2023新教材人教版化学作业与测评第4章 第1节 重点突破练

化学选择性必修1［人教版］作业与测评重点突破练——新型电池(建议用时：40分钟)1．(2023·广东四校高三综合测试)2022年中国团队在巴塞罗那获得了“镁未来技术奖”。一种以MgCl2­聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示，放电时，正极的电极反应式为Mg2＋＋2e－＋V2O5=MgV2O5。下列说法不正确的是()A．放电时，负极的电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋B．充电时，Mg2＋嵌入V2O5晶格中C．放电一段时间后，聚乙烯醇中的c(Mg2＋)几乎保持不变D．若将电解液换成MgCl2水溶液，工作时电池可能产生鼓包答案B解析由题图可知，放电时负极反应为Mg－2e－=Mg2＋，A正确；充电时阳极反应为MgV2O5－2e－=V2O5＋Mg2＋，Mg2＋从V2O5中脱离，B错误；由电池总反应为V2O5＋Mg=MgV2O5，知放电不影响电解质溶液中Mg2＋的浓度，C正确；Mg能与水缓慢反应产生H2，D正确。2．(2023·青海省海东市第一中学高三一模)我国科学家研究出一种新型水系Zn­C2H2电池(装置如图甲所示)，既能实现乙炔加氢又能发电；同时开发新型催化剂，实现CO2电催化加氢制备C3H6(装置如图乙所示)。下列说法错误的是()A．甲、乙两装置相互连接时，a应接cB．离子交换膜M与N不能选择相同的交换膜C．a极的电极反应式为C2H2＋2e－＋2H2O=C2H4＋2OH－D．甲、乙两装置相互连接时，理论上每消耗1molCO2，b极质量增大48g答案A解析甲装置中，Zn被氧化，所以b电极为负极，a电极为正极；乙池中d电极上H2O被氧化为O2，所以d电极为阳极，c电极为阴极。c应与b相连，A错误。3．(2023·河北省名校联盟高三质检)一种稳定的碱性混合聚硫化物－空气双膜二次电池充电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．充电时，a极为电源正极B．Y离子交换膜是阴离子交换膜C．放电时，Na＋向M极移动D．放电时，M极的电极反应式为Seq\o\al(2－,4)＋2e－=2Seq\o\al(2－,2)答案B解析M极中间室N极充电阴极：Seq\o\al(2－,4)＋2e－=2Seq\o\al(2－,2)充入NaOH溶液：Na＋移向阴极，OH－移向阳极阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑放电负极：2Seq\o\al(2－,2)－2e－=Seq\o\al(2－,4)负极区Na＋、正极区OH－移向中间室，生成NaOH溶液正极：2H2O＋O2＋4e－=4OH－根据充电时M极上Seq\o\al(2－,4)转化为Seq\o\al(2－,2)；硫元素的化合价降低，发生还原反应，知M极为阴极，则与M极相连的a极为电源负极，A错误；由上述分析知，Y离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；放电时M极为负极，Na＋透过X离子交换膜向中间室移动，C错误；放电时M极的电极反应式为2Seq\o\al(2－,2)－2e－=Seq\o\al(2－,4)，D错误。4．(2022·广州市高三年级调研测试)我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液。空气中的氧气与铝反应产生电流，放电时()A．铝电极上发生还原反应B．阳离子移向负极C．氧气在正极上得电子D．电流由铝板经外电路流向铂网答案C解析由题意可知，铝为负极，发生氧化反应，A错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B错误；氧气在正极得电子，发生还原反应，C正确；原电池中，电流由正极流向负极，即由铂网经外电路流向铝板，D错误。5．(2022·珠海市高三期末质量监测)一种三室可充电Zn­MnO2电池如图所示，膜N为阳离子交换膜。充电时Zn电极反应式为：Zn(OH)eq\o\al(2－,4)＋2e－=Zn＋4OH－。下列说法不正确的是()A．放电时，c室的pH减小B．放电时，Zn电极电势比MnO2电极低C．充电时，SOeq\o\al(2－,4)由b室透过M膜到a室D．充电时，MnO2电极反应式为Mn2＋＋2H2O＋2e－=MnO2＋4H＋答案D解析充电时，MnO2为阳极，发生氧化反应，电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，故D错误。6．(2022·日照市高三校际联合考试)一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装置中电极均为惰性电极，两侧电解质为同浓度的盐酸。下列说法错误的是()A．通入NO2的电极为正极，发生还原反应B．若使用的烃为C2H6，该电极反应为C2H6＋4H2O－14e－=2CO2＋14H＋C．装置中转移0.4mol电子时，有0.4NA个H＋通过质子交换膜D．装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变答案D解析通入NO2的电极上NO2转化为N2，发生还原反应，该电极为正极，A正确；若使用的烃为C2H6，C2H6转化为CO2，结合电解质溶液显酸性，知该电极反应为C2H6＋4H2O－14e－=2CO2＋14H＋，B正确；为平衡电荷，装置中转移0.4mol电子时，有0.4NA个H＋通过质子交换膜，C正确；结合B项中负极反应和正极反应：2NO2＋8e－＋8H＋=2N2＋4H2O，知装置工作时负极产生H＋，正极消耗等量的H＋，但左室中产生H2O，右室中消耗H2O，使左室中溶液pH增大，右室中溶液pH减小，D错误。7．(2022·辽宁省高三下学期联合考试)我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnO2/石墨毡)在酸性环境中可充电的电池，其放电时的工作原理如图所示：下列说法正确的是()A．放电时，MnO2/石墨毡为负极，发生氧化反应B．充电时，有机电极和外接电源的正极相连C．放电时，MnO2/石墨毡电极的电极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O=MnO2＋4H＋D．充电时，每消耗1molPTO，理论上外电路中转移电子为4mol答案D解析由于电解质溶液为酸性，充电时，有机电极的反应式为PTO＋4e－＋4H＋=HQ，故D正确。8．(2022·福建省福州市高中毕业班质量检测)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入NO和H2，以盐酸为电解质溶液来进行制备，其电池装置(图1)和含Fe的催化电极反应机理(图2)如下。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是()A．电池工作时，Pt电极为正极B．图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋C．电池工作时，每消耗2.24LNO(已折算为标准状况)，左室溶液质量增加3.3gD．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降答案C解析Pt电极为负极，故A错误；根据题意可知，NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为NH2OH＋H＋=NH3OH＋，图2中，A为HCl，B为NH3OHCl，故B错误；正极的电极反应为NO＋3e－＋4H＋＋Cl－=NH3OHCl，标准状况下2.24LNO的物质的量n＝eq\f(V,Vm)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，左室溶液增加的质量为0.1molNO和由负极区移来的0.3molH＋的质量，即质量增加3.3g，故C正确；每转移3mol电子，负极生成3molH＋，且这3molH＋均向正极区移动，则负极区pH不变，正极还消耗1mol来自盐酸的H＋，则正极区溶液的pH增大，故D错误。9．(2022·江西省重点中学高三第一次联考)某科研小组在研究硅氧材料的电化学性能时，将硅氧材料作为正极，金属锂作为负极，非水体系的LiPF6作为电解液，起在正、负极间传递Li＋的作用，且充、放电时电解液所含的物质种类不发生变化。电池放电时的总反应为5SiO2＋(4＋x)Li=2Li2Si2O5＋LixSi。下列说法中错误的是()A．硅氧材料导电性差，可与石墨形成复合物以增强电极的导电性B．电池充电时，电解液中的Li＋向锂电极移动C．放电时的正极反应为5SiO2＋(4＋x)Li＋＋(4＋x)e－=2Li2Si2O5＋LixSiD．电池充电时，外电路转移1mol电子，则硅氧材料的质量增重eq\f(28＋7x,x)g答案D10．(2022·漳州市高三教学质量检测)2021年我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂，研发出一种Zn­NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过)。下列说法错误的是()A．使用MoS2电极能加快合成氨的速率B．Zn/ZnO电极反应式为Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OC．电池工作一段时间后，正极附近的pH增大D．当电路通过10mole－时，理论上可以转化NO的质量为30g答案D解析由图可知，MoS2为原电池的正极，一氧化氮在电极的催化作用下，得到电子发生还原反应生成氨气和水，电极反应式为NO＋5e－＋5H＋=NH3＋H2O，Zn/ZnO电极为负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氧化锌，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O。由上述分析可知，当电路通过10mole－时，理论上可以转化一氧化氮的质量为60g，故D错误。11．(2022·山东烟台、德州高三一模)一种全有机质子二次电池放电原理如图所示，电极材料中的P、PO、PR均为有机高分子。下列说法正确的是()A．放电时，电极M发生氧化反应B．放电时，H＋移向电极NC．充电一段时间后，电解液的pH未变D．充电时，阳极反应为P－2e－=PO＋2H＋答案C解析由图示可知，放电时，电极M上PO得电子结合氢离子生成P，为正极，电极反应式为PO＋2ne－＋2nH＋=P，发生还原反应，A错误；由图示可知，放电时，M为正极，H＋移向电极M，B错误；根据分析可知电池总反应为PO＋PReq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2P，故充电一段时间后，电解液的pH未变，C正确；充电时的阳极反应式与放电时的正极反应式互为逆反应，则充电时，阳极反应式为P－2ne－=PO＋2nH＋，D错误。12．(2022·湖北省黄冈市高三上学期联考)微生物燃料电池可以净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2Oeq\o\al(2－,7)浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是()A．N极为电池正极，Cr2Oeq\o\al(2－,7)被还原B．该电池工作时，M极的电极反应式为CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋C．Cr2Oeq\o\al(2－,7)浓度较大时，可能会造成还原菌失去活性D．当M极产生22.4LCO2气体(标准状况)时，有4mol电子从N极进入溶液答案D解析根据图示，电子由M极流向N极，说明M极为电池负极，N极为电池正极，Cr2Oeq\o\al(