2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)專題突破6 新型化學(xué)電源的原理分析練習(xí) 新人教版

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1、2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)專題突破6 新型化學(xué)電源的原理分析練習(xí) 新人教版 1.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。該電池以Ca為負(fù)極，熔融無水LiCl—KCl混合物作電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖所示。正極反應(yīng)式為PbSO4＋2Li＋＋2e－===Li2SO4＋Pb。下列說法不正確的是(　　) A．放電過程中，Li＋向正極移動(dòng) B．常溫下電解質(zhì)是不導(dǎo)電的固體，電池不工作 C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g Pb D．該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb 答案　C 解析　原電池放電過程中，陽離子向正極移動(dòng)，A正確；根據(jù)信息可

2、知，此電池為熱激活電池，常溫下電解質(zhì)是不導(dǎo)電的固體，電池不工作，B正確；根據(jù)正極反應(yīng)式PbSO4＋2Li＋＋2e－===Li2SO4＋Pb可知，每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成10.35 g Pb，C錯(cuò)誤；該電池以Ca為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Ca－2e－===Ca2＋，故該電池總反應(yīng)為PbSO4＋ 2LiCl＋Ca===CaCl2 ＋Li2SO4＋Pb，D正確。 2．將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷正確的是(　　) A．反應(yīng)開始時(shí)，乙中電極反應(yīng)式為2I－＋2e－===I2 B．反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) C．電流表指針為零時(shí)，

3、兩池溶液顏色不再改變 D．平衡時(shí)甲中溶入FeCl2固體后，乙中的石墨電極為負(fù)極 答案　C 解析　由電池總反應(yīng)式可知，反應(yīng)開始時(shí)，乙中I－發(fā)生氧化反應(yīng)生成I2，則電極反應(yīng)式為2I－－2e－===I2，A錯(cuò)誤；反應(yīng)開始時(shí)，甲中Fe3＋在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe2＋，B錯(cuò)誤；電流表指針為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，乙中含有I2，溶液呈黃色；甲中含有Fe3＋，溶液呈黃色，它們的濃度不再改變，C正確；甲中溶入FeCl2固體后，題述平衡逆向移動(dòng)，則Fe2＋失電子生成Fe3＋，此時(shí)甲中石墨電極為負(fù)極，乙中石墨電極為正極，D錯(cuò)誤。 3．(雙選)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液

4、。下列說法正確的是(　　) A．Zn為電池的負(fù)極 B．正極反應(yīng)式為2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變 D．電池工作時(shí)OH－向負(fù)極遷移 答案　AD 解析　依據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn只能失電子，為電池的負(fù)極材料，K2FeO4為正極材料，A正確；電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則正極反應(yīng)式為2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3 ＋10OH－，B錯(cuò)誤；由題意可知放電時(shí)總反應(yīng)方程式為2K2FeO4＋3Zn＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4KOH，電解質(zhì)溶液濃度增大，C錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)OH－向負(fù)極遷移，D正確。

5、 4．[2017·天津和平區(qū)期末]鋰－空氣電池是一種新型的二次電池，其放電時(shí)的工作原理如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．正極區(qū)產(chǎn)生的LiOH可回收利用 B．電池中的有機(jī)電解液可以用稀鹽酸代替 C．該電池放電時(shí)，正極的反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．該電池充電時(shí)，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)：Li＋＋e－===Li 答案　A 解析　金屬Li在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Li＋，Li＋向正極移動(dòng)，與正極區(qū)生成的OH－結(jié)合形成LiOH，從分離出的LiOH中可以回收Li而循環(huán)使用，故正極區(qū)產(chǎn)生的LiOH可回收利用，A正確；Li能與鹽酸反應(yīng)生成H2，故電池中的有機(jī)電解液不能用稀鹽酸代替

6、，B錯(cuò)誤；該電池放電時(shí)，O2在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH－，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C錯(cuò)誤；該電池充電時(shí)，陰極上Li＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋＋e－===Li，D錯(cuò)誤。 5．裝置(Ⅰ)為鐵－鎳(Fe-Ni)可充電電池：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2；裝置(Ⅱ)為電解示意圖。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，Y附近溶液先變紅。下列說法正確的是(　　) A．閉合K時(shí)，X極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ B．閉合K時(shí)，A極的電極反應(yīng)式為NiO2＋2e－＋2H＋===Ni(OH)2 C．給裝置(Ⅰ)充電時(shí)，B極參與反應(yīng)的物質(zhì)被氧化

7、 D．給裝置(Ⅰ)充電時(shí)，OH－通過陰離子交換膜移向電極A 答案　D 解析　閉合K時(shí)，裝置(Ⅱ)為電解池，電極Y附近溶液先變紅，說明電極Y附近有OH－生成，則Y為陰極，X為陽極，故A是正極，B是負(fù)極。閉合K時(shí)，X是陽極，陽極上Cl－失去電子被氧化為Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，A錯(cuò)誤；閉合K時(shí)，A是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，因交換膜為陰離子交換膜，故通過交換膜的離子為OH－，所以A極的電極反應(yīng)式為NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－，B錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，原來的負(fù)極B與外加電源的負(fù)極相連作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，原來的正極A與外加電源的正

8、極相連作陽極，故OH－通過陰離子交換膜向電極A(即陽極)移動(dòng)，D正確。 6．[2017·河北衡水中學(xué)摸底]為解決淀粉廠廢水中BOD嚴(yán)重超標(biāo)的問題，有人設(shè)計(jì)了電化學(xué)降解法。如圖是利用一種微生物將廢水中有機(jī)物[主要成分是(C6H10O5)n]的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，下列說法中正確的是(　　) A．N極是負(fù)極 B．該裝置工作時(shí)，H＋從右側(cè)經(jīng)陽離子交換膜移向左側(cè) C．負(fù)極的電極反應(yīng)為(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋ D．物質(zhì)X是OH－ 答案　C 解析　由圖可知，O2在N極發(fā)生還原反應(yīng)生成X，則N極是正極，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽離子向

9、正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故H＋從左側(cè)經(jīng)陽離子交換膜移向右側(cè)，B錯(cuò)誤；由圖可知，M電極上有機(jī)物[主要成分是(C6H10O5)n]在微生物作用下生成H＋，則電極反應(yīng)式為(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋，C正確；O2在正極得電子被還原，與遷移來的H＋結(jié)合生成H2O，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故物質(zhì)X是H2O，D錯(cuò)誤。 7．硼化釩(VB2)-空氣電池是目前儲(chǔ)電能力最強(qiáng)的電池，電池結(jié)構(gòu)示意圖如下，該電池工作時(shí)總反應(yīng)為4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列說法正確的是(　　) A．電極a為電池負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) B

10、．每消耗1 mol VB2轉(zhuǎn)移6 mol電子 C．電池工作時(shí)，OH－向電極a移動(dòng) D．VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O 答案　D 解析　由題圖可知，空氣通入電極a，顯然電極a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；4 mol VB2發(fā)生反應(yīng)時(shí)消耗11 mol O2，同時(shí)轉(zhuǎn)移44 mol電子，故消耗1 mol VB2時(shí)轉(zhuǎn)移11 mol電子，B錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，陰離子(OH－)向負(fù)極(VB2極)移動(dòng)，C錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式的11倍即得負(fù)極反應(yīng)式，故VB2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極

11、反應(yīng)式為2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，D正確。 8．[2018·安徽省“江南十?！甭?lián)考]高鐵電池是一種可充電電池，負(fù)極材料是Zn，氧化產(chǎn)物是Zn(OH)2，正極材料是K2FeO4(易溶鹽)，還原產(chǎn)物是Fe(OH)3，電解質(zhì)溶液是KOH水溶液。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．高鐵電池放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 B．高鐵電池充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O C．高鐵電池放電時(shí)的總反應(yīng)為2FeO＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－ D．

12、高能堿性電池的工作電壓比高鐵電池更穩(wěn)定 答案　C 解析　放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)是FeO得電子，故A錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)是Zn(OH)2得電子，故B錯(cuò)誤；高鐵電池放電時(shí)的總反應(yīng)為2FeO＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－，故C正確；根據(jù)題圖可知，高鐵電池的工作電壓比高能堿性電池更穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤。 9．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．電池總反應(yīng)式為H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2 B．放電時(shí)，甲電極為負(fù)極，OH－移向乙電極 C．放電時(shí)，乙電極反應(yīng)為NiO(OH)＋H2

13、O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ D．充電時(shí)，甲電極與直流電源的正極相連 答案　C 解析　放電時(shí)，H2在甲電極放電，負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－===2H2O，正極的電極反應(yīng)式為2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－，則兩式相加得總反應(yīng)式：H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)，該電池為原電池，甲電極為負(fù)極，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以O(shè)H－向負(fù)極甲電極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；放電時(shí)，乙電極為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故C正確；放電時(shí)，氫氣在甲電極發(fā)生氧化反應(yīng)

14、，甲電極作負(fù)極，充電時(shí)，甲電極發(fā)生還原反應(yīng)，作陰極，應(yīng)與電源的負(fù)極相連，故D錯(cuò)誤。 10．如圖裝置甲是某可充電電池的示意圖，該電池放電的化學(xué)方程式為2K2S2＋KI3===K2S4＋3KI，圖中的離子交換膜只允許K＋通過，C、D、F均為石墨電極，E為銅電極。工作一段時(shí)間后，斷開K，此時(shí)C、D兩電極產(chǎn)生的氣體體積相同，E電極質(zhì)量減少1.28 g。 (1)裝置甲的A電極為電池的________極，電解質(zhì)的K＋從離子交換膜的________(填“左側(cè)”或“右側(cè)”，下同)向離子交換膜的________遷移；B電極的電極反應(yīng)式為________________________。 (2)裝置乙中

15、D電極析出的氣體是________，體積為________ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 答案　(1)負(fù)　左側(cè)　右側(cè)　I＋2e－===3I－ (2)H2(或氫氣)　224 解析　(1)由E電極(銅)的質(zhì)量減少可知E為陽極，則F為陰極，A為負(fù)極，B為正極，C為陽極，D為陰極。原電池中陽離子從負(fù)極移向正極，即K＋由左側(cè)透過離子交換膜移向右側(cè)。根據(jù)電池放電的化學(xué)方程式知，I在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成I－。 (2)D電極上首先發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu，當(dāng)Cu2＋消耗盡時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑，根據(jù)得失電子守恒，該電極析出的H2的體積為： ×22400 mL·mol－1＝224 mL。