2019年高考化学一轮总复习 第五章 第二节化学能转化为电能电池检测试题.doc

2019年高考化学一轮总复习 第五章 第二节化学能转化为电能电池检测试题题号111121323313245678答案BAg从下往上移动C石墨电极为正极，银电极为负极D银电极的电极反应式是：Age=Ag3(2011揭阳一模)将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。已知，通入CH47H2O；通入O2的一极，其电极反应式是：2O28e4H2O=8OH。下列叙述不正确的是()A通入CH4的电极为负极B正极发生氧化反应C燃料电池工作时，溶液中的OH向负极移动D该电池使用一段时间后应补充KOH31.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极32.(xx山东郓城一中检测)据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，用作空军通信卫星电源，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是()A电池放电时Na从a极区移向b极区B电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用C该电池的负极反应为：BH8OH8e=BO6H2OD每消耗3 mol H2O2，转移的电子为3 mol4原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是()A由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Cu2e=Cu2B由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为：Cu2e=Cu2C由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al4OH3e=AlO2H2OD由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al3e=Al35用X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：1将X与Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y极上有气泡产生2将片状的X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈3用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的是()AZ的阳离子氧化性最强BW的还原性强于Y的还原性CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作负极6(2011济南外国语学校质检)如下图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)()A无论杠杆为导体还是绝缘体，均为A端高B端低B无论杠杆为导体还是绝缘体，均为A端低B端高C当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低D当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高二、双项选择题7(2011海南高考)根据下图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生氧化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl28镍镉(NiCd)可充电电池在充、放电时按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是()A电解质溶液可以选用稀硫酸溶液B充电过程是电能转化为化学能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D充电时阳极反应：Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O三、非选择题9(2011山师附中模拟)铅酸蓄电池应用广泛，其电解液是一定浓度的硫酸溶液，总反应是：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。(1)该蓄电池放电工作时的负极材料是_，充电时，该极接直流电源的_(填“正极”或“负极”)。(2)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_腐蚀。为防止发生这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的_极(填“正”或“负”)相连。钢铁在呈中性的潮湿环境下的腐蚀比呈酸性时缓慢，在碱性潮湿环境下的腐蚀更缓慢，试从化学平衡角度解释碱性时比中性时更缓慢的原因：_ (写出电极反应式及必要的文字叙述)。(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过下图的电解装置制取，电解总反应为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。若用铅酸蓄电池作为电源进行电解，当蓄电池中有0.2 mol H被消耗时，Cu2O的理论产量为_。10(xx海南高考)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：(1)氮元素原子的L层电子数为_。(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为_。(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(l)H119.5 kJmol1(1)N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534.2 kJmol1写出肼和N2O4反应的热化学方程式_。(4)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_。11(xx石景山模拟)金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。(1)写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式_。(2)若铜完全溶解时，溶液中的Fe3、Cu2、H三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH1，则溶解铜的质量是_g，溶液中的c(SO)_ mol/L。(3)若欲在上图所示的装置中发生(1)中的反应，则X极是_(填“正极”或“负极”)，电极反应式_。Y极的材料名称是_，电极反应式_。12如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。(1)该系统中能量转化形式主要是_。(2)装置Y中，电解质溶液为稀硫酸，氢气在_极发生_反应，氧气参与的电极反应式为_。(3)下列说法正确的是()A装置X能实现化学能转化为电能B电容量大的锂铝合金材料能作装置Y的电极C装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能之间的完全转化参考答案一、单项选择题1解析：A项，由电池反应可知，Ni2O3Ni(OH)2，Ni的化合价由3价2价，化合价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，FeFe(OH)2，Fe的化合价由0价变为2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe为负极，正确；B项，负极发生氧化反应，Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(OH)22e=Fe2OH，c(OH)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D项正确。答案：C1题变式11.解析：放电时，Zn为负极，MnO2为正极反应物，电子从Zn流向MnO2，电流方向与电子流向相反，故B项错误。答案：B12.解析：放电时反应由右向左进行，Mg为负极，失去电子，发生氧化反应，Mo3S4发生还原反应，故A项错误、B项正确；充电时反应由左向右进行，故阴极反应式：xMg22xe=xMg，Mg2向阴极迁移，C、D均正确。答案：A13.解析：该电池的负极为锂，产生的Li移向正极，A项错误。答案：A2解析：该反应电极材料本身不参加反应，电子从负极移向正极，故银电极为负极，发生反应：2I2e=I2，D错误；石墨电极为正极，阳离子移向正极。答案：D3解析：CH4失电子在负极上发生反应，A项正确；O2在正极上得电子发生还原反应，B项错误，从题干提供的两极反应式可知，负极消耗OH，正极产生OH，因此OH是由正极通过内电路流向负极，C项正确；每产生8 mol e，负极消耗OH10 mol，而正极只生成8 mol OH，所以工作一段时间后需补充KOH，D项正确。故选B项。答案：B3题变式31.解析：该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子通过外电路从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。答案：D32.解析：每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol。答案：D4解析：前两项都按常规应该是活泼金属作负极；C项中Al能与NaOH溶液反应，作负极。D项中Al在浓HNO3中钝化，Cu为负极。答案：C5解析：由实验1可知，金属活动性XY，由实验2可知WX，由实验3可知YZ，所以金属活动性顺序为WXYZ。那么，A、B、D三项都是正确的，而Z的金属活动性可能比Cu弱，C项错误。答案：C6解析：当杠杆AB为导体时，Cu、Fe两球在CuSO4溶液中构成原电池，Fe球端为负极，溶解，质量减小，而铜球端为正极，发生反应：Cu22e=Cu，生成的单质铜附着在铜球表面使其质量增加，从而引起A端低B端高；当杠杆AB为绝缘体时，A端铜球与CuSO4溶液不反应，因而质量不变，而B端铁球发生反应：FeCu2=Fe2Cu，即每56 g铁溶解的同时又有64 g铜附着在铁球表面，因而铁球质量增加，所以A端高B端低。故选D项。答案：D 二、双项选择题7解析：由图知，烧杯b中的Zn棒失去电子，发生氧化反应，电子转移到Fe棒上，烧杯a中通入的氧气在Fe棒表面得电子生成氢氧根离子，使a中溶液的pH升高。所以正确的为A、B两项。答案：AB8解析：充电时的反应物Cd(OH)2和Ni(OH)2均属于碱，可与酸反应，故电解质不可选用酸溶液，A错误；充电是电能转化为化学能的过程，B正确；放电时负极反应式为：Cd2e2OH=Cd(OH)2，负极附近溶液的碱性减弱，C错误。答案：BD三、非选择题9解析：(1)放电时充当原电池，此时Pb失电子生成PbSO4。因此，负极材料为Pb；充电时充当电解池，需让该极生成的PbSO4还原为Pb。因此应与电源的负极相连；(2)轮船的铁船体与海水(中性)接触，在空气中发生的应为吸氧腐蚀；吸氧腐蚀的正极反应为：O24e2H2O=4OH，碱性环境比中性时的OH的浓度大，抑制了上述电极反应的发生，所以腐蚀得慢；(3)阴极发生还原反应，即：2H2e=H2，当蓄电池中消耗0.2 mol H时，转移的是0.1 mol e，得到Cu2O的理论物质的量可由阳极反应式：2CuH2O2e=Cu2O2H得为0.05 mol，质量为0.05 mol144 gmol17.2 g。答案：(1)Pb负极(2)吸氧负碱性环境时，OH抑制了反应O24e2H2O=4OH的进行，因此腐蚀缓慢(3)2H2e=H27.2 g10解析：(1)N原子的原子结构示意图为：，故其L层上有5个电子；(2)NH3NaClON2H4，根据元素守恒还应生成NaCl和H2O，观察法可配平方程式为2NH3NaClO=N2H4NaClH2O；(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：2N2H4N2O4=3N24H2O，观察已知的两个热方程式可知，2得：2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)HH22H11 048.9 kJmol1；(4)“肼空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应，故负极是肼发生反应：N2H44e4OH=N24H2O。答案：(1)5(2)2NH3NaClO=N2H4NaClH2O(3)2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1 048.9 kJmol1(4)N2H44e4OH=N24H2O11解析：(2)溶液的pH1，c(H)0.1 molL1，则m(Cu)0.01 mol64 gmol10.64 g。2Fe3Cu=2Fe2Cu2，生成的FeSO4浓度为0.2 molL1，根据电荷守恒：c(SO)0.1 molL10.2 molL10.5 molL1。(3)原电池中电子流向从负极流向正极，故X为负极：Cu2e=Cu2；Y为正极：2Fe32e=2Fe2。答案：(1)Cu2Fe3=Cu22Fe2(2)0.640.5(3)负极Cu2e=Cu2碳(石墨、金、铂、银)2Fe32e=2Fe212解析：本题考查新能源在科学研究中的应用。(1)该系统中能量转化形式有太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能、电能转化为机械能(工作马达)等；(2)装置Y是原电池，负极发生氧化反应：H22e=2H，正极发生还原反应，H参与电极反应：O24e4H=2H2O；(3)装置X利用太阳能电池电解水，电能转化为化学能，Y装置实现化学能转化为电能，A选项错误；装置Y有水生成，锂能与水反应，锂材料不能作Y电池的电极，B选项错误；X装置电解水：2H2O2H2O2，产生的氢气和氧气分别作装置X的燃料和氧化剂(循环再生)，C选项正确；电能转化为化学能或化学能转化为电能过程中，有一部分能量转化成其他形式的能量，如光能、机械能等，能量转化率小于1，D选项错误。答案：(1)太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能、电能转化为机械能(工作马达)等(2)负氧化O24e4H=2H2O(3)C