山东省济宁一中2016届高三化学二轮复习专题78化学电源精选练习(含)鲁教版

1、专题78 化学电源1、氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH-4e-=4H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-，据此作出判断，下列说法中错误的是 （ ）A、H2在负极发生氧化反应 B、供电时的总反应为2H2+O2=2H2OC、产物为无污染的水，属于环境友好电池 D、燃料电池的能量转化率可达100%【答案】D 2、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)，下列说法中错误的是（ ）

2、A电池工作时，锌失去电子 ，锌是负极B外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5gC电池负极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2D电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中OH向正极移动，K、H向负极移动【答案】D 3、某储能电池的原理如右图所示，溶液中，阴离子为SO42，a、b均为惰性电极，充电时右槽的电极反应为。下列叙述正确的是()A.放电时，外电路的电子由a极移向b极B.放电时，溶液中H+从左槽移向右槽C.充电时，a极的反应式为D.当左槽溶液颜色由蓝色变为黄色时，电池中能量转化形式为化学能转化为电能【答案】C【解析】由充电时右槽发生电极反应 ，为得电子还原反应

3、，故b为阴极，a为阳极，左槽必发生失电氧化反应，C项正确；此时左槽颜色由蓝色变为黄色，电能转化为化学能，D项错误；根据充电时“正接正，负接负”的原则，可知放电时，a为正极，b为负极，电子由b极经外电路流向a极，A项错误；H+由负极向正极迁移，即由右槽向左槽迁移，D项错误。4、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是()A.放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2B.充电时阳极发生氧化反应C.放电时每转移3 mol电子,正极有1

4、 mol K2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强【答案】C【解析】该电池放电时负极发生氧化反应:Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,正极发生还原反应:Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,电极附近溶液碱性增强,A、D正确,C不正确;充电时阳极发生氧化反应,B正确。5、已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是 ( )A充电时作阳极，放电时作负极 B充电时作阳极，放电时作正极C充电时作阴极，放电时作负极 D充电时作阴极，放电时作正极【答案】B 6、一种具有很

5、高比能量的新型干电池的工作原理如图所示，放电时的电极反应式之一为MnO2+e一+H2O=MnO(OH)+OH-，下列说法正确的是（ ）A.铝电极上的电极反应式：Al- 3e一+3NH3.H20= Al(OH)3+3NH4+B电池工作时，NH4+、Na+移向铝电极C每消耗27 g铝就会有3 mol电子通过溶液转移到正极上D放电过程中正极附近溶液的pH减小【答案】A【解析】7、空间实验室“天宫”一号的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是()A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1.12

6、 L O2(标准状况下)B.b极上发生的电极反应是4H2O+4e-=2H2+4OH-C.d极上发生的电极反应是O2+4H+4e-=2H2OD.c极上进行还原反应,B中的H+可以通过隔膜进入A【答案】D【解析】由图可知左装置为电解池,右装置是原电池,气体X在阴极产生,即a极产生H2,气体Y在阳极产生,即b极产生O2,故A、B、C都不正确;c极反应为O2+4H+4e-=2H2O,发生还原反应,d极反应为H2-2e-=2H+,B中产生H+,A中消耗H+,故B中的H+可以通过隔膜进入A,D正确。8、乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200左右时供电，电池总反应为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H

7、2O，电池示意如图。下列说法中，正确的是（） A电池工作时，质子向电池的负极迁移B电池工作时，电子由b极沿导线流向a极Ca极上发生的电极反应是：C2H5OH+3H2O+12e=2CO2+12HDb极上发生的电极反应是：4H+O2+4e=2H2O【答案】D【解析】9、氢镍电池是广泛应用的可充电电池，放电时的总反应为H22NiOOH=2Ni(OH)2，下列有关说法中正确的是（）A该电池的正极反应为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB该电池的负极反应为H22e=2HC该电池放电时，NiOOH被氧化D该电池所用的电解质溶液为酸性溶液【答案】A【解析】放电时负极的氢气发生氧化反应生成水：H22e2O

8、H=2H2O，正极NiOOH发生还原反应，将总反应式减去负极的电极反应式得NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，A项正确10、已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2【答案】B【解析】A、电池放电时，电解质内部Li+ 向正极移动，错误；B、锂硫电池充电时，锂电极发生得电子反应，为还原反应，正确；C、两种电池的变价不同，所以比能量不相同，错误；D、充电时正接正，负接负，所以Li电极连接C电极，错误；选B。11、如图，有关零排放车载燃料电池叙述正确的是（ ）A正极通入H2，发生还原反应B负极通入H2，发生还原反应C导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移向负极D总

9、反应式为2H2+O2 = 2H2O【答案】D【解析】在燃料电池中，通入燃料H2的电极为负极。负极发生氧化反应。通入空气或氧气的电极为正极，正极发生还原反应。在电解质溶液中，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，由于是酸性介质，所以导电离子质子向负电荷较多的正极移动。该燃料电池的总反应式为2H2+O2 = 2H2O。因此正确选项为D。12、氢氧燃料电池是一种新能源。如图为氢氧燃料电池示意图。下列说法不正确的是（）Aa极是正极，b极是负极B该装置能将化学能转化为电能C电子由a极通过导线流向b极D供电时总反应为2H2+O2=2H2O【答案】A【解析】试题分析：原电池中较活泼的金属是负极，失去

10、电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。所以在氢氧燃料电池中，氢气在负极通入，氧气在正极通入，则a是负极，b是正极，A不正确，其余选项都是正确的，答案选A。考点：考查氢氧燃料电池的有关判断点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题基础性强，注重考查学生灵活应变能力，有利于提高学生的逻辑推理能力。该题的关键是熟练掌握原电池的原理，特别是电极名称的判断、电极反应式的书写等。13、镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸)，下列说法正确的是 ()A电池总反应为MgH2O2=Mg(OH)2B正极发生的电极反应为H2

11、O22H2e=2H2OC工作时，正极周围海水的pH减小D电池工作时，溶液中的H向负极移动【答案】B【解析】根据镁与H2O2两种物质的性质，容易知道负极发生镁失电子的反应，正极发生H2O2得电子的反应，电解质呈酸性，故电池总反应为MgH2O22H=Mg22H2O；正极消耗H，pH增大；原电池中阳离子向正极移动，故溶液中的H向正极移动。14、乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为：2CH2CH2 + O2 2CH3CHO。 下列有关说法正确的是（ ）A该电池为可充电电池B电子移动方向：电极a磷酸溶液电极bC正极反应式为：CH2CH22e- + 2OH

12、- CH3CHO + H2OD每有0.1mol O2反应，则迁移H+ 0.4mol【答案】D【解析】A、该电池是燃料电池，不能充电，A不正确；B、原电池中负极失去电子，乙烯在负极通入，但电子只能通过导线和电极传递，不能通过溶液传递，B不正确；C、正极得到电子，发生还原反应，因此氧气在正极放电，电极反应式为O24e- + 4H 2H2O， C不正确；D、根据O24e- + 4H 2H2O可知，每有0.1mol O2反应，则迁移H+ 0.4mol，D正确，答案选D。15、报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续

13、使用一个月才充一次电。其电池反应为： 则下列说法错误的是( )A放电时CH3OH参与反应的电极为正极 B充电时电解质溶液的pH逐渐增大 C放电时负极的电极反应为：CH3OH6e8OH CO32 + 6H2OD充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子【答案】A 16、粗盐中除有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。精盐是用粗盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验完成下列问题：(1)实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程：放置酒精灯；固定铁圈位置；放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液)；加热搅拌；停止加热。其正确的操作顺序为_。(

14、2)如何运用最简单的方法检验溶液中有SO：_。如果有，应该如何除去SO：_。(3)在粗盐经过溶解、过滤、除SO后的溶液中滴加饱和Na2CO3溶液，直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是_。【答案】(1)(2)先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则说明含有SO加适量BaCl2溶液，过滤(3)除去Ca2、少量的Mg2及过量的Ba2【解析】(1)实验室在组装仪器时所遵循的原则是自下而上，从左到右，故正确的操作顺序为。(2)由于SO可与Ba2结合生成BaSO4白色沉淀，故可向溶液中加入可溶性钡盐，但要遵循不引入新杂质的原则。(3)为了使杂质离子除净，所用试剂均应稍过量，加Na2CO3

15、的目的是为了除去Ca2、少量的Mg2和过量的Ba2。17、根据如图所示装置，请回答：(1)在A中加试剂后，立即打开止水夹C，B中的现象是_，离子方程式是_。(2)一段时间后，关闭止水夹C，B中的现象是_，离子方程式是_。【答案】(1)导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3(2)A中液体进入B中，B中液面上升；白色沉淀逐渐溶解，产生气泡Al(OH)33H=Al33H2O、HCO3-+H+=CO2+H2O【解析】(1)装置A中反应产生的气体是CO2，进入B中现象是导管口有气泡冒出，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝白色沉淀；(2)关闭止水夹C，产生气体使压强

16、增大将液体压入试管B中，使H与开始生成的Al(OH)3相遇发生反应。18、Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质,可通过下列方法制备:在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反应温度为80 ,边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中,反应完全后,过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应方程式为:2AgNO3+4KOH+K2S2O8Ag2O2+2KNO3+2K2SO4+2H2O回答下列问题:(1)上述制备过程中,检验洗涤是否完全的方法是 。(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反

17、应方程式: 。(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g,在一定的条件下完全分解为Ag和O2,得到224.0 mL O2(标准状况下)。计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位) 。【答案】(1)取少许最后一次洗涤滤液,滴入12滴Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤滤液,滴入12滴酚酞溶液,若溶液不显红色,表示已洗涤完全)(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag(3)n(O2)=1.000×10-2 mol设样品中Ag2O2的物质的量为x,Ag2O的物质的量为y得

18、w(Ag2O2)=0.91【解析】(1)中,从方程式可知:检验洗涤是否完全,就是检验最后一次洗涤滤液中是否还含有SO42,可用Ba(NO3)2溶液。(2)中,明确原电池的正、负极反应,依据质量守恒和得失电子守恒,写出并配平氧化还原反应即可,注意介质为KOH溶液,即得:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2Ag+2K2Zn(OH)4。(3)中,因为Ag2O2和Ag2O在加热条件下,均可分解:Ag2O22Ag+O22Ag2O4Ag+O2可分别设Ag2O2、Ag2O物质的量分别为x,y,利用总质量和O2的物质的量列出方程组:解方程组得出Ag2O2的质量,即可解出其质量分数。19、已知1L某溶液中

19、含有FeI2和FeBr2两种溶质，分析知Fe2+、I、Br的物质的量比为1:1:1。取出1/10体积该混合溶液进行氧化还原反应滴定。发现吸收3.36L(SPT)的氯气，溶液中的溶质离子刚好完全被氧化到I2、Br2、Fe3+。请回答：（1）求混合溶液中各溶质的物质的量浓度（2）若向原混合溶液中通入氯气，当溶液中I有一半被氧化，通入的氯气在标况下体积约为多少升？（3）当溶液中Br有一半被氧化时，通入的氯气在标况下所占体积又是多少升？此时溶液中溶质的物质的量浓度约为多少？【答案】（1）c(FeI2)=c(FeBr2)=0.5(mol/L) (2) V(Cl2) =5.6(L)(3)c(FeCl3)=

20、5/6(mol/L) c(FeBr3)1/6(mol/L)【解析】（1）主要离子反应有：2I+Cl2=2Cl+I2；2Fe+Cl2=2Fe3+2Cl；2Br+Cl2=Br2+2Cl01L溶液吸收0.15molCl2，原溶液吸收1.5molCl2。c(FeI2)=c(FeBr2)=1.5/3=0.5(mol/L)(2)V(Cl2)=0.5×1×1/2×22.4=5.6(L)(3)V(Cl2)= 0.5×5×1/2×22.4=28(L)c(FeCl3)=(10.5/3)=5/6(mol/L)c(FeBr3)=0.5/3=1/6(mol/L

21、) 或 15/6=1/6(mol/L)20、W、X、Y和Z都是周期表中前20号元素，已知：W的阳离子和Y的阴离子具有相同的核外电子排布，且能形成组成为WY的化合物；Y和Z属同族元素，它们能形成两种常见化合物；X和Z属同一周期元素，它们能形成两种气态化合物；W和X能形成组成为WX2的化合物；X和Y不在同一周期，它们能形成组成为XY2的化合物。请回答：(1)W元素是_；Z元素是_。(2)化合物WY和WX2的化学式分别是_和 _。(3)Y和Z形成的两种常见化合物的分子式是_和_。(4)写出X和Z形成的一种气态化合物跟WZ反应的化学方程式：_【答案】(1)钙氧(2)CaSCaC2(3)SO2SO3(4

22、)CO2CaO=CaCO3【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题重点考察了元素周期表和元素周期律的应用。21、（1）A、B、C三种物质的分子式都是C7H8O。若滴入FeCl3溶液，只有C呈紫色；若投入金属钠，只有B无变化。写出A、B的结构简式：A_，B_。C有多种同分异构体，若其一溴代物最多有两种，C的这种同分异构体的结构简式是_。（2）有7瓶有机物A、B、C、D、E、F、G，它们可能是苯、甲苯、己烯、苯酚、乙醇、乙酫、乙酸，为确定每瓶成分，进行下列实验：取7种少量有机物，分别加水，振荡后与水分层的是A、D、G；取少量A、D、G分别加入溴水，振荡后，只有D不仅能使溴水褪色，

23、而且油层也无色；取少量A、G，分别加入酸性KMnO4溶液，振荡后，G能使酸性KMnO4溶液褪色；取A少量，加入浓H2SO4和浓HNO3，加热后倒入水中，有苦杏仁味黄色油状液体生成；取少量B、C、E、F，分别加入银氨溶液，经水浴加热后，只有B出现银镜；取少量C、E、F，若分别加入金属钠，均有H2放出；若分别加入Na2CO3溶液，只有F有气体放出；取少量C、E，滴入FeCl3溶液，E溶液呈紫色；取少量C、F，混合后加入浓H2SO4，加热后有果香味的油状液体生成。试推断AG各是什么物质？A_，B_，C_，D_，E_，F_，G_。【答案】（1） （2）苯 乙醛 乙醇 己烯 苯酚 乙酸 甲苯【解析】（1

24、）C能遇FeCl3水溶液变紫色，说明属于酚类，应为：C与Na能反应，A与Na也能反应，说明A中也有羟基且羟基不能与苯环直接相连，则为醇。B中没有羟基，但与醇A、酚C又是同分异构体，可以考虑属于醚。（2）由可知：A、D、G可能是苯、甲苯和己烯，不可能为苯酚，因为所取有机物为少量。由可知：D应是己烯，因烯烃可与溴水发生加成反应。由可知：G为甲苯，而A则为苯。由可知：B中含有CHO，所以B是乙醛。由可知：F是乙酸，因只有乙酸可与Na2CO3反应，而放出CO2气体。由可知：E为苯酚，因苯酚遇FeCl3溶液而呈紫色，C则为乙醇。22、已知A、B、C、D是短周期元素，其中只有D的原子序数大于10，A与B可

25、形成正四面体结构的分子，甲的化学式通常用D的元素符号表示，乙是由2个C原子组成的单质，丙分子中A与B原子个数比为21，丁是由A、B、C三种原子构成的化合物。甲、乙、丙、丁具有相同的电子数。(1)丙的电子式为_。(2)在常温下，若1 mol甲与乙完全燃烧放出296 kJ热量，写出甲与乙反应的热化学方程式_。(3)以铂为电极，KOH为电解质溶液，在两极分别通入乙和丙可以形成原电池，写出正极的电极反应式_。(4)写出丁物质表现氧化性的化学方程式_。(5)请写出一种物质X的化学式，使它满足：X能与乙发生反应；等物质的量的X和丙分别与乙反应，消耗相同质量的乙。X的分子式为_。【答案】(2)S(s)O2(

26、g)=SO2(g) H296 kJ·mol1(3)2H2OO24e=4OH(4)HCHOH2CH3OH(5)如C2H6O、C3H4O2(其他符合题意者也可)【解析】由A、B、C的原子序数小于10，A与B可形成正四面体结构的分子(CH4)。可知A和B分别为H和C，由丙分子中A与B原子个数比为21，可知丙分子为C2H4；由甲、乙、丙、丁具有相同的电子数，乙是由2个C原子组成的单质，可知C为O，乙是O2。丁是由A、B、C三种原子构成的化合物，电子数为16，故为HCHO。乙和丙可以形成原电池时，正极O2得电子。与C2H4耗氧量相同可以相差若干个H2O和CO2。23、下面是生活中常见的两种电池

27、，根据提供的信息回答后面的问题。(1)有一种常用的电池叫锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7)，由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年，它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：LiMnO2=LiMnO2。试回答： 锂电池比容量特别大的原因是_。锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因_。(2)下表是两个电池外壳上的说明文字。上述进口电池的电动势是_V。上述国产电池最多可放出_mAh的电量；若该电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用_h。【答案】(1)锂的摩

28、尔质量小 2Li2H2O=2LiOHH2 (2)1.2 600 20【解析】(1)锂的相对原子质量是金属中最小的，只有7；根据比容量的定义，可得锂电池比容量大的原因。锂是活泼的碱金属，能和水发生化学反应，所以不能用电解质的水溶液。(3)根据提供的电池上面的信息以及理解“mAh”的意义是解答的关键。在计算过程中，还要注意单位的换算，将“安”换算成“毫安”：600 mAh÷(0.03 A×1 000 mA A1)20 h。24、一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是（）A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4. 48 L氧气C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OH【答案】C【解析】结合题意，该电池总反应即是乙醇的氧化反应，不消耗H，故负极产生的H应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O24e4H=2H2O，D项错误，转移0.4mol电子时，消耗