧根結(jié)合生成氫氧化銅沉淀，稀硫酸溶液顯酸性，不能生成氫氧化銅，A錯(cuò)誤；氫氧化鈉溶液顯堿性，陰極氫離子放電，可以產(chǎn)生氫氧化銅，B正確；銅電極電解硫酸鈉溶液，陰極氫離子放電，破壞水的電離平衡，產(chǎn)生氫氧化銅，C正確；銅電極電解硫酸銅溶液，開始陰極銅離子放電，D錯(cuò)誤；銅電極電解氯化鈉溶液，陰極氫離子放電，破壞水的電離平衡，產(chǎn)生氫氧化銅，E正確。（3）假如用此蓄電池電解以下溶液（電解池兩極均為惰性電極），工作一段時(shí)間后，蓄電池內(nèi)部消耗了0.36g水，即0.02mol水，根據(jù)方程式可知反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.02mol電子。電解足量N（NO3）x溶液時(shí)某一電極析出了ag金屬N，則根據(jù)電子得失守恒可知，金屬N的相對原子質(zhì)量R的計(jì)算公式為R＝eq\f(ax,0.02)＝50ax。（4）已知該熔融鹽電池的負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O，則正極是氧氣得到電子，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知，正極電極反應(yīng)式為2O2＋4CO2＋8e－=4COeq\o\al(2－,3)。答案（1）負(fù)Fe（OH）2＋2e－=Fe＋2OH－（2）B、C、E（3）50ax（4）O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)（或2O2＋4CO2＋8e－=4COeq\o\al(2－,3)）21、（1）高鐵酸鉀（K2FeO4）不僅是一種理想的水處理劑，而且高