2020年高考化学热点专练五新型电池(含答案)

1、热点5新型电池【命题规律】本专题的试题主要以元素化合物知识为载体，考查新型原电池的工作原理及应用，电极的判断，电极 产物的分析，电极反应式和总反应式的书写，电解过程的计算等。属高频考点，题型可以是选择题，也可 以是填空题，难度以中等或难题为主。考查的核心素养以证据推理与模型认知和变化观念与平衡思想为主。 【备考建议】2020年高考备考关注的命题点：理论联系实际，以生活、生产内容为题材进行命题。【限时检测】（建议用时：30分钟）1. （2019陕西省宝鸡市宝鸡中学高考模拟）最近报道的一种处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图如下。装置工作时，下列说法不正确的是A.化学能转变为电能B.盐桥中向*极移动C

2、.电子由X极沿导线流向Y极D. Y极发生的反应为 2NO3- + 10e-+12H+=N2+ 6H2O,周围pH增大【答案】B【详解】根据题意，利用该装置发电，说明该装置为原电池装置，根据图象，NH3在X电极上转化成N2,N的化合价由一3价一0价，化合价升高，根据原电池工作原理，即 X电极为负极，Y电极为正极；A、该装置为原电池，将化学能转化成电能，故 A说法正确；B、根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即 K+向Y电极移动，故 B说法错误；C、根据原电池的工作原理，电子从X电极经外电路流向 Y电极，故C说法正确；D、根据图象，Y电极上NO3一N 2,化合价降低，电极反应式为 2NO3 +

3、12H+ + 10e =N 2+ 6H2O,消耗H + ,因此pH增大，故D说法正确。2. （2018河北省衡水中学高考模拟）我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是A.该制氢工艺中光能最终转化为化学能B.该装置工作时，H+由b极区流向a极区C. a极上发生的电极反应为 Fe3+e-=Fe2+D. a极区需不断补充含 Fe3+和Fe2+的溶液【答案】A【分析】本题考查太阳能光催化和光电催化，为解决天然气和石油化工过程中产生的大量H2s资源高值化转化（H2+S）提供了一个潜在的新途径，是电化学的应用，有一定的难度。解题关键：抓住电子流动的方

4、 向，理清发生的氧化还原反应。【解析】A、该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，故A正确；B、该装置工作时，H*由b极区放电生成氢气，a极区流向b极区，故B错误；C、a极上发生氧化反应，失电子，所以a极上发生的电极反应为 Fe2+-e Fe+,故C错误；D、该过程涉及两个反应步骤，第一步利用Fe0/Fe2+电对的氧化态高效捕获H2s得到硫和还原态，所以 a极区无需不断补充含 Fe3+和Fe"的溶液，故D错误。3. （2019山东省德州市高考联考模拟）以CH4、02、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备 N2O5,装置如图所示。下列说法正确的是A.石墨1为电池负极，Pt2为电

5、解池阳极2-B.石墨2上的电极反应为：Oz+2CO2-4e =2CO3+C.阳极的电极反应为：N2O4+2HNO 3-2e=N2O5+2HD.每制得1molN2O5,理论上消耗标况下 2. 8L的CH4【分析】图中左侧装置为燃料电池，石墨 1:通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+4CO3-8e=6CO2,石墨2：通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-, N2O5中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是 +5价.因此应该在左侧生成N2O5,即在阳极区域生成，据电极反应离子放电顺序可知：Pt2极阴

6、极发生2H+2e=H2能反应，Pti极阳极为N2O4+2HNO3-2e- 2N2O5+2H + ,以此解答该题。【详解】A.根据上面分析可知石墨 1为电池负极，PL为电解池阴极，故 A错误;B.石墨2上的电极反应为：O2+4e-+2CO2=2CO32-,故B错误；C.阳极的电极反应为：N2O4+2HNO 3-2e- 2N2O5+2H + ,故C正确;D.电极反应式：CH4+4CO32-8e-=6CO2, N2O4+2HNO 3-2e- 2N2O5+2H + ,根据转移电子数相等，每制得ImolN 2O5,理论上消耗标况下 CH4 1父22/ =2.8L,故D错误。84. （2019东北三省三校

7、（辽宁实验中学、东北师大附中、哈师大附中）高考联考模拟）高镒酸钾在化工医药、水处理等很多方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷一空气的碱性燃料电池。下列说法不正确的是生成目标产物转移电子数= 转移电子总数M00%)（已知电流效率A.电源负极的电极反应式为C2H6-14e-+18OH =2CO32-+12H2OB.该离子交换膜为阴离子交换膜C. a极为直流电源的正极D.若消耗 0.02mo1 02,产生 0.055molKM叫,则）? = 63.75%【答案】B【详解】A.电源负极上乙烷在碱性条件下失电子产生碳酸根离子，反应的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2C

8、O32-+12H2。，选项 A 正确；B.电解池左侧Pt电极的电极反应为 MnO42-e-=MnO4-,右侧稀氢氧化钾溶液变为浓氢氧化钾溶液，右侧电极反应为2H2O+2e=H2 T +2OH,钾离子通过离子交换膜进行右侧，故该离子交换膜为阳离子交换膜，选项B不正确；C.电解池左侧Pt电极的电极反应为 MnO42-e=MnO4, Pt电极为阳极，则a极为直流电源的正极，选项 C 正确；D. O2发生的电极反应为 O2+4e-+2H2O=4OH-,若消耗0.02mo1O2,转移电子数为 0.02mo1X4=0.08mol ,根据电极反应MnO 42- -e-=MnO 4,产生0.055mol*MH

9、O,i，转移电子数为 0.055mol,电流效率0。55m山r=, X100%=68.75% ,选项 D 正确。,086川5. （2019福建省莆田一中、四中高考模拟）我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S+O2=H2O2+S,已知甲池中发生反应:0 (AQ)R。下列说法正确0IT (HzAQ)的是中池乙池A.甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H + - 2e =H 2AQB.乙池溶液中发生的反应为H2S+I3=3I +S+2HC.该装置中电能转化为光能D. H卡从甲池移向乙池【解析】A、甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ+2H +2e

10、-=H2AQ , A 错误;B、在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，碘单质得电子生成，发生的反应为 H2S+I3-=3I-+SJ +2H B正确;C、根据图中信息知道是将光能转化为电能的装置,C错误；D、装置的是原电池装置，原电池中阳离子移D错误。向正极，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池,6. （2019东北育才学校科学高中部高考模拟）下图是新型镁-锂双离子二次电池，下列关于该电池的说法不正确的是（）LiFvPOiLiFvPO4雷Mr：孙口的济港 Li：SQ*京浦旅A.放电时，Li +由左向右移动B.放电时，正极的电极反应式为 Li 1-xFePO4+xLi +xe=LiFePO 4C

11、.充电时，外加电源的正极与Y相连D.充电时,导线上每通过1mole,左室溶液质量减轻 12g【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+,右边为正极得电子发生还原反应，反应式为 Lii-xFePO4+xLi+xe=LiFePO4,阳离子移向正极;充电时，外加电源的正极与正极相连，负极与负极相连，结合电子转移进行计算解答。【详解】A.放电时，为原电池，原电池中阳离子移向正极，所以Li+由左向右移动，故 A正确;B、放电时，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li 1 xFePO4+xLi+xe =LiFePO4,故 B 正确;C、充电时，外加电源的正极与正极相

12、连，所以外加电源的正极与Y相连，故C正确;D、充电时，导线上每通过1mole，左室得电子发生还原反应，反应式为Mg2+2e=Mg ,但右侧将有1molLi +移向左室，所以溶液质量减轻12-7= 5g,故D错误。7.名校高考模拟题精选（1） （2019安徽省六安市第一中学高考模拟，节选）H2是一种重要的清洁能源。2018年我国某科研团队利用透氧膜,步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料。其工作原理如=3,则膜I侧的电极方程式为O透氧膜膜I侧ch4co. h2图所示（空气中 N2与。2的物质的量之比按 4： 1计）。工作过程中，膜I侧所得（2） （2019山东省济南外国语学校高考模拟，节选）根据

13、题意完成下列问题:有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。若A为SO2, B为。2, C为H2SO4,则负极反应式为 ,电池总 反应式为。（3） （2019山东省四校高考联考模拟）利用在特定条件下用钳电极（阳极为钳丝）电解饱和硫酸氢钾溶液的方法制备K2s2。8（过二硫酸钾）。在低温下电解液中主要含有K+、H+和a5。4离子，电流通过溶液后发生反应。阳极区电极反应式为 , X为 交换膜（填瓶子”、雨离子”或阴离子”）当电路中通过0.2mol e-时，两边溶液质量的变化差为 。甲烷燃料电池采用钳为电极，两电极上分别通入CH4和。2,电解质溶液为300mL 1.0mol L-

14、1的NaOH溶液。当02通入量为8.96L（标准况）且反应完全时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺 序为。【答案】 12H2O+O2 +28e-=12H2 T +140（2）SO2+ 2H2。 2e = SO42 + 4H +2SO2+。2+ 2H2O = 2H2SO4或 2SO2+ O2 + 2HzO= 4H+ + 2SO42 2HSO4-2e-=S2O82-+2H+质子 0.2g.c（Na+）c（HCO 3-）c（C032-）c（0H-）c（H+）【分析】（1）由图可知：在膜II测CH4中的C失去电子被氧化为 CO,膜I侧氧气水得到电子，据此分析 解答；（2） SO2-O2-H2SO4形成

15、燃料电池，通 。2的电极为正极发生还原反应，同S02的电极为负极发生氧化反应，书写电极反应式按照先总后分的顺序，先写出总的原电池方程式，然后写出正极的电极反应式，用 总方程式减去正极反应式就是负极的电极反应式。【详解】（1）由图可知：在膜II测CH4中的C失去电子被氧化为 CO,膜I侧氧气、水得到电子，每 1molO2反应，得到4个电子，在膜I侧发生的电极反应为： O2+4e-=2O2-,H2O+2e-=H2+O2-T,假设。2为1,则N2为4,由于在空气中N2与。2的物质的量之比按 4: 1,反应后膜I侧所得n( H 2 )=3则反应后得到 出 n N2为12,即有12molH2O发生反应产

16、生 H2,所以+12X可得膜I的总反应式：12H2O+O2 +28e=12H2 T +14O;(2) .原电池总方程式为 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,正极的电极反应式为O2+4H+4e=2H2。，用总的减去正极的电极反应式得负极电极反应式为SO2+ 2H2O - 2e = SO42 + 4H ,因此，本题正确答案是：SO2+2H2O _2e =SO42 +4L; 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4或2SO2+O2+2H2O= 4H+ + 2SO42(3) .电解硫酸氢钾溶液制备过二硫酸钾，所以说明硫元素化合价升高，即阳极为硫酸氢离子失去电子生成过二硫酸根离子，电极反应为：2HSOJ2e=S2O82-+2H + ；溶液为酸性，反应生成过多的氢离子，阴极反应为：2H+2e=H2,所以为质子交换膜。当有 0.2mol电子转移时，阳极