高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題六 化學(xué)反應(yīng)能量與電化學(xué) 跟蹤檢測(十八)原電池與新型化學(xué)電源
《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題六 化學(xué)反應(yīng)能量與電化學(xué) 跟蹤檢測(十八)原電池與新型化學(xué)電源》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題六 化學(xué)反應(yīng)能量與電化學(xué) 跟蹤檢測(十八)原電池與新型化學(xué)電源(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題六 化學(xué)反應(yīng)能量與電化學(xué) 跟蹤檢測(十八)原電池與新型化學(xué)電源 1.某原電池總反應(yīng)為Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,下列能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是( ) 選項(xiàng) A B C D 電極材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 電解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3 2.一定量的稀鹽酸跟過量鋅粉反應(yīng)時(shí),為了加快反應(yīng)速率又不影響生成H2的總量,可采取的措施是( ) A.加入少量稀NaOH溶液 B.加入少量CH3COONa固體 C.加入少量NH4HSO4固體 D.加入少量CuSO
2、4溶液 解析:選D A中加入NaOH溶液,消耗鹽酸,氫氣的生成量減少,錯(cuò)誤;B中加入CH3COONa,CH3COO-會(huì)結(jié)合H+,生成醋酸,減慢反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;C中加入NH4HSO4固體,增加了H+的量,生成的氫氣增多,錯(cuò)誤;D中加入少量CuSO4溶液,Zn置換出少量Cu附著在鋅表面,形成原電池可以加快反應(yīng)速率,并且沒有影響氫氣的生成量,正確。 3.將鎂片、鋁片平行插入一定濃度的NaOH溶液中,用導(dǎo)線連接成閉合回路,該裝置在工作時(shí),下列敘述正確的是( ) A.鎂比鋁活潑,鎂失去電子被氧化成Mg2+ B.鋁是電池負(fù)極,開始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀生成 C.該裝置的內(nèi)、外電路中,均是
3、電子的定向移動(dòng)形成電流 D.該裝置開始工作時(shí),鋁片表面的氧化膜可以不必處理 解析:選D 鋁、鎂在NaOH溶液中構(gòu)成原電池,鎂不反應(yīng),鋁與NaOH溶液反應(yīng),鎂為正極,鋁為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O,開始工作時(shí)溶液中沒有白色沉淀生成,A、B錯(cuò)誤;電子從鋁極流出經(jīng)導(dǎo)線流向鎂極,溶液中陰離子移向負(fù)極,陽離子向正極移動(dòng),C錯(cuò)誤;氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液,D正確。 4.某興趣小組同學(xué)利用氧化還原反應(yīng):2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O設(shè)計(jì)如下原電池,鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法正確的是(
4、 ) A.b電極上發(fā)生還原反應(yīng) B.外電路電子的流向是從a到b C.電池工作時(shí),鹽橋中的SO移向甲燒杯 D.a(chǎn)電極上發(fā)生的反應(yīng)為MnO+8H++5e-===Mn2++4H2O 解析:選D 根據(jù)化學(xué)方程式和圖示判斷,b極是FeSO4發(fā)生氧化反應(yīng),為負(fù)極,A錯(cuò)誤;b為負(fù)極,a為正極,電子從b流向a,B錯(cuò)誤;鹽橋中的SO移向乙燒杯,C錯(cuò)誤;a極上發(fā)生還原反應(yīng),Mn元素的化合價(jià)降低,電極反應(yīng)為MnO+8H++5e-===Mn2++4H2O,D正確。 5.依據(jù)Cd(Hg)+Hg2SO4===3Hg+Cd2++SO反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)出韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池,其簡易裝置如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是
5、( ) A.電池工作時(shí)Cd2+向電極B移動(dòng) B.電極A上發(fā)生反應(yīng)Hg2SO4+2e-===2Hg+SO C.電極B上發(fā)生反應(yīng)Cd(Hg)-4e-===Hg2++Cd2+ D.反應(yīng)中每生成a mol Hg轉(zhuǎn)移3a mol電子 解析:選B 根據(jù)電池總反應(yīng)式可知,放電時(shí)Cd在負(fù)極失電子,故B為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Cd-2e-===Cd2+,生成的Cd2+移向A極,A、C錯(cuò)誤;正極上Hg2SO4得電子生成Hg,電極反應(yīng)式為Hg2SO4+2e-===2Hg+SO,當(dāng)生成a mol Hg時(shí),轉(zhuǎn)移a mol電子,B正確,D錯(cuò)誤。 6.某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為Li1-xCoO2+Li
6、xC6===6C+LiCoO2,其電池如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.放電時(shí),LixC6發(fā)生氧化反應(yīng) B.充電時(shí),Li+通過陽離子交換膜從左向右移動(dòng) C.充電時(shí),將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連 D.放電時(shí),電池的正極反應(yīng)為Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2 解析:選B 反應(yīng)時(shí),Li1-xCoO2中Co元素化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),作正極,LixC6作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;充電時(shí),電池負(fù)極作電解池的陰極,陽離子向陰極移動(dòng),Li+應(yīng)從右向左移動(dòng),B錯(cuò)誤;充電時(shí),電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連,C正確;放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為LixC6-xe-===xL
7、i++6C,由電池總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)得正極反應(yīng)為Li1-xCoO2+xe-+xLi+===LiCoO2,D正確。 7.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=-623 kJ·mol-1。如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法正確的是( ) A.電極a為電池的正極 B.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH- C.電路中每流過4 mol電子,電池內(nèi)部釋放623 kJ熱能 D.每34 g H2S參與反應(yīng),有2 mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū) 解析:選D 由電池反應(yīng)可知
8、,H2S發(fā)生氧化反應(yīng)生成 S2,故電極a為負(fù)極,A錯(cuò)誤;在電極b上O2得電子結(jié)合H+生成水,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O,B錯(cuò)誤;該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏皇菬崮埽珻錯(cuò)誤;因?yàn)閍極的電極反應(yīng)式為2H2S-4e-===4H++S2,故34 g H2S參加反應(yīng)時(shí),有2 mol H+進(jìn)入正極區(qū),D正確。 8.鋰空氣電池充放電基本原理如圖所示,下列說法不正確的是( ) A.充電時(shí),鋰離子向陰極移動(dòng) B.充電時(shí)陰極電極反應(yīng)式為Li++e-===Li C.放電時(shí)正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH- D.負(fù)極區(qū)的有機(jī)電解液可以換成水性電解液 解析:選D
9、充電時(shí)為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),A正確;充電時(shí)陰極上Li+得電子生成Li單質(zhì),B正確;放電時(shí)為原電池,正極上O2得電子生成OH-,C正確;由于金屬鋰能與水反應(yīng),故電解液不能為水性電解液,D錯(cuò)誤。 9.我國知名企業(yè)比亞迪公司開發(fā)了具有多項(xiàng)專利的鋰釩氧化物二次電池,其成本較低,對(duì)環(huán)境無污染,能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他電池,電池總反應(yīng)為V2O5+xLiLixV2O5。下列說法中正確的是( ) A.電池在放電時(shí),Li+向負(fù)極移動(dòng) B.鋰在放電時(shí)作正極,充電時(shí)作陽極 C.該電池充電時(shí)陽極的反應(yīng)為LixV2O5-xe-===V2O5+xLi+ D.V2O5只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體,不參與電池反
10、應(yīng) 解析:選C 電池在放電時(shí),Li+向正極移動(dòng),A錯(cuò)誤;鋰在放電時(shí)作負(fù)極,充電時(shí)作陰極,B錯(cuò)誤;該電池充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式是LixV2O5-xe-===V2O5+xLi+,C正確;V2O5參與電池反應(yīng),D錯(cuò)誤。 10.硼氫化鈉(NaBH4)和H2O2作原料的燃料電池,負(fù)極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是( ) A.電極a為正極,b為負(fù)極 B.放電時(shí),Na+從b極區(qū)移向a極區(qū) C.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為H2O2+2e-===2OH- D.每生成1 mol BO轉(zhuǎn)移6 mol電子 解析:選C 在BH中H為-1價(jià),有很強(qiáng)
11、的還原性,在a電極上失電子生成BO,電極反應(yīng)式為BH-8e-+8OH-===BO+6H2O,a電極為負(fù)極,A、D錯(cuò)誤;電池工作時(shí),陽離子移向正極,即Na+從a極區(qū)移向b極區(qū),B錯(cuò)誤;在b電極上,H2O2得電子生成OH-,電極反應(yīng)式為H2O2+2e-===2OH-,C正確。 11.已知可逆反應(yīng):AsO+2I-+2H+AsO+I(xiàn)2+H2O。 Ⅰ.如圖所示,若向B中逐滴加入濃鹽酸,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)。 Ⅱ.若改用向B中滴加40%的NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)電流表指針與Ⅰ中偏轉(zhuǎn)方向相反。 試回答下列問題: (1)兩次操作中電流表指針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)? ___________________
12、_____________________________________________________。 (2)兩次操作過程中電流表指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾矗? ________________________________________________________________________。 (3)操作Ⅰ中,C1棒上的反應(yīng)為_____________________________________________。 (4)操作Ⅱ中,C2棒上的反應(yīng)為_________________________________。 解析:Ⅰ.滴入濃鹽酸,溶液中c(H+)增大,題給可逆
13、反應(yīng)平衡正向移動(dòng),I-失去電子變?yōu)镮2,C1棒上產(chǎn)生電子,并沿外電路流向C2棒,AsO得電子變?yōu)锳sO。 Ⅱ.滴加40%的NaOH(aq)將H+中和,溶液中c(H+)減小,題給可逆反應(yīng)平衡逆向移動(dòng),電子在C2棒上產(chǎn)生,并沿外電路流向C1棒,I2得電子變?yōu)镮-,AsO變?yōu)锳sO。 答案:(1)兩次操作中均發(fā)生原電池反應(yīng),所以電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn) (2)兩次操作中,電極相反,電子流向相反,因而電流表指針偏轉(zhuǎn)方向相反 (3)2I--2e-===I2 (4)AsO+2OH--2e-===AsO+H2O 12.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一
14、層細(xì)小的鉑粉,吸附氣體的能力強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答: (1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是____________________,在導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)開___________(用a、b表示)。 (2)負(fù)極反應(yīng)式為________________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開______________________________________。 (4)該電池工作時(shí),H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一,金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料,吸氫和放氫原理如下: Ⅰ.2Li+H22L
15、iH Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2↑ ①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是________,反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________。 ②已知LiH固體密度為0.82 g·cm-3。用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為____________。 ③由②生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為__________mol。 解析:(1)電池的能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能??偡磻?yīng)為2H2+O2===2H2O,其中H2氫元素從零價(jià)升至+1價(jià),失去電子,即電子從a流向b。(2)負(fù)極為失去電子的一極,即H2失電
16、子生成H+,由于溶液是堿性的,故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH-。(3)鉑粉的接觸面積大,可以加快反應(yīng)速率。(4)Ⅰ中Li從零價(jià)升至+1價(jià),作還原劑。ⅡH2O中的H從+1價(jià)降至H2中的零價(jià),作氧化劑。由反應(yīng)Ⅰ,當(dāng)吸收10 mol H2時(shí),則生成20 mol LiH,V=m/ρ=(20×7.9)/(0.82×103)L=192.68×10-3 L,則V(LiH)/V(H2)=(192.68×10-3)L/224 L=1/1 163≈8.60×10-4。20 mol LiH可生成20 mol H2,實(shí)際參加反應(yīng)的H2為20×80%=16 mol,1 mol H2轉(zhuǎn)化成1 mol H2O,轉(zhuǎn)移2 mol
17、電子,所以16 mol H2可轉(zhuǎn)移32 mol電子。 答案:(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮蒩到b (2)2H2+4OH--4e-===4H2O或H2+2OH--2e-===2H2O (3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率 (4)①Li H2O ②1∶1 163或8.60×10-4?、?2 13.(1)Fe和KClO4反應(yīng)放出的熱量,能為熔融鹽電池提供550~660 ℃的溫度,使低熔點(diǎn)鹽熔化導(dǎo)電,從而激活電池,這類電池稱為熱電池。Li/FeS2熱電池工作時(shí),Li轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧嚕現(xiàn)eS2轉(zhuǎn)變?yōu)殍F,該電池工作時(shí),電池總反應(yīng)為 _____________________
18、___________________________________________________。 (2)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下: 電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,則c電極是________(填“正極”或“負(fù)極”),c電極的反應(yīng)式為__________________________________________。 若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則上述CH3OH燃料電池消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________ L。 解析:(1)依據(jù)題意可知,反應(yīng)物為FeS2、Li,生成物為Fe、Li2S,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+4Li===Fe+2Li2S。 (2)根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極,是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng):CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+,線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗氧氣0.5 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L。 答案:(1)FeS2+4Li===Fe+2Li2S (2)負(fù)極 CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+ 11.2
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