精修版高考化學(xué)復(fù)習(xí) 考點(diǎn)19 原電池新型化學(xué)電源練習(xí)
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1、精品文檔?高考化學(xué) 考點(diǎn)19 原電池 新型化學(xué)電源 1.(2015·課標(biāo)全國Ⅰ,11)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 2.(2015·天津理綜,4)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO)減小
2、 C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加 D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動,保持溶液中電荷平衡 3.(2015·江蘇化學(xué),10)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+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子 B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH--2e-===2H2O C.電池工作時,CO向電極B移動 D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-===2CO 4.(1)[2015·四川理綜,11(5)]FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料
3、可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2===Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是________________________________________________________________________ (2)[2015·海南化學(xué),15(4)]下圖所示原電池正極的反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (3)[2015·安徽理綜,25(4)]常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強(qiáng)度
4、(I)隨時間(t)的變化如圖2所示,反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。 圖1 圖2 0~t1時,原電池的負(fù)極是Al片,此時,正極的電極反應(yīng)式是________,溶液中的H+向________極移動,t1時,原電池中電子流動方向發(fā)生改變,其原因是_________________________________。 1.(2014·北京理綜,8)下列電池工作時,O2在正極放電的是( ) 2.(2014·福建理綜,11)某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2===2AgCl。 下列說法正確的是 ( ) A.正極反應(yīng)為AgCl+e-=
5、==Ag+Cl- B.放電時,交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變 D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 3.(2014·浙江理綜,11)鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是: Ni(OH)2+M===NiOOH+MH 已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO 下列說法正確的是 ( ) A.NiMH電池放電過程中,正極的電極反
6、應(yīng)式為:NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH- B.充電過程中OH- 離子從陽極向陰極遷移 C.充電過程中陰極的電極反應(yīng)式:H2O+M+e-===MH+OH- ,H2O中的H被M還原 D.NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液 4.(2014·天津理綜,6)已知: 鋰離子電池的總反應(yīng)為:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2 鋰硫電池的總反應(yīng)為:2Li+SLi2S 有關(guān)上述兩種電池說法正確的是( ) A.鋰離子電池放電時,Li+向負(fù)極遷移 B.鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C.理論上兩種電池的比能量相同 D.右圖
7、表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 5.(2014·課標(biāo)全國Ⅱ,12)2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是( ) A.a(chǎn)為電池的正極 B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi C.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化 D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移 6.(2013·課標(biāo)全國Ⅰ,10)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
8、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+Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 7.(2013·課標(biāo)全國Ⅱ,11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是( ) A.電池反應(yīng)中有NaCl生成 B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子 C.正極反應(yīng)為NiCl2+2e-===Ni+2Cl- D.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動 8.(1)[2014·四川理綜,11(5)]MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電
9、池放電時,正極的電極反應(yīng)式是 ________________________________________________________________________。 (2)[2013·四川理綜,11(4)]以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _________________________________________________________________________________________________________________________
10、_______。 9.[2013·課標(biāo)全國Ⅰ,28(5)]二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點(diǎn),其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg-1)。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為__________________________,一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生________個電子的電量:該電池的理論輸出電壓為1.20 V,能量密度E=______________(列式計(jì)算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1 kW·h=3.6×106 J)。 10.(2014·海南化學(xué),16)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示
11、,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+ 通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成 LiMnO2。回答下列問題: (1)外電路的電流方向是由________極流向________極。(填字母) (2)電池正極反應(yīng)式為______________________________。 (3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑?________(填“是”或“否”),原因是____________________________________。 (4)MnO2 可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng),生成K2MnO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________
12、_____________。 K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為________。 1.(2015·廣東揭陽調(diào)研,6)分析下圖所示的四個原電池裝置,其中結(jié)論正確的是( ) A.①②中Mg作負(fù)極,③④中Fe作負(fù)極 B.②中Mg作正極,電極反應(yīng)式為6H2O+6e-===6OH-+3H2↑ C.③中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+ D.④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑ 2.(2014·北京海淀區(qū)期末,9)鉛蓄電池反應(yīng)原理為:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O
13、(l),下列說法正確的是( ) A.放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:Pb-2e-===Pb2+ B.放電時,正極得電子的物質(zhì)是PbO2 C.充電時,電解質(zhì)溶液中硫酸濃度減小 D.充電時,陰極的電極反應(yīng)式為:PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+4H++SO 3.(2014·武漢武昌區(qū)調(diào)研,11)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì),利用圖示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中正確的是( ) A.將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達(dá)到相同目的 B.陽極的電極反應(yīng)式為C+2O2--4e-===CO
14、2↑ C.在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少 D.若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,“+”接線柱應(yīng)連接Pb電極 4.(2015·陜西安康二次調(diào)研,8)在常溫常壓下,某實(shí)驗(yàn)小組按下圖做完實(shí)驗(yàn)后,實(shí)驗(yàn)報告記錄如下。其中描述合理的是( ) 實(shí)驗(yàn)報告: ①Cu為負(fù)極,Zn為正極 ②Cu極上有氣泡產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng) ③SO向Cu極移動 ④若有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線,則可收集到5.6 L氣體 ⑤電流的方向是:Cu→Zn ⑥該反應(yīng)中的化學(xué)能沒有全部轉(zhuǎn)化為電能 A.①②③ B.②③④ C.②⑤⑥ D.③④⑥ 5.(2015·河北保定期末,20)液體燃料電池相比于
15、氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如下圖所示,該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是( ) A.b極發(fā)生氧化反應(yīng) B.a(chǎn)極的反應(yīng)式:N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O C.放電時,電流從a極經(jīng)過負(fù)載流向b極 D.其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 6.(2015·江西南昌調(diào)研,10)普通水泥在固化過程中自由水分子減少,并產(chǎn)生Ca(OH)2,溶液呈堿性。根據(jù)這一特點(diǎn),科學(xué)家發(fā)明了電動勢(E)法測水泥初凝時間,此法原理如圖所示。反應(yīng)總方程式為:2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag。
16、 下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.工業(yè)上制備水泥的原料有黏土、石灰石、石膏 B.測量原理裝置圖中Ag2O/Ag極發(fā)生還原反應(yīng) C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Cu+H2O-2e-===Cu2O+2H+ D.在水泥固化過程中,自由水分子減少,溶液中各離子濃度的變化導(dǎo)致電動勢變化 7.(2014·湖北孝感統(tǒng)考,13)氣體的自動化檢測中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。下圖為電池的工作示意圖:氣體擴(kuò)散進(jìn)入傳感器,在敏感電極上發(fā)生反應(yīng),傳感器就會接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。 待測氣體 部分電極反應(yīng)產(chǎn)物 NO2 NO Cl2 HCl CO CO2 H2
17、S H2SO4 則下列說法中正確的是( ) A,上述氣體檢測時,敏感電極均作電池正極 B.檢測Cl2氣體時,敏感電極的電極反應(yīng)式為Cl2+2e-===2Cl- C.檢測H2S氣體時,對電極充入空氣,對電極上的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH- D.檢測H2S和CO體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時,傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同 8.(2015·河南八市三次聯(lián)考,16)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)反應(yīng)AsO+2H++2I-AsO+I(xiàn)2+H2O設(shè)計(jì)如圖原電池,探究pH對AsO氧化性的影響。測得電壓與pH的關(guān)系如圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是( ) A.調(diào)節(jié)pH可以改變反應(yīng)的方向
18、 B.pH=0.68時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài) C.pH=5時,負(fù)極電極反應(yīng)式為2I--2e-===I2 D.pH>0.68時,氧化性I2>AsO 9.(2015·河南洛陽期末,17)(1)A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。 ①B中Sn極的電極反應(yīng)式為_________________________, Sn極附近溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 ②C中總反應(yīng)離子方程式為_____________________________。 比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率,由快到慢的順序是____________________。 (2)如
19、圖是甲烷燃料電池原理示意圖,回答下列問題: ①電池的負(fù)極是________(填“a”或“b”)電極,該極的電極反應(yīng)是________________________________________________________________________。 ②電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 10.(2014·鄭州市高三第一次模擬)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層細(xì)小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定。請回答: (1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_____
20、___________,在導(dǎo)線中電子流動方向?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是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)該電池工作時,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,大量安全儲氫是關(guān)鍵技
21、術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下: Ⅰ.2Li+H22LiH 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/cm3,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。 考點(diǎn)專練19 原電池 新型化學(xué)電源 【三年
22、高考真題演練】 [2015年高考真題] 1.A [由題意可知,微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,B正確;氧氣在正極反應(yīng),由于質(zhì)子交換膜只允許H+通過,則正極反應(yīng)為:O2+4e-+4H+===2H2O,沒有CO2生成,A項(xiàng)錯誤;負(fù)極發(fā)生反應(yīng):C6H12O6-24e-+6H2O===6CO2+24H+,H+在負(fù)極區(qū)生成,移向正極區(qū),在正極被消耗,C項(xiàng)正確;總反應(yīng)為:C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O,D項(xiàng)正確。] 2.C [A項(xiàng),由鋅的活潑性大于銅,可知銅電極為正極,在正極上Cu2+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu,錯誤;B項(xiàng),由
23、于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,故甲池的c(SO)不變,錯誤;C項(xiàng),在乙池中Cu2++2e-===Cu,同時甲池中的Zn2+通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池中,則有Cu2+→Zn2+,由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的總質(zhì)量增加,正確;D項(xiàng),陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,電解過程中Zn2+通過交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡,陰離子是不能通過交換膜的,錯誤。] 3.D [A項(xiàng),H4→O,則該反應(yīng)中每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子,錯誤;該電池的傳導(dǎo)介質(zhì)為熔融的碳酸鹽,所以A電極即負(fù)極上H2參與的電極反應(yīng)為:H2-2e-+CO===CO2+H2O,錯誤;C項(xiàng),原
24、電池工作時,陰離子移向負(fù)極,而B極是正極,錯誤;D項(xiàng),B電極即正極上O2參與的電極反應(yīng)為:O2+4e-+CO2===2CO,正確。] 4.解析 (1)根據(jù)正極發(fā)生還原反應(yīng),由電池放電時的總反應(yīng)方程式,可得正極的電極反應(yīng)式為FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S或FeS2+4e-===Fe+2S2-。(2)該原電池的實(shí)質(zhì)是Cu與銀離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Ag單質(zhì),所以正極是Ag+放電,生成Ag單質(zhì),反應(yīng)式為Ag++e-===Ag。(3)O-t1時,Al表面被氧化發(fā)生鈍化,Al作負(fù)極,Cu作正極,正極反應(yīng)為:2H++NO+e-===NO2↑ + H2O;原電池工作時,陽離子向正極做定向移動
25、;t1時鋁表面在濃HNO3中全部鈍化后,氧化膜阻止了鋁的進(jìn)一步氧化,然后銅作負(fù)極,電流方向發(fā)生變化。 答案 (1)FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S或FeS2+4e-===Fe+2S2- (2)Ag++e-===Ag (3)2H++NO+e-===NO2↑ + H2O 正 常溫下鋁在濃HNO3中發(fā)生鈍化,氧化物薄膜阻止了鋁的進(jìn)一步反應(yīng) [兩年經(jīng)典高考真題] 1.B [A項(xiàng),鋅錳電池正極上是MnO2得電子,錯誤;B項(xiàng),氫燃料電池正極上是O2放電,正確;C項(xiàng),鉛蓄電池正極上是PbO2放電,錯誤;D項(xiàng),鎳鎘電池正極上是NiOOH得電子,錯誤。] 2.D [A項(xiàng),Pt為正極
26、發(fā)生還原反應(yīng):Cl2+2e-===2Cl-,錯誤;B項(xiàng),放電時,左側(cè)的電極反應(yīng)式Ag+Cl--e-===AgCl↓,有大量白色沉淀生成,錯誤;C項(xiàng),由于H+、Na+均不參與電極反應(yīng),則用NaCl代替鹽酸,電池總反應(yīng)不變,錯誤;D項(xiàng),當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Ag+與Cl-結(jié)合為AgCl沉淀,右側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Cl-,為保持溶液的電中性,左側(cè)約有0.01 mol H+通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè),故左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子,正確。] 3.A [A項(xiàng),由NiMH充電的總反應(yīng)方程式知,其逆反應(yīng)為放電時的總反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng):NiOOH+H
27、2O+e-===Ni(OH)2+OH-,正確;B項(xiàng),充電時相當(dāng)于電解池,陰離子(OH-)向陽極移動,錯誤;C項(xiàng),由于MH中M與H均為0價,反應(yīng)前后M的化合價沒有變化,故H2O中的H是由于電解而被還原,并不是被M還原,錯誤;D項(xiàng),由信息可知NiOOH與KOH溶液、氨水反應(yīng),故電解質(zhì)溶液不能用KOH溶液、氨水,錯誤。] 4.B [A項(xiàng),鋰離子電池放電時是原電池,陽離子向正極移動,錯誤;B項(xiàng)鋰硫電池充電時是電解池,鋰電極由Li2S―→Li,發(fā)生還原反應(yīng),正確;C項(xiàng),電池的比能量是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小,鋰離子電池比能量為,鋰硫電池的比能量為,理論上兩種電池的比能量不同,錯誤
28、;D項(xiàng),由圖可知,鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2,應(yīng)為該電池放電所得產(chǎn)物,而鋰硫電池的電極材料為Li和S,應(yīng)為充電所得產(chǎn)物,故此時應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程,錯誤。] 5.C [由題給裝置圖中的電極材料判斷,b為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Li-e-===Li+,a為正極,電極反應(yīng)式為Li1-xMn2O4+xLi++xe-===LiMn2O4,原電池總反應(yīng)為Li1-xMn2O4+xLi===LiMn2O4。A項(xiàng),由以上分析,a為電池的正極,正確;B項(xiàng),原電池充電時為電解池,其充電反應(yīng)與放電反應(yīng)相反,故充電反應(yīng)為LiMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi,正確;C項(xiàng),放電時,a極M
29、n的化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),而鋰的化合價不變化,錯誤;D項(xiàng),放電時,溶液中Li+由負(fù)極移向正極(a極),正確。] 6.B [本題要注意運(yùn)用“電化學(xué)原理”這個關(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)生水解相互促進(jìn)反應(yīng),正確的化學(xué)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。] 7.B [該電池總反應(yīng)為:2Na+NiCl2===2NaCl+Ni,因此有NaCl生成,A項(xiàng)正確;電池總反應(yīng)為Na還原Ni2+,B項(xiàng)錯
30、誤;正極為NiCl2發(fā)生還原反應(yīng):NiCl2+2e-===Ni+2Cl-,C項(xiàng)正確;鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體由負(fù)極移向正極,D項(xiàng)正確。] 8.解析 (1)堿性鋅錳干電池中,MnO2作為正極,發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-。(2)該新型電池放電時,關(guān)鍵判斷Al的氧化產(chǎn)物。由于NaOH溶液的存在,Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3,故電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2。 答案 (1)MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH- (2)Al+3NiO(OH)+NaOH+
31、H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2 9.解析 寫電極反應(yīng)時應(yīng)注意:①酸性條件;②CH3—O—CH3中碳元素的化合價為-2價;③氧化產(chǎn)物為CO2;④用H+平衡電荷。 從能量密度的單位上看,可以假設(shè)燃料的質(zhì)量為1 kg,計(jì)算提供電子的物質(zhì)的量,再轉(zhuǎn)化為電量,利用E=qU換算出燃料提供的總能量,即可順利計(jì)算出能量密度=÷(3.6×106 J·kW-1·h-1)=8.39 kW·h·kg-1。 答案 CH3OCH3-12e-+3H2O===2CO2+12H+ 12 ÷(3.6×106 J·kW-1·h-1)=8.39 kW·h·kg-1 10.解析 由 Li+ 的遷移方向可知,b為正極
32、,其電極反應(yīng)為:Li++MnO2+e-===LiMnO2,a為負(fù)極,其電極反應(yīng)為:Li - e-===Li+,電流由b流向a。由于鋰能與水發(fā)生反應(yīng),故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。 答案 (1)b a (2)Li+ + MnO2+e-===LiMnO2 (3)否 鋰能與水發(fā)生反應(yīng) (4)3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1 【兩年模擬試題精練】 1.B [②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng),而Al能和NaOH溶液反應(yīng),失去電子,故Al作負(fù)極,③中Fe在濃硝酸中易鈍化,Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子,故Cu作負(fù)極,A、C項(xiàng)錯誤;②中電池總反應(yīng)為2Al
33、+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑,負(fù)極電極反應(yīng)式為2Al+8OH--6e-===2AlO+4H2O,二者相減得到正極電極反應(yīng)式為6H2O+6e-===6OH-+3H2↑,B項(xiàng)正確;④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-,D項(xiàng)錯誤。] 2.B [A項(xiàng),放電是原電池,Pb做負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:Pb-2e-+SO===PbSO4,錯誤;B項(xiàng),正極是PbO2,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式:PbO2+2e-+4H++SO===PbSO4+2H2O,正確;C項(xiàng),充電是電解池,由總反應(yīng)式知硫酸濃度增大,錯誤;D項(xiàng),充電時,陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式:PbSO
34、4+2e-===Pb+SO,錯誤。] 3.B [鈣能與水發(fā)生反應(yīng),因此不能用Ca(NO3)2溶液作電解質(zhì),A錯誤。電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)圖示可知B正確。CaO中Ca2+在電極槽中得電子生成鈣,鈣與二氧化鈦反應(yīng)重新生成CaO,所以在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量不變,C錯誤。鉛蓄電池中Pb電極是負(fù)極,應(yīng)與“-”接線柱連接,D錯誤。] 4.C [①對于銅鋅原電池,Zn活潑應(yīng)為負(fù)極,Cu為正極,錯誤;②Cu極上H+得電子生成H2,發(fā)生還原反應(yīng),正確;③陰離子應(yīng)當(dāng)向負(fù)極移動,則SO應(yīng)向Zn極移動,錯誤;④若有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線,則生成0.25 mol的H2,在常溫常壓下的體
35、積不是5.6 L,錯誤;⑤電流的方向,由正極流向負(fù)極,正確;⑥該原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的同時還有其他形式的能量的轉(zhuǎn)化,正確。] 5.B [燃料電池燃料(N2H4)在負(fù)極(a極)發(fā)生氧化反應(yīng)N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O,O2在正極發(fā)生還原反應(yīng):O2+4e-+2H2O===4OH-,總反應(yīng)為N2H4+O2===N2+2H2O,A項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確;放電時電流由正極流向負(fù)極,C項(xiàng)錯誤;OH-在正極生成,移向負(fù)極消耗,所以離子交換膜應(yīng)讓OH-通過,故選用陰離子交換膜,D項(xiàng)錯誤。] 6.C [工業(yè)上制備普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏,故A項(xiàng)正確;根據(jù)電池反應(yīng)式2Cu+Ag2O
36、===Cu2O+2Ag知,Ag2O/Ag極作正極,正極上Ag2O得電子,發(fā)生還原反應(yīng),故B項(xiàng)正確;根據(jù)電池反應(yīng)式2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag知,銅失電子作負(fù)極,負(fù)極上的電極反應(yīng)式為:2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,C項(xiàng)錯誤;水泥固化過程中,自由水分子減少,導(dǎo)致溶液中各離子濃度發(fā)生變化,從而引起電動勢變化,故D項(xiàng)正確。] 7.B [由待測氣體及產(chǎn)物的化合價可知NO2、Cl2作正極,CO、H2S作負(fù)極,A選項(xiàng)錯誤;由H2S氧化后產(chǎn)物為H2SO4可知,電解質(zhì)溶液為酸性,電極反應(yīng)中不能有OH-,C選項(xiàng)錯誤;D選項(xiàng),H2S中1個S的化合價升高8、而CO中1個C的化合價只升高2
37、,錯誤。] 8.C [由總反應(yīng)方程式知,c(H+)大時,有利于反應(yīng)向右進(jìn)行,c(H+)小時有利于反應(yīng)向左進(jìn)行,故調(diào)節(jié)pH可以改變反應(yīng)進(jìn)行的方向,A項(xiàng)正確;當(dāng)pH=0.68時電壓為0,說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài),B項(xiàng)正確;當(dāng)pH>0.68時反應(yīng)向左進(jìn)行,此時I2是氧化劑,AsO是氧化產(chǎn)物,負(fù)極上是AsO失去電子,C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確。] 9.解析 (1)B、C中均形成了原電池,在B中Fe作負(fù)極,腐蝕速率加快,在C中Zn作負(fù)極,而Fe被保護(hù)了起來,故被腐蝕的速率最慢。 (2)CH4在反應(yīng)時失去電子,故a電極是電池的負(fù)極。負(fù)極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式CH4+2OH-+2O2===CO+3H2O減去正極反應(yīng)式
38、O2+2H2O+4e-===4OH-而得。由于電池工作過程中會消耗OH-,故一段時間后,電解質(zhì)溶液的pH會減小。 答案 (1)①2H++2e-===H2↑ 增大 ②Zn+2H+===Zn2++H2↑ B>A>C (2)①a CH4+10OH--8e-===CO+7H2O?、跍p小 10.解析 (2)負(fù)極H2被氧化,寫電極反應(yīng)式時要注意電解質(zhì)溶液的組成。 吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 L H2時,生成的LiH的質(zhì)量為160 g,LiH體積與被吸收的H2體積比為:∶224 L=1∶1 148。 160 g LiH與H2O作用生成20 mol H2,H2完全被氧化失40 mol電子,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為40 mol×80%=32 mol。 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分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率 (4)①Li H2O?、?∶1 148或8.71×10-4 ③ 32
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