高中化學(xué)能力提升卷-化學(xué)電源

高中化學(xué)專題能力提升卷—化學(xué)電源

一、單選題（共15題）

1.鈉離子電池具有資源豐富、成本低、安全性好、轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，有望成為鋰離子電池之后的新型首

選電池，如圖是一種鈉離子電池工作示意圖：

下列說法中錯(cuò)誤的是

A.放電時(shí)，Na+通過交換膜向N極移動

B.充電時(shí)，光照可促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移

C.充電時(shí)，TiCh光電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為31+2e=I；

D.放電時(shí)，若負(fù)極室有2moi陰離子發(fā)生反應(yīng)，則電路中轉(zhuǎn)移3moi電子

2.酶生物燃料電池是指直接或間接利用生物酶作為催化劑的一類特殊燃料電池。如圖是固氮酶電池的工作

A.介體BV2+/BV+在電極與酶之間傳遞電子

B.電池工作時(shí)，H+由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)定向移動

++2+

C.陽極區(qū)固氮酶催化發(fā)生的反應(yīng)：N2+6BV+6H=2NH3+6BV

D.固氮酶電池實(shí)現(xiàn)了溫和條件下人工合成氨

3.把垃圾滲透液變廢為寶，并利用微生物在堿性環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對外供電，其裝置如圖所示，下列說法正確的

是

A.在鹽橋中K+和Ct移動速率差異很大

B.圖2微生物硝化過程中N元素發(fā)生了還原反應(yīng)

C.負(fù)載中電子由Y流向X

D.X電極的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH=N2+6H2O

4.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，放電時(shí)的電池反應(yīng)如下：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,下列敘述正

確的是

A.PbCh是電池的負(fù)極B.放電時(shí)PbCh得電子，被氧化

C.充電時(shí)，生成PbCh和PbD.電池放電時(shí)，溶液酸性增強(qiáng)

5.下列說法錯(cuò)誤的是

A.鋅鋪干電池中，鋅筒是負(fù)極，不斷被消耗

B.手機(jī)的鋰離子電池屬于二次電池

C.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極的材料必須是兩種活潑性不同的金屬

D.太陽能電池的主要材料是高純硅

6.一種甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)的新型手機(jī)電池，可連續(xù)使用一個(gè)月，其電池反應(yīng)為

2CH3OH+3O2+4OH=2CO;+6H2O。則有關(guān)說法正確的是

A.放電時(shí)CH30H參與反應(yīng)的電極為正極

B.放電一段時(shí)間后，通入氧氣的電極附近溶液的pH降低

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通入5.6L02并完全反應(yīng)后，有0.5mol電子轉(zhuǎn)移

D.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3OH+8OH-6e=CO;'+6H2O

A.圖1所示裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.圖2所示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C.蓄電池充電時(shí)也發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

D.鋅錦干電池中，鋅筒作正極

8.以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—Ch、N2H4—Ch、（CH3XNNH2—O2清潔燃料電池，下列說

法正確的是

A.放電過程中，K+均向負(fù)極移動

B.放電過程中，K0H的物質(zhì)的量均減小

C.消耗ImolCh時(shí)，理論上N2H4—。2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L

D.消耗等質(zhì)量燃料，（C%）2NNH2—。2燃料電池的理論放電量最大

9.堿性鋅鎰干電池的總反應(yīng)為：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO（OH）+Zn（OH）2o下列關(guān)于該電池的說法中正確

的是

A.Zn為負(fù)極，MnO?為正極B.工作時(shí)電子由MnO?經(jīng)由外電路流向Zn

C.工作時(shí)OH-移向正極D.電池放電過程中，溶液的酸堿性一定不變

10.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

A.足量的銅與2mol濃硫酸加熱反應(yīng)生成S02為Imol

B.在反應(yīng)KC1O4+8HC1=KC1+4C12T+4H2O中，每生成4moicb轉(zhuǎn)移的電子為7moi

C.氫氧燃料電池正極消耗22.4L氣體時(shí)，負(fù)極消耗的氣體分子數(shù)目為2NA

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LCL溶于水，溶液中C「、CIO和HC10的微粒數(shù)之和為NA

11.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

A.1LPH=4的o.lmolCKQ。溶液中Cr?O；離子數(shù)為0.19

B.向FeBr?溶液中通入適量C1=當(dāng)有ImolFe"被氧化時(shí)，共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3以

C.lOOmLO.lmol-L的NaOH水溶液中含有氧原子數(shù)為0.019

D.鉛蓄電池中，當(dāng)正極增加6.4g時(shí)，電路中通過的電子數(shù)目為0.2NA

12.2020年12月，俄羅斯的一家上市公司QuantumScape。它的研究成果“固態(tài)鋰金屬電池”通過“無負(fù)極”

制造工藝和陶瓷材料的固態(tài)分離器實(shí)現(xiàn)了突破?；蚰芡黄片F(xiàn)有電動汽車鋰離子電池的局限，實(shí)現(xiàn)更高的能

量密度，15分鐘80%快充，并且更安全。下列說法錯(cuò)誤的是

A.鋰離子電池的正極反應(yīng)式為：Li-e=Li+

B.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料

C.基態(tài)鋰離子的電子排布式為Is?

D.該電池的電解質(zhì)不可能是酸性溶液

13.我國科研人員研制出以鈉箔和多壁碳納米管為電極的可充電“Na-CCh”電池，工作過程中，Na2cCh與C

均沉積在多壁碳納米管電極上。其工作原理如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是

A.充電時(shí)，電源電極a為正極，Na+向鈉箔電極方向移動

B.充電時(shí)，陽極反應(yīng)式為2Na2cO3+C4e=3CO2+4Na+

C.采用多壁碳納米管作電極可以增強(qiáng)吸附CO2的能力

D.放電時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移0.4mole:多壁碳納米管電極增重21.2g

14.新能源汽車是國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，LiFeO,電池是能源汽車關(guān)鍵部件之一，其工作原理如圖

所示，電池工作時(shí)的總反應(yīng)為LiFePO4+6C、、Li,.xFePO4+LixC6o下列說法錯(cuò)誤的是

電極a|一恒-------|學(xué)

LiCLii.,FeP04

Li+-—?

電解質(zhì)電解質(zhì)

隔膜

A.充電時(shí)，電極a與電源負(fù)極連接，電極b與電源正極連接

B.電池工作時(shí)，正極的電極反應(yīng)為LiLxFePC\+xLi++xe=LiFePO4

C.電池工作時(shí)，負(fù)極材料質(zhì)量減少1.4g,轉(zhuǎn)移0.4mol電子

D.電池進(jìn)水將會大大降低其使用壽命

15.如圖所示的氫氧燃料電池，下列有關(guān)該電池的說法錯(cuò)誤的

B.電子由b電極經(jīng)過燈泡流向a電極

C.電池總反應(yīng)式為O2+2H2=2H?O

D.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率很高

二、多選題（共5題）

16.南京大學(xué)開發(fā)出一種以太陽能驅(qū)動的恒流電解裝置，成功實(shí)現(xiàn)了從海水中提取金屬鋰，其工作原理如

圖。下列說法錯(cuò)誤的是

A.工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式：太陽能一＞化學(xué)能-電能

B.銅箔為陽極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.陽極區(qū)可能有Cb和生成

D.固體陶瓷膜可讓海水中Li+選擇性通過

17.一種以鋅-石墨烯纖維無紡布為負(fù)極、石墨烯氣凝膠（嵌有母2,可表示為CnBr2）為正極、鹽-水“齊聚物”

為電解質(zhì)溶液的雙離子電池如圖所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是

A.放電時(shí)，石墨烯氣凝膠電極上的電極反應(yīng)式為C.Br2-2e=Q+2Br

B.多孔石墨烯可增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，也有利于Br?擴(kuò)散至電極表面

C.電池總反應(yīng)為Zn+qBr?—ZnBr’+y

D.充電時(shí)，Zn?+被還原，Zn在石墨烯纖維無紡布電極側(cè)沉積，BL被氧化后在陰極嵌入

18.鈉離子電池具有資源豐富、成本低、安全性好、轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，有望成為鋰離子電池之后的新型

首選電池，如圖是一種鈉離子電池工作示意圖，下列說法中正確的是

A.放電時(shí)，Na+通過交換膜向M極移動

B.充電時(shí)，光照可促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移

C.充電時(shí)，TiCh光電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為3r+2e=I；

D.放電時(shí),若負(fù)極室有2moi陰離子發(fā)生反應(yīng)，則電路中轉(zhuǎn)移3mol電子

19.如圖所示是一種工作原理圖。電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是

A.負(fù)極反應(yīng)：2s"2EB.交換膜為陽離子交換膜

2

C.左室中K+濃度逐漸增大D.電池總反應(yīng)：S;+3I-=2S-+I3-

20.LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品。圖甲是NaBJWHzCh燃料電池的裝置示意圖，圖乙是LED發(fā)光二

極管的裝置示意圖。下列敘述正確的是

B1工A

[I'H.O,

二II匚

BOj+H,0!I]匚NaO,

離子交換膜

圖甲

A.B極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH4+8OH-8e=BO1+6H2O

B.每有ImolHzCh參與反應(yīng)，生成0.25molBC）2

C.圖甲中的離子交換膜為陰離子交換膜

D.圖乙中的導(dǎo)線a與圖甲中的A極相連，導(dǎo)線b與B極相連時(shí)，LED二極管可以正常發(fā)光

三、綜合題（共4題）

21.2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國大會上宣布：中國二氧化碳排放力爭2030年前達(dá)

到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。為達(dá)成這一目標(biāo)，一方面要減少碳排放，另一方面要盡量吸收不可避免

的碳排放。

（1）以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為吸收“碳排放”提供了一個(gè)新途徑，該反應(yīng)的機(jī)理及各分

子化學(xué)鍵完全斷裂時(shí)的能量變化如圖所示:

(ggjwzasiZnjo^Q⑥

@o)則mol@◎

①上述過程中，能量的變化形式是由轉(zhuǎn)化為

②根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LCO式g）分解生成CO（g）和5（g）需要（填“吸收”或“放

出"）kJ的能量。

（2）CO,分解產(chǎn)生的CO和02可以作為CO-O2燃料電池的原料。如圖為CO-O2燃料電池的構(gòu)造示意圖，根

據(jù)電子運(yùn)動方向，可知氧氣從口通入（填“a”或"b”），X極為電池的（填“正”或“負(fù)”）

極，K+向極移動（填“X”或"Y”）。

22.鈾及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。以某玻璃廢料（主要成分為CeCh、SiCh、Fe2O3>FeO等）為原

料制備CeO2和NH4Fe（SO4）242H2。（硫酸鐵鏤晶體），其流程如下（已知CeO?既不溶于稀硫酸，也不溶于

氫氧化鈉溶液）：

回答下列問題：

⑴浸取玻璃廢料選用的“稀酸A”為（填“稀硫酸”或“稀鹽酸”）.

（2）向?yàn)V渣1加入H2O2的目的是（用離子方程式表示）。為了提高溶解“濾渣1”的速率，常采用加

熱措施，但溫度高于60℃時(shí)溶解速率減慢，其主要原因是。

（3）為了不引入雜質(zhì)，所選用固體1的化學(xué)式為。

（4）制備2molCeO2需要NaClO的質(zhì)量為。

（5）鋅錦液流電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。

①放電時(shí)電池的總離子反應(yīng)方程式為。

②充電時(shí)，當(dāng)a極增重6.5g時(shí),有mol離子通過交換膜以平衡電荷。

23.缽鋅鐵氧體是應(yīng)用廣泛的高性能磁性材料?，F(xiàn)以akg廢舊堿性鋅鎰電池為原料（含鎰元素的物質(zhì)：MnO2

占b%,MnOOH占c%）制備鑄鋅鐵氧體，主要流程如下：

（1）酸浸廢電池時(shí)，被溶解生成Zn?+的物質(zhì)有,SO2的作用是（填字母編號）。

A.漂白劑B.沉淀劑C.氧化劑D.還原劑

（2）除汞是以氮?dú)鉃檩d體吹入濾液帶出汞蒸汽，經(jīng)KMnCU溶液吸收而實(shí)現(xiàn)的。如圖是KMnO4溶液處于不

同pH時(shí)對應(yīng)的單位時(shí)間Hg去除率變化圖，圖中物質(zhì)為Hg與MnOj在該pH范圍反應(yīng)的主要產(chǎn)物。

①pH<6時(shí)反應(yīng)的離子方程式為

②汞的去除速率隨pH變化的規(guī)律是o

(3)鋅缽干電池中MnCh可以用碳酸鐳在空氣中煨燒制得。

已知25℃,101kPa時(shí)：2MnO(s)+O2(g)=2MnO2(s)AH=-272.0kJ/mol

MnCOj(s)=MnO(s)+CO?(g)AH=+116.6kJ/mol

碳酸鎬在空氣中煨燒反應(yīng)生成MnO2的熱化學(xué)方程式是。

(4)x=0.2的鎰鋅鐵氧體具有較高的飽和磁場強(qiáng)度，該鈦鋅鐵氧體的組成用氧化物形式(最簡整數(shù)比)表

示為。若制得這種鎰鋅鐵氧體的質(zhì)量為100kg,在制取過程中不考慮損耗，需補(bǔ)充硫酸鐳晶

體(MnSO4H2O)kg。(只列出計(jì)算式)

24.I.鋰——空氣電池能夠提供相當(dāng)于普通鋰離子電池10倍的能量，因此它是很有前途的電池技術(shù)。下圖

是鋰一空氣電池放電時(shí)的工作示意圖。

(1)圖1中電極a是極。

(2)電池中間的固體電解質(zhì)(含陽離子交換膜)還能阻止H2O、N2、02等物質(zhì)的通過防止Li和這些物質(zhì)

反應(yīng)。Li和水在常溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

II.某些鋰電池廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及便攜式電腦中。此種鋰電池的負(fù)極通常由金屬鋰構(gòu)成，正極由

二氯亞颯(SOC12)和碳材料構(gòu)成。總反應(yīng)為：4Li+2SOCl2=4LiCI+S+SO2T.此種鋰電池是一次電池，在放

電時(shí)有氣體產(chǎn)生。以下說法中正確的是。

A.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動

B.放電過程中，電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.放電時(shí)每移動2moi電子，有ImolS被還原

D.放電時(shí)電池正極反應(yīng)為：2soeb+4e-=SO2+S+4Cr

III.鋰電池回收具有重要意義，重點(diǎn)回收的正極材料，其主要成分為鉆酸鋰(LiCoCh)、鋁箔等。

某回收工藝流程如下:

NnOH溶液

一國體

操作］卜［AI(OH)j

廢舊鋰電池，T^IT

CoSO,溶液

激S—I>Ssj￡

LoSO,溶液

"r飽和N,COj溶液H1SO4.HjO,,

LiaCO,國體—1-L

(1)廢舊電池殘留有單質(zhì)鋰，拆解時(shí)需隔絕空氣，是因?yàn)殇囈着c空氣中的反應(yīng)。

(2)酸浸時(shí)鉆酸鋰發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為o若用鹽酸代替H2sCU、H2O2混合液也

能達(dá)到酸浸目的，但不利之處是

(3)