2019年高考化學一輪總復習 第五章 第二節(jié)化學能轉化為電能電池檢測試題.doc

2019年高考化學一輪總復習 第五章 第二節(jié)化學能轉化為電能電池檢測試題 題號 1 1－1 1－2 1－3 2 3 3－1 3－2 4 5 6 7 8 答案 B．Ag＋從下往上移動 C．石墨電極為正極，銀電極為負極 D．銀電極的電極反應式是：Ag－e－===Ag＋ 3．(2011揭陽一模)將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構成甲烷燃料電池。已知，通入CH47H2O；通入O2的一極，其電極反應式是：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。下列敘述不正確的是(　　) A．通入CH4的電極為負極 B．正極發(fā)生氧化反應 C．燃料電池工作時，溶液中的OH－向負極移動 D．該電池使用一段時間后應補充KOH 3－1.某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H＋，其基本結構如圖，電池總反應可表示為：2H2＋O2===2H2O，下列有關說法正確的是(　　) A．電子通過外電路從b極流向a極 B．b極上的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過固體酸電解質傳遞到b極 3－2.(xx山東鄆城一中檢測)據報道，以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為＋3價)和H2O2作原料的燃料電池，負極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．電池放電時Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū) B．電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有催化作用 C．該電池的負極反應為：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O D．每消耗3 mol H2O2，轉移的電子為3 mol 4．原電池電極的“正”與“負”不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中正確的是(　　) A．由Fe、Cu和FeCl3溶液組成的原電池中，負極反應式為： Cu－2e－===Cu2＋ B．由Al、Cu和稀硫酸組成的原電池中，負極反應式為： Cu－2e－===Cu2＋ C．由Al、Mg和NaOH溶液組成的原電池中，負極反應式為：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O D．由Al、Cu和濃HNO3溶液組成的原電池中，負極反應式為：Al－3e－===Al3＋ 5．用X、Y、Z、W四種金屬進行如下實驗： 1 將X與Y用導線連接，浸入電解質溶液中，Y極上有氣泡產生 2 將片狀的X、W分別投入等濃度鹽酸中都有氣體產生，W比X反應劇烈 3 用惰性電極電解等物質的量濃度的Y和Z的硝酸鹽混合溶液，在陰極上首先析出單質Z 根據以上事實，下列判斷或推測錯誤的是(　　) A．Z的陽離子氧化性最強 B．W的還原性強于Y的還原性 C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D．用X、Z和稀硫酸可構成原電池，X作負極 6．(2011濟南外國語學校質檢)如下圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相同的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮鐵絲反應及兩邊浮力的變化)(　　) A．無論杠桿為導體還是絕緣體，均為A端高B端低 B．無論杠桿為導體還是絕緣體，均為A端低B端高 C．當杠桿為絕緣體時，A端低B端高；為導體時，A端高B端低 D．當杠桿為絕緣體時，A端高B端低；為導體時，A端低B端高 二、雙項選擇題 7．(2011海南高考)根據下圖，下列判斷中正確的是(　　) A．燒杯a中的溶液pH升高 B．燒杯b中發(fā)生氧化反應 C．燒杯a中發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2↑ D．燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl－－2e－===Cl2 8．鎳鎘(NiCd)可充電電池在充、放電時按下式進行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。有關該電池的說法正確的是(　　) A．電解質溶液可以選用稀硫酸溶液 B．充電過程是電能轉化為化學能的過程 C．放電時負極附近溶液的堿性不變 D．充電時陽極反應：Ni(OH)2－e—＋OH—===NiOOH＋H2O 三、非選擇題 9．(2011山師附中模擬)鉛酸蓄電池應用廣泛，其電解液是一定濃度的硫酸溶液，總反應是： Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 (1)該蓄電池放電工作時的負極材料是________，充電時，該極接直流電源的________(填“正極”或“負極”)。 (2)遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學腐蝕中的__________腐蝕。為防止發(fā)生這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的________極(填“正”或“負”)相連。鋼鐵在呈中性的潮濕環(huán)境下的腐蝕比呈酸性時緩慢，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢，試從化學平衡角度解釋堿性時比中性時更緩慢的原因：____________________ (寫出電極反應式及必要的文字敘述)。 (3)Cu2O是一種半導體材料，可通過下圖的電解裝置制取，電解總反應為2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，陰極的電極反應式是____________________。若用鉛酸蓄電池作為電源進行電解，當蓄電池中有0.2 mol H＋被消耗時，Cu2O的理論產量為________。 10．(xx海南高考)氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產和國防建設中都有廣泛應用，回答下列問題： (1)氮元素原子的L層電子數(shù)為________________。 (2)NH3與NaClO反應可得到肼(N2H4)，該反應的化學方程式為________________________。 (3)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJmol－1 ②(1)N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJmol－1 寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式_________。 (4)肼空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負極的反應式為____________________________________。 11．(xx石景山模擬)金屬銅不溶于稀硫酸，可溶于鐵鹽溶液生成銅鹽與亞鐵鹽。 現(xiàn)將一定量的銅片加入到100 mL稀硫酸和硫酸鐵的混合溶液中，銅片完全溶解(不考慮鹽的水解及溶液體積的變化)。 (1)寫出銅溶解于上述混合溶液的離子方程式____________。 (2)若銅完全溶解時，溶液中的Fe3＋、Cu2＋、H＋三種離子的物質的量濃度相等，且測得溶液的pH＝1，則溶解銅的質量是________g，溶液中的c(SO)＝________ mol/L。 (3)若欲在上圖所示的裝置中發(fā)生(1)中的反應，則X極是______(填“正極”或“負極”)，電極反應式_______________。Y極的材料名稱是________，電極反應式______________。 12．如圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。 (1)該系統(tǒng)中能量轉化形式主要是_____________________。 (2)裝置Y中，電解質溶液為稀硫酸，氫氣在________極發(fā)生________反應，氧氣參與的電極反應式為_________。 (3)下列說法正確的是(　　) A．裝置X能實現(xiàn)化學能轉化為電能 B．電容量大的鋰鋁合金材料能作裝置Y的電極 C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生 D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能之間的完全轉化 參考答案 一、單項選擇題 1．解析：A項，由電池反應可知，Ni2O3→Ni(OH)2，Ni的化合價由＋3價→＋2價，化合價降低，發(fā)生還原反應，故Ni2O3為正極，F(xiàn)e→Fe(OH)2，F(xiàn)e的化合價由0價變?yōu)椋?價，化合價升高，發(fā)生氧化反應，故Fe為負極，正確；B項，負極發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，正確；C項，陰極發(fā)生還原反應，F(xiàn)e(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，c(OH－)增大，溶液的pH增大，故錯誤；D項，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D項正確。 答案：C 1題變式 1－1.解析：放電時，Zn為負極，MnO2為正極反應物，電子從Zn流向MnO2，電流方向與電子流向相反，故B項錯誤。 答案：B 1－2.解析：放電時反應由右向左進行，Mg為負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，Mo3S4發(fā)生還原反應，故A項錯誤、B項正確；充電時反應由左向右進行，故陰極反應式：xMg2＋＋2xe－===xMg，Mg2＋向陰極遷移，C、D均正確。 答案：A 1－3.解析：該電池的負極為鋰，產生的Li＋移向正極，A項錯誤。 答案：A 2．解析：該反應電極材料本身不參加反應，電子從負極移向正極，故銀電極為負極，發(fā)生反應：2I－－2e－===I2，D錯誤；石墨電極為正極，陽離子移向正極。 答案：D 3．解析：CH4失電子在負極上發(fā)生反應，A項正確；O2在正極上得電子發(fā)生還原反應，B項錯誤，從題干提供的兩極反應式可知，負極消耗OH－，正極產生OH－，因此OH－是由正極通過內電路流向負極，C項正確；每產生8 mol e－，負極消耗OH－10 mol，而正極只生成8 mol OH－，所以工作一段時間后需補充KOH，D項正確。故選B項。 答案：B 3題變式 3－1.解析：該原電池的化學原理是H2被氧化，在負極(a極)發(fā)生反應：H2－2e－===2H＋，H＋由a極轉移到b極，D項正確；O2發(fā)生還原反應，在正極(b極)發(fā)生反應：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，則電子通過外電路從a極流向b極，A、B兩項不正確；C項因未指明氣體所處的溫度和壓強，不正確。 答案：D 3－2.解析：每消耗3 mol H2O2，轉移的電子為6 mol。 答案：D 4．解析：前兩項都按常規(guī)應該是活潑金屬作負極；C項中Al能與NaOH溶液反應，作負極。D項中Al在濃HNO3中鈍化，Cu為負極。 答案：C 5．解析：由實驗1可知，金屬活動性X＞Y，由實驗2可知W＞X，由實驗3可知Y＞Z，所以金屬活動性順序為W＞X＞Y＞Z。那么，A、B、D三項都是正確的，而Z的金屬活動性可能比Cu弱，C項錯誤。 答案：C 6．解析：當杠桿AB為導體時，Cu、Fe兩球在CuSO4溶液中構成原電池，F(xiàn)e球端為負極，溶解，質量減小，而銅球端為正極，發(fā)生反應：Cu2＋＋2e－===Cu，生成的單質銅附著在銅球表面使其質量增加，從而引起A端低B端高；當杠桿AB為絕緣體時，A端銅球與CuSO4溶液不反應，因而質量不變，而B端鐵球發(fā)生反應：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，即每56 g鐵溶解的同時又有64 g銅附著在鐵球表面，因而鐵球質量增加，所以A端高B端低。故選D項。 答案：D 二、雙項選擇題 7．解析：由圖知，燒杯b中的Zn棒失去電子，發(fā)生氧化反應，電子轉移到Fe棒上，燒杯a中通入的氧氣在Fe棒表面得電子生成氫氧根離子，使a中溶液的pH升高。所以正確的為A、B兩項。 答案：AB 8．解析：充電時的反應物Cd(OH)2和Ni(OH)2均屬于堿，可與酸反應，故電解質不可選用酸溶液，A錯誤；充電是電能轉化為化學能的過程，B正確；放電時負極反應式為：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，負極附近溶液的堿性減弱，C錯誤。 答案：BD 三、非選擇題 9．解析：(1)放電時充當原電池，此時Pb失電子生成PbSO4。因此，負極材料為Pb；充電時充當電解池，需讓該極生成的PbSO4還原為Pb。因此應與電源的負極相連；(2)輪船的鐵船體與海水(中性)接觸，在空氣中發(fā)生的應為吸氧腐蝕；吸氧腐蝕的正極反應為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，堿性環(huán)境比中性時的OH－的濃度大，抑制了上述電極反應的發(fā)生，所以腐蝕得慢；(3)陰極發(fā)生還原反應，即：2H＋＋2e－===H2↑，當蓄電池中消耗0.2 mol H＋時，轉移的是0.1 mol e－，得到Cu2O的理論物質的量可由陽極反應式：2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋得為0.05 mol，質量為0.05 mol144 gmol－1＝7.2 g。 答案：(1)Pb　負極 (2)吸氧　負　堿性環(huán)境時，OH－抑制了反應O2＋4e－＋2H2O===4OH－的進行，因此腐蝕緩慢 (3)2H＋＋2e－===H2↑　7.2 g 10．解析：(1)N原子的原子結構示意圖為：，故其L層上有5個電子；(2)NH3＋NaClO―→N2H4，根據元素守恒還應生成NaCl和H2O，觀察法可配平方程式為2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O；(3)肼與N2O4反應生成N2和水蒸氣：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，觀察已知的兩個熱方程式可知，②2－①得：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝ΔH22－ΔH1＝－1 048.9 kJmol－1；(4)“肼空氣燃料電池是一種堿性電池”中O2在正極反應，故負極是肼發(fā)生反應：N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O。 答案：(1)5 (2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O (3)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJmol－1 (4)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O 11．解析：(2)溶液的pH＝1，c(H＋)＝0.1 molL－1，則m(Cu)＝0.01 mol64 gmol－1＝0.64 g。2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，生成的FeSO4濃度為0.2 molL－1，根據電荷守恒：c(SO)＝0.1 molL－1＋0.2 molL－1＝0.5 molL－1。 (3)原電池中電子流向從負極流向正極，故X為負極：Cu－2e－===Cu2＋；Y為正極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。 答案：(1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ (2)0.64　0.5　 (3)負極　Cu－2e－===Cu2＋　碳(石墨、金、鉑、銀) 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 12．解析：本題考查新能源在科學研究中的應用。(1)該系統(tǒng)中能量轉化形式有太陽能轉化為電能、電能轉化為化學能、化學能轉化為電能、電能轉化為機械能(工作馬達)等；(2)裝置Y是原電池，負極發(fā)生氧化反應：H2－2e－===2H＋，正極發(fā)生還原反應，H＋參與電極反應：O2＋4e－＋4H＋===2H2O；(3)裝置X利用太陽能電池電解水，電能轉化為化學能，Y裝置實現(xiàn)化學能轉化為電能，A選項錯誤；裝置Y有水生成，鋰能與水反應，鋰材料不能作Y電池的電極，B選項錯誤；X裝置電解水：2H2O2H2↑＋O2↑，產生的氫氣和氧氣分別作裝置X的燃料和氧化劑(循環(huán)再生)，C選項正確；電能轉化為化學能或化學能轉化為電能過程中，有一部分能量轉化成其他形式的能量，如光能、機械能等，能量轉化率小于1，D選項錯誤。 答案：(1)太陽能轉化為電能、電能轉化為化學能、化學能轉化為電能、電能轉化為機械能(工作馬達)等 (2)負　氧化　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　(3)C