章節(jié)限時訓(xùn)練化學(xué)電源

2022—2022屆高二第一學(xué)期化學(xué)人教版選修四章節(jié)限時訓(xùn)練第四章第二節(jié)化學(xué)電源1.金屬—空氣電池是一種新型便攜式能源,它由金屬電極、含水的堿性電解質(zhì)糊和多孔的電極膜組成,它能從空氣中吸收氧氣。其工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是()A.若用金屬鋅和空氣構(gòu)成電池,則b極的電極反應(yīng)式為;電解質(zhì)糊中含有的移向電池的a極B.鋅—空氣電池在工作的過程中電池的質(zhì)量不斷增加C.為減小電池質(zhì)量,人們將金屬鈉作為潛在的電極進(jìn)行研究,若分別消耗鈉和鋅,則鈉比鋅多轉(zhuǎn)移電子約D.鋅—空氣電池若被帶到氣壓較低的山頂上使用其用電器上的電壓將比在地勢較低處的高2.下列離子方程式書寫錯誤的是()A.用白醋除鐵銹：B.用惰性電極電解溶液：C.用稀硫酸除去硫酸鈉溶液中少量的硫代硫酸鈉：D.向含的污水中加入NaClO將轉(zhuǎn)化為：3.如圖所示的裝置中,M為金屬活動性順序表中位于氫之前的金屬,N為石墨棒,下列關(guān)于此裝置的敘述中不正確的是()A.N上有氣體放出

B.M為負(fù)極,N為正極

C.是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

D.導(dǎo)線中有電流通過,電流方向是由M到N4.根據(jù)反應(yīng)(未配平)設(shè)計如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1,溶液的體積均為200mL,鹽橋中裝有飽和溶液。下列說法不正確的是(

)A.石墨b是原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)

B.甲燒杯中的電極反應(yīng)式:

C.電池工作時,鹽橋中的陰陽離子分別向乙甲燒杯中移動,保持溶液中的電荷平衡

D.忽略溶液體積變化,濃度變?yōu)閙ol/L,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為mol5.以柏林綠為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電原理如圖所示。下列說法正確的是()A.放電時，Mo箔上的電子流向Mg箔B.充電時，左室中的濃度增大C.充電時，陰極上發(fā)生反應(yīng)D.放電時，外電路中通過mol電子時，右室電解質(zhì)的質(zhì)量增加g6.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A.反應(yīng)，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上氫氣參與的電極反應(yīng)為C.電池工作時，向電極B移動D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為7.研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種"水"電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電,在海水中該電池的總反應(yīng)可表示為5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl。下列有關(guān)"水"電池在海水中放電的說法正確的是(

)A.正極反應(yīng)式:Ag+Cl--e-AgCl

B.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子

+不斷向“水”電池的負(fù)極移動

是還原產(chǎn)物8.將兩個鉑電極放置在KOH溶液中,然后分別向兩極通入CH4和O2,即可產(chǎn)生電流,稱為燃料電池,下列敘述正確的是(

)①通入CH4的電極為正極;②正極的電極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-=4OH-;③通入CH4的電極反應(yīng)式是CH4+2O2+4e-=CO2+2H2O;④負(fù)極的電極反應(yīng)式是CH4+10OH--8e-=+7H2O;⑤放電時溶液中的陽離子向負(fù)極移動;⑥放電時溶液中的陰離子向負(fù)極移動A.①③⑤

B.②④⑥

C.④⑤⑥

D.①②③9.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列敘述不正確的是(

)

A.放電時負(fù)極反應(yīng)為:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

B.充電時陽極反應(yīng)為:

C.放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1molK2FeO4被氧化

D.放電時正極附近溶液的堿性增強(qiáng)10.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)=Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)。下列說法錯誤的是(

)A.電池工作時,鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式:2MnO2(s)+2H2O(l)+2e-=2MnOOH(s)+2OH-(aq)

C.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過電子,鋅的質(zhì)量理論上減小11.最近，科學(xué)家成功研制出一種電源，該電源在消耗二氧化碳的同時，還可釋放電能。電源電極為鋁電極和多孔碳電極，電解質(zhì)溶液為草酸鹽溶液，放電過程中草酸鹽濃度基本不變，電源示意圖如圖所示。下列有關(guān)該電源的說法正確的是（）A.鋁電極電勢高于多孔碳電極B.用該電源電解飽和食鹽水，理論上每消耗1mol二氧化碳可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下L氫氣C.若生成mol草酸鋁，有3mol電子通過電解質(zhì)溶液D.正極的電極反應(yīng)式為12.將用導(dǎo)線連接的電極X、Y插入裝有硫酸銅溶液的燒杯中（外電路中電子流向如圖所示）。據(jù)此判斷下列說法正確的是（）A.外電路中電流方向為X→YB.若電極材料分別為鋅片和銅片，則Y為鋅片極上發(fā)生還原反應(yīng)D.若電極材料都是金屬，則金屬活動性：X＞Y13.我國科技工作者設(shè)計了能夠處理合成氨工業(yè)廢氣(主要成分為和)的電池,工作原理如圖所示。下列說法正確的是()極的電勢比a極的電勢高B.電池工作時每轉(zhuǎn)移電子b極消耗C.通時生成的中既含離子鍵又含共價鍵和配位鍵極的電極反應(yīng)式為14.實(shí)驗室以某燃料電池為電源模擬工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對水體的污染的裝置如圖所示，電解過程中Fe電極附近有產(chǎn)生。下列說法不正確的是()A.電解過程中，裝置A中Fe電極附近溶液顏色變化為無色→黃色→淺綠色電極的電極反應(yīng)式：C.裝置B的中間室中的移向右室，移向左室mol甲醇參加反應(yīng)時，整個裝置能產(chǎn)生mol15.某探究活動小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6稀硫酸中，乙同學(xué)將電極放入6的NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)式：負(fù)極______________________________，正極_____________________________。(2)乙池中負(fù)極為________，正極發(fā)生________反應(yīng)，總反應(yīng)的離子方程式為________。(3)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出________(填寫元素符號，下同)活動性更強(qiáng)，而乙會判斷出________活動性更強(qiáng)。(4)由此實(shí)驗，可得到如下哪些結(jié)論？________。A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C.該實(shí)驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實(shí)用價值D.該實(shí)驗說明化學(xué)研究對象復(fù)雜，反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析(5)上述實(shí)驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序直接判斷原電池中正、負(fù)極”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，則請你提出另一個判斷原電池正、負(fù)極可行的實(shí)驗方案：__________________。16.輔助的電池工作原理如圖所示。該電池電容量大，能有效利用，電池反應(yīng)產(chǎn)物是重要的化工原料。電池的負(fù)極反應(yīng)式：__________________________。電池的正極反應(yīng)式：反應(yīng)過程中的作用是_________________。該電池的總反應(yīng)式：_________________。17.天然氣既是高效潔凈的能源，又是重要的化工原料，在生產(chǎn)、生活中用途廣泛。（1）已知25℃、101kPa時，1g甲烷不完全燃燒生成CO和液態(tài)水時放出熱量，則該條件下反應(yīng)的________。（2）甲烷可以消除氮氧化物污染。如：。①下列措施能夠使該反應(yīng)速率加快的是________。a.使用催化劑 b.降低溫度 c.及時分離水d.把容器的體積縮小一倍 e.充入f.恒容下，充入Ar惰性氣體②若上述反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，下列敘述能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________。a.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 b.正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為0c.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化 d.混合氣體的質(zhì)量不再變化e. f.單位時間內(nèi)生成1mol同時生成2mol（3）甲烷可直接應(yīng)用于燃料電池，該電池采用可傳導(dǎo)的固體氧化物為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)為，其工作原理如下圖所示：①外電路電子移動方向：________（填“a極到b極”或“b極到a極”）。②a極電極發(fā)生________反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。18.新能源汽車所用蓄電池分為鉛酸蓄電池、二次鋰電池、空氣電池等類型。請回答下列問題：

（1）2022年諾貝爾化學(xué)獎授予了為鋰離子電池發(fā)展作出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。如圖所示為水溶液鋰離子電池體系。放電時，電池的負(fù)極是(填“a”或“b”），溶液中從遷移（填“a向b”或“b向a”）。（2）鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，電壓穩(wěn)定，安全可靠，價格低廉，應(yīng)用廣泛。電池總反應(yīng)為。

①放電時，正極的電極反應(yīng)是，電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度（“增大”“減小”或“不變”），當(dāng)外電路通過mol時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加g。②用該蓄電池作電源，進(jìn)行粗銅（含Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉。如圖所示，電解液c選用

溶液，A電極的材料是，B電極反應(yīng)是。③用該蓄電池作電源，A、B為石墨電極，c為氯化鈉溶液，進(jìn)行電解。則A電極產(chǎn)生的氣體是，B電極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”）。既是一種重要的能源,也是一種重要的化工原料。（1）.甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒,其目的是__________。（2）.以CH4為燃料可設(shè)計成結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池,其工作原理如圖所示,則通入a氣體的電極名稱為__________,通入b氣體的電極反應(yīng)式__________。(質(zhì)子交換膜只允許H+通過)（3）.在一定溫度和催化劑作用下,CH4與CO2可直接轉(zhuǎn)化成乙酸,這是實(shí)現(xiàn)“減排”的一種研究方向。①在不同溫度下,催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示,則該反應(yīng)的最佳溫度應(yīng)控制在__________左右。

②該反應(yīng)催化劑的有效成分為偏鋁酸亞銅(CuAlO2,難溶物)。將CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體,其離子方程式為__________。

（4）.CH4還原法是處理NOx氣體的一種方法。已知一定條件下CH4與NOx反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2和CO2,若標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4可處理NOx,則x值為__________。

參考答案1.答案：D解析：若用金屬鋅和空氣構(gòu)成電池,則金屬鋅為負(fù)極,吸收氧氣一端的電極即b極為正極,所以b極的電極反應(yīng)式為,在原電池中陰離子向負(fù)極移動,A正確;鋅—空氣電池在工作的過程中要不斷吸收氧氣,所以電池的質(zhì)量不斷增加,B正確;消耗1g鈉時轉(zhuǎn)移電子約為mol,消耗1g鋅時轉(zhuǎn)移電子約為mol,則消耗1g鈉比消耗1g鋅多轉(zhuǎn)移電子mol,C正確;山頂上氣壓低,氧氣濃度小,電池的電壓低,D錯誤。2.答案：A解析：醋酸是弱酸，在離子方程式中不能拆開寫，故A錯誤；用惰性電極電解溶液時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，故B正確；與可反應(yīng)生成二氧化硫、單質(zhì)硫和，C正確；向含的污水中加入NaClO將轉(zhuǎn)化為，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，故D正確。3.答案：D解析：原電池中活潑金屬為負(fù)極,失去電子,即M為負(fù)極;溶液中的氫離子在正極得到電子被還原為,則N為正極。電流方向應(yīng)由正極(N)流向負(fù)極(M)。4.答案：D解析：根據(jù)所給反應(yīng)式,Fe的化合價升高,因此石墨b為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確:石墨a為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為,故B正確;鹽橋的作用是形成閉合回路,同時保持溶液中電荷平衡,根據(jù)原電池工作原理,陽離子向正極移動,即K+向甲燒杯移動,向乙燒杯移動,故C正確:生成的物質(zhì)的量為,根據(jù)反應(yīng)式:知電路中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為,故D錯誤。5.答案：C解析：分析題圖可知，放電時，Mg箔作負(fù)極，Mo箔作正極，Mg箔上的電子流向Mo箔，故A錯誤；充電時，Mg箔為陰極，在陰極上得到電子生成Mg，左室中的通過陽離子交換膜向Mg箔移動，左室中的濃度減小，B錯誤，C正確；放電時，右室負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)，外電路中通過mol電子時，負(fù)極消耗molMg，同時有mol移入左室，故右室電解質(zhì)的質(zhì)量減少g=g，D錯誤。6.答案：D解析：①由可知，當(dāng)有1mol甲烷參加反應(yīng)，可轉(zhuǎn)移6mol電子。②電極A上的產(chǎn)物為二氧化碳和水，碳元素和氫元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極A為負(fù)極，氫氣參與的電極反應(yīng)式為；通入氧氣和二氧化碳的電極B為正極，其電極反應(yīng)式為；該電池工作時，內(nèi)電路中的陰離子(碳酸根離子)從正極(B極)移向負(fù)極(A極)，陽離子從負(fù)極移向正極。7.答案：B解析：原電池的正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),A項錯誤;每生成1molNa2Mn5O10有2molAg被氧化,轉(zhuǎn)移2mol電子,B項正確;原電池中的陽離子移向正極,所以Na+不斷向“水”電池的正極移動,C項錯誤;銀的化合價升高被氧化,AgCl是氧化產(chǎn)物,D項錯誤。8.答案：B解析：據(jù)題意知,發(fā)生的反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O,反應(yīng)產(chǎn)生的CO2處于KOH溶液中,又會轉(zhuǎn)化為,故④是正確的O2得e-被還原,作正極,①錯誤,②正確。溶液中離子移動情況受溶液(原電池內(nèi)電路)中電流方向影響,內(nèi)電路電流方向是由負(fù)極流向正極,陽離子的移動方向與電流方向相同,故在溶液(原電池內(nèi)電路)中陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,⑤錯誤,⑥正確9.答案：C解析：放電為原電池,負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,A對。充電時是電解池,陽極發(fā)生氧化反應(yīng)為,B對。原電池中正極得電子,發(fā)生的是還原反應(yīng),C錯。正極反應(yīng)為2K2FeO4+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-,有OH-生成,所以正極附近堿性增強(qiáng),D對。10.答案：C解析：由所給的電池總反應(yīng)可知,電池工作時,若1molZn參加反應(yīng),失去2mol電子,則會有2mol電子由負(fù)極Zn經(jīng)外電路流向正極,正極上發(fā)生的反應(yīng)為2MnO2(s)+2H2O(l)+2e-=2MnOOH(s)+2OH-(aq),外電路中每通過電子,Zn的質(zhì)量理論上減小.本題選C。11.答案：C解析：A.由圖可知，鈉硫電池中鈉是負(fù)極，充電時與電源負(fù)極相連，做陰極，a是負(fù)極，b是正極，碳呼吸電池中鋁是還原劑在負(fù)極反應(yīng)，多孔碳電極為正極，故A不選；B.充電時陽離子向陰極移動，由上分析，M極是陰極，故B不選；C.由題可知，正極發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式為：，碳呼吸電池中濃度不會減小，故C可選；D.充電過程中碳呼吸電池每消耗轉(zhuǎn)移3mol電子，N極電極反應(yīng)式為：，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移時N極生成，故D不選。12.答案：D解析：從電子流向可知X極為負(fù)極，當(dāng)然該極進(jìn)行氧化反應(yīng)，活潑性自然比Y要強(qiáng)?？芍x項B錯誤，選項D正確。電子流向與電流方向相反，所以A選項錯誤。一般來說，電解質(zhì)溶液中的陽離子是在正極上得到電子，可知選項B是錯誤的。13.答案：AC解析：由題圖可知,b極為正極,a極為負(fù)極,則b極的電勢比a極的電勢高,A正確;電池工作時每轉(zhuǎn)移電子,b極消耗,但溫度與壓強(qiáng)未知,體積不一定為,B錯誤;電解質(zhì)溶液為鹽酸,通入可生成,為離子化合物,含離子鍵,含共價鍵,其中N原子提供一對孤電子對,提供了空軌道,形成一個配位鍵,C正確;電解質(zhì)為酸性溶液,a極的電極反應(yīng)式為,D錯誤。14.答案：AD解析：根據(jù)題意，裝置A是電解池，裝置B是原電池。裝置B中b電極上得電子轉(zhuǎn)化為，b極為正極，則a電極為負(fù)極，進(jìn)而推知裝置A中Fe電極是陽極。A項，電解過程中，裝置A中Fe電極發(fā)生的反應(yīng)為，然后和發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e電極附近溶液顏色變化為無色→淺綠色→黃色，錯誤；B項，b電極為正極，正極上得電