四川省宜宾市一中届高三上学期第4周化学试题.docx
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四川省宜宾市一中届高三上学期第4周化学试题
四川省宜宾市一中化学教研组2017-2018学年高考预测上期周训试题
第一部分:
双向细目表
题序
考点及具体知识点
分值
设计难度系数
能力阶层
一级
二级
了解
理解(掌握)
综合应用
第
Ⅰ
卷
选
择
题
1
原电池的形成条件及正负极的判断
8
0.8
√
2
应用原电池原理比较金属活动性强弱
8
0.8
√
3
聚焦“盐桥”原电池
8
0.8
√
4
判断正、负极,书写化学电源电极反应式
5
“一池多变”的燃料电池
第二部分:
试题
命题人:
黄晚秋审题人:
李英
一、选择题
1.下面4种燃料电池的工作原理示意图,其中正极的反应产物为水的是( )
答案 C
解析 A项,通空气的电极作正极,正极反应式:
O2+4e-===2O2-,不符合题意;B项,通入氧气的一极作正极,电解质溶液是碱性溶液,电极反应式:
O2+2H2O+4e-===4OH-,不符合题意;C项,通入空气的一极作正极,电解质传递H+,正极反应式:
O2+4H++4e-===2H2O,符合题意;D项,通入氧气一极作正极,依据电池内部传递CO
,正极反应式:
O2+2CO2+4e-===2CO
,不符合题意。
2.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。
一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。
该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质。
下列关于该燃料电池的叙述不正确的是( )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.负极发生的电极反应式:
N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O
C.该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触
D.该燃料电池持续放电时,K+从负极向正极迁移,因而离子交换膜需选用阳离子交换膜
答案 D
解析 根据装置图可知,通入空气的一极是正极,发生还原反应,通入肼的一极是负极,发生氧化反应,电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极,故A正确;负极是肼失去电子生成氮气的反应,结合电解质溶液,所以电极反应式是N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O,故B正确;电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触,C正确;放电时K+从负极向正极迁移,但负极中结合氢氧根离子,正极产生氢氧根离子,所以需选用氢氧根离子交换膜。
3.(2016·信阳高三模拟)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电。
用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电,尿素燃料电池结构如图所示,下列关于描述正确的是( )
A.电池工作时H+移向负极
B.该电池用的电解质溶液是KOH溶液
C.甲电极反应式:
CO(NH2)2+H2O-6e-===CO2+N2+6H+
D.电池工作时,理论每净化1molCO(NH2)2,消耗33.6LO2
答案 C
解析 A项,原电池中阳离子向正极移动,则电池工作时H+移向正极,错误;B项,该原电池是酸性电解质,质子交换膜只允许氢离子通过,错误;C项,负极上是CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气,则负极反应式:
CO(NH2)2+H2O-6e-===CO2+N2+6H+,正确;D项,电池的总反应式:
2CO(NH2)2+3O2===2CO2+2N2+4H2O,每净化1molCO(NH2)2,消耗1.5molO2,则在标准状况下氧气为33.6L,由于没说明是标准状况,所以氧气的体积不能求算,错误。
4.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:
2CH2===CH2+O2―→2CH3CHO。
下列有关说法正确的是( )
A.该电池为可充电电池
B.每有0.1molO2反应,则迁移H+0.4mol
C.正极反应式:
CH2===CH2-2e-+2OH-===CH3CHO+H2O
D.电子移动方向:
电极a→磷酸溶液→电极b
答案 B
解析 A项,充电时,不能生成乙烯和氧气,不是充电电池,错误;B项,通入氧气的一极是正极,发生的反应是O2+4H++4e-===2H2O,所以每有0.1molO2反应,则迁移H+0.4mol,正确;C项,正极发生还原反应,电极反应是O2+4H++4e-===2H2O,错误;D项,a极通入乙烯,是电池的负极,b极通入氧气,是电池的正极,电子从负极经外电路流向正极,不会通过磷酸溶液,错误。
5.“神舟7号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池,另外内部还配有高效的MCPC型燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,所用燃料为氢气,电解质为熔融的碳酸钾,已知该电池的总反应为2H2+O2===2H2O,负极反应为H2+CO
-2e-===CO2↑+H2O,则下列推断中,正确的是( )
A.电池工作时,CO
向负极移动
B.电池放电时,外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C.正极的电极反应:
4OH--4e-===O2↑+2H2O
D.通氧气的电极为阳极,发生氧化反应
答案 A
解析 A项,电池放电时,电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以CO
向负极移动,正确;B项,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极,错误;C项,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO
,错误;D项,燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,所以该燃料电池中,通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,错误。
6.目前科学家已开发出一种新型燃料电池—固体氧化物电池,该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子,下列说法正确的是( )
A.电池工作时,氧气发生氧化反应
B.电池负极的电极反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.电池负极的电极反应:
C8H18+25O2--50e-===8CO2+9H2O
D.若消耗的O2为11.2L(标准状况),则电池中有1mol电子发生转移
答案 C
解析 A项,该电池工作时,正极上氧气得电子发生还原反应,错误;B项,负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-===8CO2+9H2O,错误;C项,负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应为C8H18+25O2--50e-===8CO2+9H2O,正确;D项,标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol,根据O2+4e-===2O2-,当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍,所以转移电子的物质的量为2mol,错误。
7.如图所示,装置(Ⅰ)是一种可充电电池的示意图,装置(Ⅱ)为电解池的示意图;装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许Na+通过。
已知电池充、放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3
Na2S4+3NaBr。
当闭合开关K时,X极附近溶液先变红色。
下列说法中正确的是( )
A.闭合K时,装置(Ⅰ)中Na+从右到左通过离子交换膜
B.闭合K时,A电极的电极反应为NaBr3+2Na++2e-===3NaBr
C.闭合K时,X电极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
D.闭合K时,当有0.1molNa+通过离子交换膜,则X电极上析出气体在标准状况下的体积为1.12L
答案 D
解析 A为负极,B为正极,阳离子移向原电池正极,所以Na+从左到右通过离子交换膜,故A错误;A为负极,负极发生氧化反应,A电极的电极反应式:
2Na2S2-2e-===Na2S4+2Na+,故B错误;X为阴极,发生还原反应,X极附近溶液先变红色,X电极的电极反应式为2H++2e-===H2↑,故C错误;当有0.1molNa+通过离子交换膜,说明有0.1mol的电子转移,X电极上析出氢气0.05mol,故D正确。
8.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。
镍氢电池(NiMH电池)正极板材料为NiOOH,负极板材料为吸氢合金,下列关于该电池的说法中正确的是( )
A.放电电池内部H+向负极移动
B.充电时,将电池的负极与外接电源的正极相连
C.充电时阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O
D.放电时负极的电极反应式为MHn-ne-===M+nH+
答案 C
解析 A项,根据原电池工作原理,阳离子向正极移动,错误;B项,充电时电池的负极要接电源的负极,电池的正极要接电源的正极,错误;C项,根据电池工作原理图,电池正极的电极反应式:
NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,充电是电解池,发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的,即阳极电极反应式:
Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O,正确;D项,该电池的环境是碱性环境,不能有大量H+存在,电极反应式:
MHn+nOH--ne-===M+nH2O,错误。
9.蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。
有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2+Fe+2H2O
Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列有关该电池的说法中正确的是( )
A.放电时电解质溶液显强酸性
B.充电时阳极反应为Ni(OH)2+2OH--2e-===NiO2+2H2O
C.放电时正极附近溶液pH减小
D.充电时阴极附近溶液的碱性保持不变
答案 B
解析 方程式有氢氧化物生成,所以电解质溶液一定是碱性的,A错误;充电时Ni(OH)2在阳极发生反应生成NiO2,电极反应为Ni(OH)2+2OH--2e-===NiO2+2H2O,B正确;放电时正极的反应为NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-,有OH-生成,溶液碱性增强,pH增大,C错误;D项,充电时阴极反应:
Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-,溶液的碱性增强,D错误。
10.(2017·贵州高三质检)铁镍蓄电池充放电时的总反应:
Fe+Ni2O3+3H2O
Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O
答案 C
解析 A项,根据方程式可知,生成物是氢氧化亚铁和氢氧化镍,则电池的电解液为碱性溶液,原电池中正极得到电子,则根据方程式可知正极为Ni2O3、负极为Fe,正确;B项,电池放电时,负极铁失去电子转化为氢氧化亚铁,电极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,正确;C项,电池充电过程中,阴极是氢氧化亚铁得到电子转化为铁和氢氧根离子,因此阴极附近溶液的pH升高,错误;D项,电池充电时,阳极失去电子,根据方程式可知该是氢氧化镍失去电子转化为Ni2O3,即电极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O,正确。
11.高铁电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH溶液,充放电时的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
下列叙述正确的是( )
A.放电时,负极反应式为3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2
B.放电时,正极区溶液的pH减小
C.充电时,每转移3mol电子,阳极有1molFe(OH)3被还原
D.充电时,电池的锌电极接电源的正极
答案 A
解析 A项,根据总方程式可知,在放电时,负极反应为3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2,正确;B项,放电时,正极区不断消耗水,产生OH-,所以溶液的pH增大,错误;C项,充电时,每转移3mol电子,阳极有1molFe(OH)3被氧化,错误;D项,充电时,电池的锌电极接电源的负极,错误。
12.
(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。
如图1是高铁电池的模拟实验装置:
①该电池放电时正极的电极反应式为;
若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论消耗Zng(已知F=96500C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向(填“左”或“右”)移动。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有。
(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如下图所示,电池正极的电极反应式是,
A是。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如下图所示。
该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向(填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为。
答案
(1)①FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH- 0.2
②右 左
③使用时间长、工作电压稳定
(2)N2+8H++6e-===2NH
氯化铵
(3)从b到a CO+O2--2e-===CO2
解析
(1)①放电时高铁酸钾为正极,正极发生还原反应,电极反应式为FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH-;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,转移电子的物质的量为1×10×60÷96500=0.0062176mol。
理论消耗Zn的质量0.0062176mol÷2×65≈0.2g(已知F=96500C·mol-1)。
②电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,所以盐桥中氯离子向右移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向左移动。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。
(2)该电池的本质反应是合成氨反应,电池中氢气失去电子,在负极发生氧化反应,氮气得电子在正极发生还原反应,则正极反应式为N2+8H++6e-===2NH
,氨气与HCl反应生成氯化铵,则电解质溶液为氯化铵溶液。
(3)工作时电极b作正极,O2-由电极b移向电极a;该装置是原电池,通入一氧化碳的电极a是负极,负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应,电极反应式为CO+O2--2e-===CO2。
13.
(1)某研究性学习小组为探究Fe3+与Ag反应,进行如下实验:
按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。
①K闭合时,指针向左偏转,石墨作(填“正极”或“负极”)。
②当指针归零后,向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液,发现指针向右偏转,写出此时银电极的反应式:
。
③结合上述实验分析,写出Fe3+和Ag反应的离子方程式:
。
④丙同学进一步验证其结论:
当指针归零后,向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液,可观察到的现象是
。
(2)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如下图所示:
①HS-在硫氧化菌作用下转化为SO
的反应式是。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在,则电池可以持续供电,原因是
。
(3)钴酸锂电池的正极采用钴酸锂(LiCoO2),负极采用金属锂和碳的复合材料,该电池充放电时的总反应式:
LiCoO2+6C
Li1-xCoO2+LixC6,写出放电时负极的电极反应。
(4)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb。
①放电过程中,Li+向(填“负极”或“正极”)移动。
②负极反应式为。
③电路中每转移0.2mol电子,理论上生成gPb。
(5)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。
氨氧燃料电池工作原理如下图所示。
①a电极的电极反应式是
;
②一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因是
。
答案
(1)①正极 ②Ag++e-===Ag ③Ag+Fe3+Ag++Fe2+ ④出现白色沉淀,电流表指针向左偏转
(2)①HS-+4H2O-8e-===SO
+9H+
②HS-、SO
离子浓度不会发生变化,只要有两种细菌存在,就会循环把有机物氧化成CO2放出电子
(3)LixC6-xe-===C6+xLi+
(4)①正极 ②Ca+2Cl--2e-===CaCl2 ③20.7
(5)①2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O
②由于发生4NH3+3O2===2N2+6H2O反应,有水生成,使得溶液逐渐变稀,所以要补充KOH
解析
(1)①K闭合时,指针向左偏转,石墨作正极。
②当指针归零后,向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液,发现指针向右偏转,说明银棒作正极,此时银电极的反应式Ag++e-===Ag。
③结合上述实验分析,Fe3+和Ag反应为可逆反应,离子方程式为Ag+Fe3+Ag++Fe2+。
④丙同学进一步验证其结论:
当指针归零后,向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液,可观察到的现象是出现白色沉淀,溶液中Ag+浓度减小,Ag+Fe3+Ag++Fe2+平衡正向移动,Ag发生氧化反应为负极,电流表指针向左偏转。
(2)①酸性环境中反应物为HS-产物为SO
,利用质量守恒和电荷守恒进行配平,电极反应式:
HS-+4H2O-8e-===SO
+9H+;②从质量守恒角度来说,HS-、SO
离子浓度不会发生变化,只要有两种细菌存在,就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。
(3)放电时,负极上发生氧化反应,碳单质可以看作是盛放锂单质的容器,结合电池充放电时的总反应式:
LiCoO2+6C
Li1-xCoO2+LixC6可知放电时Li元素化合价升高,得到放电时负极的电极反应为LixC6-xe-===C6+xLi+。
(4)根据方程式,电路中每转移0.2mol电子,生成0.1molPb,即20.7g。
(5)①a电极是通入NH3的电极,失去电子,发生氧化反应,所以该电极作负极,电极反应式是2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O;②一段时间后,需向装置中补充KOH,是由于发生4NH3+3O22N2+6H2O反应,有水生成,使得溶液逐渐变稀,为了维持碱的浓度不变,所以要补充KOH。