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专题02 钠、铝、锌、铅、铜电池-2019高考复习专题——电化学 Word版含解析.doc

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资源描述

1、1如图所示为酸性介质中,金属铜与氢叠氮酸(HN 3) 构成的原电池,总反应方程式为 : 2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl(s)+N2+NH4+。下列叙述错误的是( )A. 离子交换膜为阳离子交换膜B. 若将盐酸换成 NaCl,电池的运行效率将会下降C. 负极的电极反应式为: Cu-e-=Cu+D. 当外电路中流过 0.1mol 电子时,交换膜左侧离子减少 0.2 mol【答案】C详解:根据总反应方程式,Cu 元素的化合价由 0 价升至+1 价,Cu 发生氧化反应,Cu 为负极,石墨为正极。A 项,负极电极反应式为 Cu-e-+Cl-=CuCl(s) ,正极电极反应式为 HN3+2e

2、-+3H+=NH4+N2,根据电极反应式和平衡电荷,离子交换膜将负极室的 H+迁移到正极室,离子交换膜为阳离子交换膜,A 项正确;B 项,若将盐酸换成 NaCl,NaCl 溶液呈中性,则正极 HN3 还原成 NH3,电池的运行效率会下降,B 项正确; C 项,负极电极反应式为 Cu-e-+Cl-=CuCl(s) ,C 项错误;D 项,当电路中流过 0.1mol 电子时,左侧电极反应式为 Cu-e-+Cl-=CuCl(s) ,该电极反应消耗 0.1molCl-,为了平衡电荷,有 0.1molH+迁移到右侧,交换膜左侧离子减少 0.2mol,D 项正确;答案选 C。2流动电池可以在电池外部调节电解

3、质溶液,从而维持电池内部电解质溶液浓度稳定,原理如图。下列说法不正确的是A. 甲中应补充硫酸B. 当消耗 1molPbO2 时需分离出 1molCuSO4C. 电子由 PbO2 极流出经过用电器流向 Cu 极D. 电池总反应为:Cu+PbO 2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O【答案】C3新型 Zn-GO(GO 为氧化石墨烯:C 2O)电池,如图所示,GO 反应过程中转化为 rGO(rGO 为石墨烯:C)。下列有关说法错误的是A. 电池工作时,电子由 a 经外电路流向 bB. b 极电极反应式:C 2O+2e-+H2O =2C+2OH-C. 每生成 0.1molZn(OH)42-

4、,转移电子数为 0.2NAD. 放电过程中电解质溶液的 pH 增大【答案】D【解析】A、根据装置图,Zn 失去电子转化成Zn(OH) 42 ,根据原电池工作原理,失电子一极为负极,即 a 为负极,b 为正极,电子从 a 极经外电路流向 b 极,故 A 说法正确;B、b 电极为氧化石墨烯,作氧化剂,GO 反应过程中转化为 rGO,即转化成 C,电极反应式为 C2OH 2O2e =2C2OH ,故 B 说法正确;C、Zn 的化合价由 0 价2 价,因此生成 1molZn(OH)42 ,转移电子物质的量为 0.2mol,故 C 说法正确;D、负极反应式为Zn 2e 4OH =Zn(OH)42 ,因此

5、电池总反应是 ZnC 2O2OH H 2O=2CZn(OH) 42 ,消耗 OH ,pH 降低,故 D 说法错误。4如图为镁-次氯酸盐燃料电池的工作原理图,下列有关说法不正确的是A. 该燃料电池中镁为负极,发生还原反应B. 电池的总反应式为 MgClO H 2O=Mg(OH)2Cl C. 放电过程中 OH 移向负极D. 酸性电解质的镁-过氧化氢燃料电池正极反应为: H2O22H 2e =2H2O【答案】A5镁、锌等金属与 H2O2 可形成“金属-H 2O2”电池,能为潜水器提供动力,可用食盐水作为电解质溶液,如下图所示。下列有关 Zn-H2O2 电池的说法正确的是A. 电流从 Zn 电极沿导线

6、流向 Pt 电极B. Pt 为正极,电极反应为: H2O2+2e-=2OH-C. 每消耗 6.5gZn,将反应 0.05mol H2O2D. 食盐水中 Cl-向 Pt 电极移动【答案】B6 “软电池”采用一张薄层纸片作为传导体,一面为锌, 另一面为二氧化锰,纸层中水和氧化锌组成电解液。电池总反应为:Zn+2MnO 2+H2O=2MnO(OH)+ZnO。下列说法正确的是A. 该电池的正极为氧化锌B. 锌电极附近溶液的 PH 不变C. 电池正极反应式:2MnO 2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-D. 当 0.1molZn 完全溶解时,流经电解液的电子的物质的量为 0.2mol【答案】

7、C【解析】根据总反应,MnO 2 发生还原反应,MnO 2 是正极,故 A 错误;锌电极是负极,负极反应是 Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O,溶液的 PH 减小,故 B 错误;根据总反应,正极反应式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-,故 C 正确;电解液中通过离子移动导电,没有电子流动,故 D 错误。7如图所示为盐酸介质中,金属铜与氢叠氮酸(HN 3)构成的原电池,总反应方程式为: 2Cu+2Cl- +HN3+3H+2CuCl(s)+N 2+NH4+。下列叙述错误的是A. 电子的流向为 Cu 石墨B. 负极的电极反应式为 Cu+Cle CuCl(s)C. 反应一

8、段时间后正极区溶液的 pH 减小D. 标准状况下,生成 224mL N2 时,铜转移的电子数为 0.02NA【答案】C【解析】A. 由总反应方程式可知,Cu 失电子生成 CuCl,所以 Cu 为负极,石墨为正极,电子的流向为 Cu 石墨,故 A 正确;B. Cu 失电子生成 CuCl,电极反应式为Cu+Cle CuCl(s),故 B 正确;C. 正极的电极反应式为 HN32e 3H =N2NH 4 ,由电极反应式可知,反应一段时间后正极区溶液的 pH 增大,故 C 错误;D. 由总反应方程式可知,Cu 的化合价从 0 价升高到+1 价,生成 1mol 氮气时,消耗 2molCu,转移 2mol

9、 电子,在标准状况下,224mL N2 的物质的量为 0.01mol,则消耗 0.02molCu,Cu 转移的电子数为 0.02NA,故 D 正确;答案选 C。8热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水 LiCl-KCl 混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是A. Ca 为正极 B. 放电过程中,Li +向负极移动C. 每转移 0.2mol 电子,理论上生成 20.7gPb D. 电池工作一段时间后,正极质量增大【答案】C9将光敏染料(用 S 表

10、示) 涂在纳米 TiO2 晶体(可导电) 表面制成其中一个电极,光敏染料可吸收光能将光敏染料 S 激发成敏化剂 S* (高活性光敏材料) 后发生下列相关反应:TiO 2/STiO2/S*(激发态);TiO 2/S*- e-TiO2/S+ 2TiO2/S+ +3I-2TiO2/S+I3-(注: S 和 S*不是硫单质,是光敏染料的代号)下列关于该太阳能电池叙述错误的是A. 电池工作时,染料敏化的 TiO2 电极为负极B. 电池工作时,正极发生的反应为 I3-+2e-=3I-C. 电池工作过程中,光敏材料 SS*需要吸收能量,总反应中光敏材料 S 不消耗D. 该电池将光能直接转化为电能【答案】D1

11、0金属(M)- 空气电池放电的总反应方程式为:4M+ nO2+ 2nH2O = 4M(OH)n。己知:电池的“ 理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能,下列说法正确的是A. 比较 Mg、Al、Zn 三种金属- 空气电池,Mg- 空气电池的理论比能量最高B. M-空气电也放电过程的正极反应式:4M n+ nO2 + 2nH2O+ 4ne-= 4M(OH)nC. Al 作电极材料时电解质溶液最好选酸性,这样更有利于反应的发生,同时防止负极区沉淀D. 在 Mg-空气电也中 ,为防止负极区沉积 Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜【答案】D【解析】1g Mg 失电子 、1g

12、 Al 失电子 、1g Zn 失电子,Al -空气电池的理论比能量最高,故 A 错误;M-空气电也,放电过程中正极生成氢氧根离子,正极反应式 O2 + 2H2O+ 4e-=4OH-,故 B 错误;电池中是阴离子交换膜,不能选用酸性电解质,故 C 错误; 若用中性电解质及阳离子交换膜,镁离子向正极移动,在正极区生成氢气氧化镁沉淀,故 D 正确。11高铁电池具有比能量高、无污染的特点,用如图模拟其工作原理(放电时两电极均有稳定的金属氢氧化物生成) ,下列有关说法中正确的是( )A. 放电时,电子由正极通过外电路流向负极B. 放电时,负极上的电极反应式为:Zn-2e +2H2O = Zn(OH)2+

13、2H+C. 充电时,阴极区溶液的 pH 减小D. 充电时,阳极上的电极反应式为:Fe(OH) 3-3e +5OH = FeO42 +4H2O【答案】D12某原电池构造如图所示,下列叙述正确的是:A. 原电池的总反应式为:Cu2AgNO 3 2AgCu(NO 3)2B. 取出盐桥后,电流表的指针仍发生偏转C. 外电路中每通过 0.1 mol 电子,铜的质量理论上减小 6.4 gD. 在外电路中,电子由银电极流向铜电极【答案】A【解析】A. 金属性铜强于银,铜是负极,银是正极,则原电池的总反应式为Cu2AgNO 32AgCu(NO 3)2,A 正确;B. 取出盐桥后不能构成原电池,电流表的指针不发

14、生偏转,B 错误;C. 1mol 铜失去 2mol 电子,外电路中每通过 0.1 mol 电子,铜的质量理论上减小 3.2 g,C 错误;D. 在外电路中,电子由铜电极流向银电极,D 错误,答案选 A。13环境监察局常用“ 定电位”NO x 传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )A. “对电极”是负极B. “工作电极” 上发生的电极反应为 NO2+2e-+2H+NO+H2OC. 传感器工作时 H+由工作电极移向对电极D. 对电极的材料可能为活泼金属锌【答案】C14继锂电池之后,近几年科学家又研制出稳定性更高、电压损失更小的“ 钠空气电池”

15、。其反应原理是:2Na+O 2=Na2O2,装置如图,其中电解液为 NaPF6,可传导 Na+。电池放电时,下列说法不正确的是A. a 电极为负极 B. Na+向 b 极移动C. a 极发生氧化反应 D. b 电极的电极反应式:O 2+2Na+4e- =Na2O2【答案】D【解析】A、金属钠是活泼金属,根据原电池的构成条件,活泼金属作负极,即 a 极为负极,故说法正确;B、根据原电池的工作原理,阳离子向正极移动,即向 b 极移动,故说法正确;C、a 极为负极,失去电子,化合价升高,发生氧化反应,故说法正确;D、b 极为正极,过氧化钠中氧显1 价,电极反应式为 O22Na 2e =Na2O2,故

16、说法错误。15右图所示为锌铜原电池。下列叙述中,正确的是A. 盐桥的作用是传导离子B. 外电路电子由铜片流向锌片C. 锌片上的电极反应式为 Zn2+ +2e- = ZnD. 外电路中有 0.2 mol 电子通过时,铜片表面增重约 3.2 g【答案】A16伏打电堆是由几组锌和银的圆板堆积而成,所有的圆板之间夹放着几张盐水泡过的布。下图为最初的伏打电堆模型,由八组锌和银串联组成的圆板堆积而成。下列说法正确的是A. 该原电池正极的电极方程式为:O 2+4e-+4H+=2H2OB. 电池长时间工作后,中间的布上会有白色固体颗粒生成,该固体颗粒为 Ag2OC. 当电路中转移 0.2 mol 电子时,消耗

17、锌板的总质量为 52 gD. 该伏打电堆工作时,在银板附近会有 Cl2 放出【答案】C【解析】A. 该原电池正极的电极反应式为:O 2+4e-+2H2O=4OH-,故 A 错误;B. 锌比银活泼,所以银不会被氧化,故 B 错误;C. 当电路中转移 0.2 mol 电子时,8 组银锌电池,消耗锌0.2 8mol=1.6mol,锌板的总质量为 0,8 65g=52g,故 C 正确;D. 该伏打电堆工作时,银板作正极,正极发生还原反应,不会有 Cl2 放出,故 D 错误。故选 C。17电池式氧传感器原理构造如图,可测定 O2 的含量。工作时铅极表面会逐渐附着 Pb(OH)2。下列说法不正确的是A.

18、Pt 电极上发生还原反应B. 随着使用,电解液的 pH 逐渐减小C. a mmolO2 反应,理论上可使 Pb 电极增重 68a mgD. Pb 电极上的反应式为 Pb2OH 2e Pb(OH) 2【答案】B18锌银(Zn-Ag 2O)电池多应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面,用如图所示装置模拟其工作原理,下列说法正确的是A. K+向 a 极移动B. b 极的电极反应式为 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-C. 用该电池给铁棒镀铜,则铁棒与 b 极相连D. 电池工作一段时间后,电解液的 pH 减小【答案】B【解析】电子由 a 极流出,a 是负极、b 是

19、正极,K +向 b 极移动,故 A 错误;b 极是正极,氧化银得电子,电极反应式为 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,故 B 正确;镀件与负极相连,用该电池给铁棒镀铜,则铁棒与 a 极相连,故 C 错误;电池总反应为 Zn+Ag2O=2Ag+ZnO,电池工作一段时间后,电解液的 pH 不变,故 D 错误。19金属(M)- 空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是A. 金属 M 作电池负极B. 电解质是熔融的 MOC. 正极的电极反应D. 电池反应【答案】B20镁 -空气电池的工作原理如图所示,电池反应方程式为:2Mg+O 2+2H2O=2Mg(OH)2。下列说法错误的是A. 通

20、入氧气的电极为正极B. 放电时,溶液中的 OH-由正极移向负极C. 负极的电极反应为 Mg-2e-=Mg2+D. 采用多孔 Pt 电极有利于氧气扩散,提高电极与电解质溶液的接触而积【答案】C21以柏林绿 FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是A. 放电时,正极反应为 FeFe(CN)6+2Na+2e =Na2FeFe(CN)6B. 充电时,Mo(钼) 箔接电源的负极C. 充电时,Na +通过交换膜从左室移向右室D. 外电路中通过 0.2mol 电子的电量时,负极质量变化为 2.4g【答案】B【解析】A、根据工作原理,Mg 作负极,Mo 作正极,

21、正极反应式为 FeFe(CN)6+2Na+2e =Na2FeFe(CN)6,故 A 正确;B 、充电时,电池的负极接电源的负极,电池的正极接电源的正极,即 Mo 箔接电源的正极,故 B 说法错误;C、充电时,属于电解,根据电解原理,Na 应从左室移向右室,故 C 说法正确;D 、负极上应是2Mg4e 2Cl =Mg2Cl22 ,通过 0.2mol 电子时,消耗 0.1molMg,质量减少 2.4g,故 D说法正确。22锌 -空气电池由活性炭(空气扩散极)、锌、苛性碱溶液构成,其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中,其工作原理如图所示,负极产物是 ZnO。下列说法正确的是( )A. 活性炭的作用是吸附

22、空气,为电池提供氧化剂B. 原理图中的隔离膜为质子交换膜C. 负极反应式为 Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+D. 电池工作时,当电路中通过 0.2mol 电子,消耗 3.2gO2【答案】A23钠 -氯化镍电池以 -Al2O3(Al2O3x Na2O)作为固体电解质构成的一种新型电池(2Na+NiCl2 Ni+2NaCl ), 其结构如图所示。下列关于该电池的叙述错误的是A. 放电时 NaCl 在熔融电解质中生成B. 充电时阴极反应: Na+ + e- NaC. 氯离子通过 -Al2O3(s)在两电极间移动D. 如果电池过度放电, AlCl4-可能被还原【答案】C【解析】钠离子向正极移动、氯

23、离子向负极移动,所以放电时 NaCl 在熔融电解质中生成,故 A 正确;阴极发生还原反应,充电时阴极反应: Na+ + e- Na,故 B 正确;氯离子通过 -Al2O3(s)向负极移动,故 C 错误;如果电池过度放电, AlCl4-可能被还原为 Al,故 D 正确。24利用“ NaCO 2”电池将 CO2 变废为宝。我国科研人员研制出的可充电 “NaCO 2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,放电反应方程式为 4Na3CO 2 2Na 2CO3C。放电时该电池“吸入”CO 2,其工作原理如图所示,下列说法中错误的是( )A. 电流流向为:MWCNT导线钠箔B. 放电时,正极

24、的电极反应式为 3CO24Na 4e =2Na2CO3CC. 原两电极质量相等,若生成的 Na2CO3 和 C 全部沉积在电极表面,当转移 0.2 mol e 时,两极的质量差为 11.2gD. 选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发【答案】C25 2017 年 9 月我国科学家对于可充放电式锌一空气电池研究取得重大进展。电池装置如图所示,该电池的核心是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER),KOH 溶液为电解质溶液,放电的总反应方程式为 2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列有关说法正确的是A. 可逆锌一空气电池实际上是二次电

25、池,放电时电解质溶液中 K+ 向负极移动B. 在电池产生电力的过程中,空气无阻挡地进入电池,发生 ORR 反应,并释放电荷C. 发生 OER 反应的电极反应式为 2H2O-4e-=O2+4H+D. 放电时,电路中通过 2 mol 电子,消耗氧气 22.4 L(标准状况)【答案】B26熔融碳酸盐燃料电池(Molen Cathomale Fuel Cell)简称 MCFC,具有高发电效率。工作原理示意图如图。下列说法正确的是A. 电极 M 为负极,K +、Na +移向 MB. 电池工作时,熔融盐中 CO32-物质的量增大C. A 为 CO2,正极的电极反应为:O 2+4e-+2CO2= 2CO32

26、-D. 若用 MCFC 给铅蓄电池充电,电极 N 接 Pb 极【答案】C【解析】氢氧燃料电池,氢气做负极,氧气为正极,电极 M 为负极,电解质中阳离子向正极移动,移向电极 N,A 错误;电极的负极反应为:2H 2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2,电极的正极反应为:O 2+4e-+2CO2=2CO32-,所以电池工作时,熔融盐中 CO32-物质的量不变,B 错误;正极发生还原反应,氧气在正极得电子,电极反应为:O 2+4e-+2CO2= 2CO32-,所以要通入CO2,C 正确;铅蓄电池铅为负极,要与电源的负极相连接,因此要连接电源的 M 极;D 错误;正确选项 C。27锌 -铈液流电

27、池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代,有着诸多的优势,如开路电位高、污染小等。锌-铈液流电池放电时的工作原理如图所示,其中,电极为惰性材料,不参与电极反应。下列有关说法正确的是A. 放电时,电池的总反应式为 2Ce4+Zn=Zn2+2Ce3+B. 充电时,a 极发生氧化反应,b 极发生还原反应C. 充电时,当电路中通过 0.1mol 电子时,b 极增加 14gD. 选择性离子膜为阴离子交换膜,能阻止阳离子通过【答案】A28 Al-Ag2O 电池是一种以 NaOH 溶液为电解质的水下动力电源,下列说法不正确的是A. 负极反应式为:Al+4OH -3e-=A1O2-+2H2OB. 负极可能会发生

28、副反应:2Al+2OH -+2H2O=2A1O2-+3H2C. 当电路中转移 0 05mole-时,正极质量减少 0.4gD. 电池工作时,正极附近 pH 变小【答案】D【解析】Al-Ag 2O 电池是一种以 NaOH 溶液为电解质的电池,负极 Al 失电子生成偏铝酸盐,负极反应式为:Al+4OH -3e-=A1O2-+2H2O,故 A 正确;根据 2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2所以 B 正确;由电池的总反应 2Al3Ag 2O2NaOH=2NaAlO 26AgH 2O, 正极 Ag2O Ag e-减少 16g,0.05 m m=16 =0.4g.当电路中转移 0.05mol

29、e-时,正极质量减少 0.4g,正确;D. 电池工作时,正极反应式Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,所以 pH 变大,故 D 错;答案: D。29铅蓄电池是典型的可充型电池,电池总反应式为:PbPbO 24H 2SO 42 2PbSO42H 2O,下列说法正确的是( )A. 放电时,负极的电极反应式是 : PbO22e 4H SO 42 PbSO 42H 2OB. 放电时,电解液中 H2SO4 的浓度将不变C. 充电时,当外电路通过 1mol 电子时,原负极板的质量理论上减少 48g。D. 充电时,阳极电极反应式为:PbSO 4+2e-=PbSO 42 ,【答案】C30 2009 年

30、,美国麻省理工学院的唐纳德撒多维教授领导的小组研制出一种镁一锑液态金属储能电池。该电池工作温度为 700 摄氏度,其工作原理如图所示:该电池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,充放电时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法正确的是A. 该电池放电时,正极反应式为 Mg2+-2e-=MgB. 该电池放电时,Mg(液)层生成 MgCl2,质量变大C. 该电池充电时,Mg-Sb( 液 )层中 Mg 发生氧化反应D. 该电池充电时,熔融盐中的 Cl-进入 Mg-Sb(液) 层【答案】C31室温下,可充电的钠 二氧化碳电池是当今新能源领域的热点,具有优异的性能。下列说法正确的是( )A. 钠金属片为

31、正极B. 该电池中的电解质为 NaClO4,工作时 ClO4-向碳纳米管电极移动C. 总反应为:D. 放电时,每消耗 3molCO2,转移 12mol 电子【答案】C【解析】A. 该电池放电时钠金属片发生失去电子的氧化反应,钠金属片是电池的负极,故A 错误。B.原电池放电时阴离子移向电池的负极(即该电池的钠金属片) ,故 B 错误。C.该电池也被称为“可呼吸钠 二氧化碳电池”,放电时吸收 CO2,充电时放出 CO2,总反应为4Na+3CO2 2Na2CO3+C 故 C 正确。D. 放电时每 3 mol CO2 参加反应,其中只有 1 mol CO2 被还原为 C,转移 4 mol 电子,.故

32、D 错误。故选 C。32最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极,放电时电池中导电离子的种类不变。已知能量密度=电池容量(J)负极质量(g)。下列分析正确的是A. 放电时, Cn (石墨烯)为负极B. 放电时,Al 2Cl7-在负极转化为 AlCl4-C. 充电时,阳极反应为 4 Al2Cl7-+3e -=A1+7AlCl4-D. 以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度【答案】D33如下图所示,装置(I)是一种可充电电池,装置() 为惰性电极的电解池。下列说法正确的是A. 闭合开关 K 时,电极 B 为负极,且电极反应式为:2Br

33、2e=Br 2B. 装置(I)放电时,总反应为:2Na 2S2+Br2=Na2S4+2NaBrC. 装置(I)充电时,Na +从左到右通过阳离子交换膜D. 该装置电路中有 0.1mole通过时,电极上析出 3.2gCu【答案】B【解析】A,根据图示,闭合开关 K 时,装置(I)放电,电极 B 为正极,电极反应式为Br2+2e-=2Br-,A 项错误;B,装置( I)放电时,总反应为 2Na2S2+Br2=Na2S4+2NaBr,B 项正确;C ,装置(I )充电时,电极 A 为阴极,电极 B 为阳极,Na +向阴极移动,Na +从右到左通过阳离子交换膜,C 项错误;D,n(CuSO 4)=0.

34、4mol/L 0.1L=0.04mol,装置(I)放电时,电极 A 为负极,电极 X 与电极 A 相连,电极 X 为阴极,电极 X 上的先发生的电极反应为Cu2+2e-=Cu,0.04molCu 2+完全放电电路中通过 0.08mol 电子,电极上析出 0.04molCu,电路中通过 0.1mol 电子,后电极 X 上的电极反应为 2H+2e-=H2,电极 X 上还会放出0.01molH2,电路中通过 0.1mol 电子时电极 X 上析出 0.04mol 64g/mol=2.56gCu,D 项错误;答案选 B。34我国科学家研制出“ 可充室温 Na-CO2 电池”(Rechargeable R

35、oom-Temperature Na-CO2 Batter-ies)现已取得突破性进展,其有望取代即将“枯竭” 的锂电池,该电池结构如图所示。下列说法错误的是A. 电池工作时,正极发生反应:4Na +3CO2+4e-=2Na2CO3+CB. 电池工作时,外电路中流过 0.02 mol 电子,负极材料减重 0.46 gC. 多壁碳纳米管的作用主要是导电及吸附 CO2D. 电池中四甘醇二甲醚可用饱和食盐水代替实现 Na+传导【答案】D35某高性能电池的工作原理如图。其电池反应为。下列说法不正确的是A. 放电时 ,b 为正极B. 充电时,阴极反应为 Sn+Na +e =NaSnC. 放电时,负极材料

36、 Sn 在很大程度上被腐蚀D. 充电时,PF 6 向右迁移并嵌入石墨烯中【答案】C36镁一空气电池的工作原理如图所示,电池反应方程式为:2Mg+O 2+2H2O=2Mg(OH)2。有关该电池的说法不正确的是A. 通入氧气的电极为正极B. 放电时,溶液中的 OH-由正极移向负极C. 负极的电极反应为 Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2D. 当电路中转移 0.04 mol 电子时,参加反应的 O2 为 0.02 mol【答案】C【解析】A. 镁一空气电池中,镁为负极,氧气为正极,A 正确;B. 原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,所以溶液中的 OH-由正极移向负极,B 正确;C. 镁为负极

37、,负极的电极反应为 Mg-2e-=Mg2+,C 错误;D. 氧气为正极,电极反应为 O2+2H2O +4e- =4OH-,根据电极反应可知:当电路中转移 0.04 mol 电子时,参加反应的 O2 为 0.01mol,D 错误。答案选 C.37一种新型可逆电池的工作原理如下图所示。放电时总反应为:Al+3C n(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn 表示石墨)。下列说法正确的是A. 放电时负极反应为: 2Al-6e-+7Cl-= Al2Cl7-B. 放电时 AlCl4-移向正极C. 充电时阳极反应为: AlCl4-e-+Cn=Cn(AlCl4)D. 电路中每转移 3mol

38、 电子,最多有 1molCn(AlCl4)被还原【答案】C38 2015 年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,充放电时 AlCl4和 Al2Cl7两种离子在 Al 电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,其放电工作原理如右图所示。下列说法正确的是A. 放电时,有机阳离子向铝电极方向移动B. 充电时,外加电源时铝连正极、石墨连负极C. 放电时负极的电极反应为:4 Al3e 7D. 该电池的工作原理为:Al 4 3C nAlCl4 3Cn4【答案】D【解析】A、放电时,活泼的金属铝是负极,不活泼石墨为正极,放电时,有机阳离子向正极石墨电极方向移动,故 A 错误

39、;B、充电时,铝电极是阴极连接外加电源的负极,石墨电极是阳极连接外加电源的正极,故 B 错误;C、放电时,活泼的金属铝是负极,电极反应为:Al-3e +7AlCl4 =4Al2Cl7 ,故 C 错误;D 、放电时负极发生氧化反应生成铝离子,铝离子与 AlCl4 结合生成 Al2Cl7 ,所以电极反应式为:Al-3e +7AlCl4 4Al2Cl7 ,正极上电极反应式为:CnAlCl 4+e Cn+AlCl4 ,两极反应相加得到总反应:3CnAlCl 4+Al+4AlCl4 4Al2Cl7 +3Cn,故 D 正确;故选 D。39如图为镁-间二硝基苯电池的工作原理示意图。已知 :电池放电时,铁转化

40、为氢氧化镁,间二硝基苯则转化为间苯二胺。下列说法不正确的是A. 电池放电时,电子由镁电极流出经过用电器流向石墨电极B. 电池放电时,镁电极附近的电解质溶液的 pH 降低C. 电池放电时,理论上每生成 1mol 间苯二胺就有 12molH+通过质子交换膜D. 电池放电时,石墨电板上发生的反应为 +12H+-12e-= +4H2O【答案】D【解析】根据氢离子的移动方向知,碳棒是正极,正极上得电子发生还原反应,电极反应式为:,镁为负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为 Mg-2e-+ 2H2O =Mg(OH)2+2H+。A. 电池放电时是原电池,原电池中电子由负极经导线流向正极,即由镁电极流出

41、经过用电器流向石墨电极,故 A 正确;B. 电池放电时,负极:Mg-2e-+ 2H2O =Mg(OH)2+2H+,镁电极附近的电解质溶液的 pH 降低,故 B 正确;C. 电池放电时,正极 ,每生成 1mol 间苯二胺就有 12moH+通过质子交换膜,故 C 正确;D. 根据上述分析,正极的电极反应式为:,故 D 错误;故选 D。40镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。电解质溶液为 KOH 溶液,电池反应为:Cd +2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关镍镉电池的说法正确的是:( )A. 放电时电池内部 OH 向正极移动B. 放电时正极附近溶液的

42、 pH 减小C. 充电时阳极反应为 Cd(OH)22e -= Cd + 2OH-D. 充电时与直流电源正极相连的电极上发生 Ni(OH)2 转化为 NiO(OH)的反应【答案】D41铝电池是重要的海洋电池之一, 以高纯铝为负极,铂铁合金为正极, 海水为电解质溶液, 工作原理如图所示。下列说法正确的是A. 正极制成鱼鳃状的目的是增大铂铁合金与海水中溶解氧的接触面积B. 该电池工作时,铂铁合金比高纯铝更容易被腐蚀C. 用稀硫酸代替海水有利于延长电池的使用寿命D. 该电池可长时间进行保存【答案】A【解析】A. 正极制成鱼鳃状的目的是增大铂铁合金与海水中溶解氧的接触面积加快反应速率,A 正确;B. 该

43、电池工作时铂铁合金是正极被保护,不易被腐蚀,B 错误;C. 用稀硫酸代替海水氢离子的增大,反应速率加快,不有利于延长电池的使用寿命,C 错误;D. 铝被消耗后,不能再形成原电池,因此该电池不可能长时间进行保存,D 错误,答案选 A。42碱性锌锰电池的反应方程式为: 2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其构造如图所示。有关说法不正确的是A. 负极反应式:Zn+2OH -2e-=Zn(OH)2B. 放电时正极 MnO2 得到电子,发生氧化反应C. 该电池使用一段时间后,电解液 pH 增大D. 放电时,锌粉失去的电子,从负极通过外电路流向正极【答案】B43下列关于如图装置的判断

44、正确的是A. 铁电极上发生还原反应B. 盐桥中的阳离子由右向左移动C. 铜电极不断溶解D. 铁电极的电极反应式为 FeCu 2+Fe 2+Cu【答案】B44近年科学家提出“ 绿色自由” 构想。把含有大量 CO2 的空气吹入 K2CO3 溶液中,再把CO2 从溶液中提取出来,并使之与 H2 反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如下图所示:回答下列问题:(1)进入分解池中主要物质是_ ;在合成塔中,若足量的 H2 与 CO2 反应,消耗4.4gCO2,生成气态的 H2O 和 CH3OH,可放出 5370J 的热量,写出该反应的热化学方程式_。(2)该工艺在哪些方面体现了“ 绿色自由” 构想中的“绿色

45、”: _;_。(3)一定条件下,往 2L 恒容密闭容器中充入 1.0molCO2 和 3.0mol H2,在不同催化剂作用下,相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图所示:催化剂效果最佳的是_(填“催化剂 I” “催化剂 ”, “催化剂” ) 。b 点 v(正)_v(逆) (填“”, “”, “=”) 。此反应在 a 点时已达平衡状态,a 点的转化率比 c 点高的原因是_。c 点时该反应的平衡常数 K=_(保留一位小数) 。(4)科学家还研究了利用温室气体制造充电电池,下图为正在研究的 NaCO2 可充电电池示意图,该装置放电时的总反应方程式为_。(5)己知 25时 H2CO3 的电离平衡常

46、数为:K al =4.4107 、K a2 =4.7l0ll ,则反应:HCO3 +H2O H2CO3+ OH 的平衡常数 K=_。【答案】 KHCO3(或碳酸氢钾) CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g) H53.7kJ/mol 减少大气中 CO2;产生清洁能源 CH3OH; K2CO3 可循环利用;能量可以循环利用;低碳经济等 催化剂 该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动 K2.1 4Na+3CO2=2Na2CO3+C K2.310 8CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g) 起始: 1 3 0 0变化: 0.6 1.8 0.6 0.6平衡: 0.

47、4 1.2 0.6 0.6 根据化学平衡常数的定义K= =2.1;(4)考查电极反应式的书写,根据装置图,负极反应式为 Nae =Na ,正极反应式为 3CO24e =2CO32 C,两式相加得到 4Na 3CO2=2Na2CO3C;(5)考查平衡常数,根据平衡常数的定义,K= =2.3108 。45金属 Mg 及其化合物有重要的用途,请回答下列问题(1 ) MgO 的重要用途有_。 (写出一种)(2 )井水中含有较多的 Ca2+、Mg 2+、HCO 3-等离子,可以通过煮沸的方式将 Mg2+转化为Mg(OH)2,发生的离子方程式是:_ 。(3 )金属 Mg 可以用来冶炼 Ti:2Mg+TiC

48、l4 Ti+2MgCl2。可以用作该反应保护气的是_。A. He B. C02 C.N2 D.HCl(4 )在蒸发皿中放人研细的碘和镁粉,无现象,滴入几滴水后立即产生大量的紫烟,紫烟的成分是_(填分子式) ;对于实验中水的作用,甲同学认为是水溶解了 I2,增大了 I2 与 Mg 的接触面积,导致了反应加快,乙同学认为是 I2 与 H2O 反应生成了酸,是酸与Mg 反应放出热量,加快了 I2 与 Mg 的反应,请利用供选试剂:0.01mol/L I2 的 CCl4 溶液、0.01 mol/L I2 水、I 2 粉、Mg 粉、蒸馏水,设计实验证明哪位同学的说法合理:_。 (包括实验过程、现象和结论)(5 )一种新型的 Mg-H2O2 酸性介质电池工作原理如图,正极发生的电极方程式为:_。【答案】 做耐火材料或冶炼 Mg Mg2+

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