2019年高考化學 考點44 蓄電池必刷題.doc
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考點四十四 蓄電池 1．鉛蓄電池是常見的二次電池，某學生用鉛蓄電池進行下列實驗，如下圖所示。鉛蓄電池的工作原理為：Pb + PbO2+2H2SO42PbSO4+ 2H2O。下列判斷錯誤的是 A． 鉛蓄電池的結構中柵狀極板應交替排列 B． 鉛蓄電池放電時Pb電極的電極反應為：Pb-2e-==Pb2+ C． K閉合時，燒杯中SO42-向c電極遷移 D． K閉合后，若c、d電極的質量相差3.2g，則轉移的電子可能為0.2mol 【答案】B 2．下列有關化學電源的敘述錯誤的是( ) A． 鉛蓄電池是充電電池 B． 干電池中碳棒為正極 C． 干電池根據(jù)電池內的電解質分為酸性電池和堿性電池 D． 鉛蓄電池中的PbO2為負極 【答案】D 【解析】A. 蓄電池又叫二次電池，可以連續(xù)充、放電，所以鉛蓄電池是充電電池，故A正確；B. 在干電池中，活潑的金屬作負極，碳棒作正極，故B正確；C.根據(jù)電池內的電解質，可以將干電池分為酸性電池和堿性電池，酸性電池主要以硫酸為電解質，堿性電池主要以氫氧化鉀為電解質，故C正確；D. 在鉛蓄電池中，Pb作負極，PbO2作正極，故D錯誤；答案選D。 3．用鉛蓄電池電解苦鹵水 (含C1―、Br―、Na＋、Mg2＋)的裝置如圖所示 (a、b為石墨電極)。下列說法中正確的是 （ ） A． 鉛蓄電池放電時的正極反應是：PbO2+4H+ +2e- =Pb2++2H2O B． 忽略能量消耗，當b極產生0．01mol氣體時，鉛蓄電池中消耗 0．01 molH2SO4 C． 鉛蓄電池充電時，A極應與外接電源負極相連 D． 電解苦鹵水時，a 電極首先放電的是Br―而不是Cl―，說明當其它條件相同時Br―的還原性強于Cl― 【答案】D 4．以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如下圖。若一段時間后Y電極上有6.4 g紅色物質析出，停止電解。下列說法正確的是 A． a為鉛蓄電池的負極 B． 電解過程中，鉛蓄電池的負極增重30.3g C． 電解結束時，左側溶液質量增重8g D． 鉛蓄電池工作時正極電極反應式為：PbSO4+2e－＝Pb+SO42－ 【答案】C 【解析】Y電極上有6.4g紅色物質析出，則m（Cu）=6.4g，n（Cu）==0.1mol，故Y電極上發(fā)5．丙烷(C3H8)熔融鹽燃料電池和鋅蓄電池均為用途廣泛的直流電源，放電時二者的總反應分別為C3H8+5O2=3CO2+4H2O，2Zn+O2=2ZnO。用丙烷(C3H8)燃料電池為鋅蓄電池充電的裝置如圖所示，下列說法不正確的是 A． 物質M為CO2 B． 燃料電池消耗1mo1 O2時，理論上有4 mol OH-透過b膜向P電極移動 C． a膜、b膜均適宜選擇陰離子交換膜 D． 該裝置中，鋅蓄電池的負極反應式為Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O 【答案】D 【解析】A. 燃料電池中由于電解質是熔融的碳酸鈉，則氧氣在正極得到電子結合CO2轉化為碳酸根，則物質M為CO2，A正確；B. 燃料電池消耗1mo1 O2時注意4mol電子，電解池中陰離子向陽極移動，因此理論上有4 mol OH-透過b膜向P電極移動，B正確；C. 原電池中正極產生碳酸根，負極丙烷需要結合碳酸根，則a膜、b膜均適宜選擇陰離子交換膜，C正確；D. 該裝置中，鋅蓄電池的負極此時變?yōu)殛帢O，反應式為ZnO+H2O+2e-=Zn+2OH-，D錯誤，答案選D。 6．蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，下列有關愛迪生電池的推斷不正確的是 A． 放電時，F(xiàn)e是負極，NiO2是正極 B． 蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質溶液中 C． 充電時，陰極上的電極反應為：Fe(OH)2 + 2e－= Fe + 2OH－ D． 放電時，電解質溶液中的陰離子向負極方向移動 【答案】B 7．鎂原子電池放電時電壓高而平穩(wěn)，電池反應為xMg + Mo3S4 MgxMo3S4，下列說法錯誤的是 A． 放電時負極反應為Mg－2e－===Mg2＋ B． 充電時陽極反應為Mo3S4＋xMg2＋＋2xe－===MgxMo3S4 C． 放電時Mg2＋向正極區(qū)移動 D． 充電時電池的負極接充電電源的負極 【答案】B 【解析】A、放電時，負極上鎂失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：Mg-2e－=Mg2＋，故A正確；B、充電時，陽極上MgxMo3S4失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：MgxMo3S4-2xe－═Mo3S4+xMg2＋，故B錯誤；C、放電時，電解質中陽離子鎂離子向正極移動，故C正確；D、充電時電池的負極接充電電源的負極，故D正確；故選B。 8．如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖，其中的離子交換膜只允許K＋通過，該電池充放電的化學方程式為：2K2S2＋KI3 K2S4＋3KI，裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖。當閉合開關K時，X附近溶液先變紅。則下列說法正確的是( ) A． 閉合K時，K＋從右到左通過離子交換膜 B． 閉合K時，A的電極反應式為：3I－－2e－===I C． 閉合K時，X的電極反應式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D． 閉合K時，當有0.1 mol K＋通過離子交換膜，X電極上產生標準狀況下氣體1.12 L 【答案】D 9．用鉛蓄電池電解甲、乙電解池中的溶液。已知鉛蓄電池的總反 應為:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),電解一段時間后向c極和d極附近分別滴加酚酞試劑,c極附近溶液變紅,下列說法正確的是( ) A． d極為陰極 B． 放電時鉛蓄電池負極的電極反應式為:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-PbSO4 (s)+2H2O (l) C． 若利用甲池精煉銅,b極應為粗銅 D． 若四個電極材料均為石墨,當析出6.4 g Cu時,兩池中共產生氣體3.36 L(標準狀況下) 【答案】C 10．用吸附了H2的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如圖所示。下列說法正確的是（ ） A． 放電時，負極的電極反應為：H2－2e－＝2H＋ B． 充電時，陽極的電極反應為：Ni(OH)2＋OH－－e－＝NiO(OH)＋H2O C． 充電時，將電池的碳電極與外電源的正極相連 D． 放電時，OH－向鎳電極作定向移動 【答案】B 【解析】A項，放電時為原電池原理，吸附H2的碳納米管為負極，電解質溶液為KOH溶液，負極電極反應為：H2-2e-+2OH-=2H2O，A項錯誤；B項，充電時為電解原理，鎳電極為陽極，陽極發(fā)生失電子的氧化反應，陽極的電極反應為：Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O，B項正確；C項，充電時碳電極為陰極，將碳電極與外電源的負極相連，C項錯誤；D項，放電時陰離子向負極移動，OH-向碳電極作定向移動，D項錯誤；答案選B。 11．鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行 。有關該電池的說法正確的是 A． 放電時負極反應：Cd—2e－+2OH－= Cd(OH)2 B． 充電過程是化學能轉化為電能的過程 C． 放電時正極附近溶液的堿性不變 D． 放電時電解質溶液中的OH－向正極移動 【答案】A 12．下圖是鉛蓄電池的工作原理示意圖，電池總反應式是Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O，下列說法正確的是（ ） A． 放電時：PbO2做負極 B． 充電時：硫酸濃度增大 C． 充電時：B應與電源的正極相連 D． 放電時：正極反應是Pb－2e－＋SO42﹣＝PbSO4 【答案】B 【解析】A．放電時，Pb極即B極為電池負極，PbO2極即A極為正極，A錯誤；B．充電時，發(fā)生的是鉛蓄電池的逆反應，硫酸濃度增大，B正確；C．充電時，鉛蓄電池的正極的逆反應是氧化反應，應與電源的正極相連，所以B應與電源的負極相連，C錯誤；D、放電時，正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛，電極反應式為：PbO2+2e-+SO42-=PbSO4，D錯誤；答案選B。 13．高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確的是 A． 放電時負極反應為：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2 B． 放電時正極反應為：FeO42－＋4H2O + 3e－＝Fe(OH)3＋5OH－ C． 放電時每轉移3mol電子，正極有1mol K2FeO4被還原 D． 放電時正極附近溶液的pH不變 【答案】D 14．如圖是一種利用鋰電池“固定CO2”的電化學裝置，在催化劑的作用下，該電化學裝置放電時可將CO2轉化為C和Li2CO3，充電時選用合適催化劑，僅使Li2CO3發(fā)生氧化反應釋放出CO2和02。下列說法中正確的是 A． 該電池充電時，陽極反應式為:C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li B． 該電池放電時,Li+向電極X方向移動 C． 該電池充電時，電極Y與外接直流電源的負極相連 D． 該電池放電時，每轉移4mol電子，理論上生成1molC 【答案】D 【解析】A. 該電池充電時，陽極上C失電子生成二氧化碳，即C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li+，故A錯誤；B. 放電時，X極上Li失電子，則X為負極，Y為正極，Li+向電極Y方向移動，故B錯誤；C. 該電池充電時，電源的負極與外加電源的負極相連，即電極X與外接直流電源的負極相連，故C錯誤； D. 正極上CO2得電子生成C和Li2CO3，C的化合價降低4價，則每轉移4mol電子，理論上生成1molC，故D正確；本題選D。 15．電動汽車以鋰電池提供動力，鋰電池技術已經成為汽車研究的前沿科技某鋰電池的電池反應為：xLi+Li3-xNinO6Li3NinO6，下列說法正確的是 A． 該電池的充、放電過程互為可逆反應 B． 放電時，電池的負極反應為Li-e-=Li+ C． 放電過程中，Li+向電池的負極移動 D． 該電池可以采用醋酸、乙醇等作為電解質溶液 【答案】B 16．在新型儲能體系，可充電鋰二氧化碳電池被稱為“可呼吸電池2.0”,該電池的總反應式為:Li+CO2+O2Li2CO3(未配平).其工作原理如下圖所示(放電時產生的碳酸鋰固體儲存于碳納米管中,TEGDME是一種有機溶劑)。下列說法中正確的是 A． 放電時,CO2發(fā)生還原反應 B． 若有1.12L.CO2參與反應,則有0.2mol電子發(fā)生轉移 C． 放電時，Li+從右向左移動 D． 充電時,陽極反應為2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+ 【答案】D 【解析】4 Li+2CO2+O22Li2CO3，A. 放電時,O2發(fā)生還原反應,故A錯誤；B.若有1.12L.CO2參與反應,不能確定是否是標準狀況，故B錯誤；C. 右邊是正極，放電時，Li+從左向右移動，故C錯誤；D. 充電時,陽極失電子，發(fā)生氧化反應，陽極反應為2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+，故D正確；故選D。 17．鋁-石墨雙離子電池是一種高效電池。原理為：AlLi + Cx(PF6)Al+xC+Li++PF6-,電池結構如圖所示。下列說法正確的是 A． 放電時外電路中電子向鋁鋰電極移動 B． 放電時正極反應為Cx(PF6)+e-= xC+ PF6- C． 充電時，鋁石墨電極上發(fā)生還原反應 D． 以此電池為電源，電解NaCl飽和溶液，當生成11.2LH2時，電池負極質量減少7g 【答案】B 18．我國研究鋰硫電池獲得突破，電池的總反應是16Li+S88Li2S，充放電曲線如圖所示，下列說法不正確的是（ ） A． 充電時，電能轉化為化學能 B． 放電時，鋰離子向正極移動 C． 放電時，1molLi2S6轉化為Li2S4得到2mole- D． 充電時，陽極總電極反應式是8S2--16e-=S8 【答案】C 19．鉛蓄電池是最常用的化學電源，它在放電、充電時的電池反應為： 試回答： （1）鉛蓄電池負極的電極材料是_______。 （2）工作時鉛蓄電池正極的電極反應是___________。 （3）鉛蓄電池工作過程中，電解質溶液的密度會_______(填“減小”“增大”或“不變”，下同)，pH________。 （4）該鉛蓄電池在充電時陽極的電極反應是___________。 （5）如果用鉛蓄電池做電源電解飽和食鹽水制取Cl2，已知某鉛蓄電池中硫酸溶液的體積為0.8L，電解前硫酸溶液濃度為4.5mol.L-1，當制得26.88LCl2時（指在標準狀況下），求理論上電解后電池中硫酸溶液的濃度為（假設電解前后硫酸溶液的體積不變）________ mol.L-1。 【答案】（1）Pb (或鉛) （2）PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－= PbSO4＋2H2O （3）減小、增大 （4）PbSO4＋2H2O—2e－= PbO2＋4H＋＋SO42－ （5）1.5mol.L-1 【解析】（1）鉛蓄電池負極是失電子的一極，正極是得電子的一極，根據(jù)原電池總反應可判斷其電極材料是Pb (或鉛)。 （2）電池正極的電極反應是PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－= PbSO4＋2H2O 。 （3）根據(jù)總電極反應，由于硫酸溶液濃度減小，故電解質溶液的密度會減小。pH_增大。 （4）該鉛蓄電池在充電時外界電源與原電池的正極相連，陽極的電極發(fā)生的反應氧化反應即失電子，電極反應為PbSO4＋2H2O—2e－= PbO2＋4H＋＋SO42－ 。 20．用氟硼酸（HBF4，屬于強酸）代替硫酸作鉛蓄電池的電解質溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優(yōu)良，反應方程式為Pb+PbO2+4HBF42Pb（BF4）2+2H2O，其中Pb（BF4）2為可溶于水的強電解質，用該鉛蓄電池分別電解AgNO3溶液和Na2SO3溶液，裝置如下圖，a、b、c、d電極材料均為石墨，通電時a電極質量增加。 回答下列問題： （1）d電極為該裝置的___________極，工作時，該池內d電極上無氣體產生，寫出該池內電解反應的離子方程式：_____________________。 （2）該鉛蓄電池放電時X極附近pH_____________ （填“增大”、“減小”或“不變”），正極的電極反應式為______________________。 （3）鉛蓄電池充電時，Y電極與電源的_________（填“正極”或“負極”）相連。 （4）另取一常規(guī)鉛蓄電池（濃硫酸作電解質溶液）與該鉛蓄電池同時放電，當電路中均通過1 mol電子時，分別取下Y電極稱重，兩電極質量相差__________g。 【答案】（1）陽，SO32－＋H2OSO42－＋H2↑； （2）增大，PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O； （3）負極；（4）151.5。 【解析】（1）a極質量增加，發(fā)生電極反應式為Ag＋e－=Ag，a極為陰極，即Y為負極，X為正極，d為陽極，d電極上無氣體放出，SO32－中S具有還原性，其d極反應式為SO32－－2e－＋H2O=SO42－＋2H＋，c極為陰極，反應式為2H＋＋2e－=H2↑,因此總電極反應式為：SO32－＋H2OSO42－＋H2↑；（2）X為正極，反應式為PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O，消耗H＋，pH增大；（3）充電時，電池的正極接電源的正極，電池的負極接電源的負極，Y接電源的負極；（4）常規(guī)蓄電池負極反應式為Pb－2e－＋SO42－=PbSO4，新型蓄電池負極反應式為：Pb－2e－=Pb2＋，因此通過1mol電子，兩極質量差（0.596＋0.5207）g=151.5g。 21．如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖(C、D均為石墨電極)。 已知：鉛蓄電池在放電時發(fā)生下列電極反應： 負極Pb＋SO－2e－===PbSO4 正極PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O (1)請寫出電解飽和食鹽水的化學方程式_______________________________________。 (2)若在電解池中C極一側滴酚酞試液，電解一段時間后未呈紅色，說明鉛蓄電池的A極為________極。 (3)用鉛蓄電池電解1 L飽和食鹽水（食鹽水足量）時， ①若收集到11.2 L(標準狀況下)氯氣，溶液pH=_________________。 ②若鉛蓄電池消耗H2SO4 2 mol，則可收集到H2的體積(標準狀況下)為___________L。 【答案】 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 正 14 22.4 22．蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應是：NiO2＋Fe +2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2 （1）金屬鎳在元素周期表中的位置是______________。 （2）此蓄電池放電時，該電池發(fā)生氧化反應的物質是________（城序號）。 A． NiO2 B．Fe C． Fe(OH)2 D．Ni(OH)2 （3）此蓄留電池充電時，陽極的電極反應式是____________。 （4）用該蓄電池電解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL，假如電路中轉移了0.1mo電子，且電解池的電極均為惰性電極。陽極產生的氣體在標準狀況下的體積是________；將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的pH=________________。 （5）該電池電極材料對環(huán)境有危害。在對電池進行回收處理過程中遇到以下問題：己知：常溫下Ksp[Fe(OH)3]=1.010-34，Ksp[Ni(OH)2]=1.010-15。某溶液中含有0.1mol/L的Ni2+和0.1mol/LFe3+，當逐滴加入NaOH溶液（忽略溶液體積改變）， ①先沉淀的離子是________。 ②要想使Fe3+沉淀完全，Ni2+不沉淀，溶液的pH需控制的范圍是__________。 【答案】（1）第四周期第VIII族；（2）B；（3）Ni(OH)2+2OH-=NiO2+2H2O （4）1.12L；13；（5）①Fe3+；②3
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