高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能电池第2课时化学电源测试题2鲁科版选修4Word文件下载.docx
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C.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
D.电子迁移方向:
电极a→导线→电极b→电解质溶液→电极a
3.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛的应用。
已知镍镉电池的电解质溶液是KOH溶液,放电时的电池反应是:
Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,下列说法正确的是( )
A.放电时电解质溶液的密度减小B.放电时K+向Cd极区移动
C.充电时阳极Cd元素被氧化D.充电时阴极附近的pH增大
4.光电池是发展性能源。
一种光化学电池的结构如图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-=Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。
A.光照时,电流由X流向Y
B.光照时,Pt电极发生的反应为:
2Cl-+2e-=Cl2↑
C.光照时,Cl-向Pt电极移动
D.光照时,电池总反应为:
AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)
5.装置(Ⅰ)为铁镍(Fe-Ni)可充电电池:
Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2;
装置(Ⅱ)为电解示意图。
当闭合开关K时,Y附近溶液先变红。
下列说法正确的是( )
A.闭合K时,X的电极反应式为:
2H++2e-=H2↑
B.闭合K时,A电极反应式为:
NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2
C.给装置(Ⅰ)充电时,B极参与反应的物质被氧化
D.给装置(Ⅰ)充电时,OH-通过阴离子交换膜,移向A电极
6.最近我国科学家发明“可充电钠-二氧化碳电池”(如图),放电时电池总反应为:
4Na+3CO2=2Na2CO3+C。
下列说法错误的是( )
A.电池工作温度可能在200℃以上
B.该装置可以将化学能转化为电能
C.放电时,Na+向正极移动
D.放电时,正极的电极反应为:
4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C
7.我国科学家构建了一种双微生物燃料电池,以苯酚(QH60)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐。
下列说法正确的是:
()
A.a为正极
B.若右池产生0.672L气体(标况下),则转移电子0.15mol
C.左池电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+
D.左池消耗的苯酚与右池消耗的的物质的量之比为別28:
5
8.常温常压下,某生物燃料电池(BFC)以乙醇为燃料,直接或间接利用酶作催化剂,其总反应为C2H5OH+3022C02+3H20,其工作原理如图所示。
下列有关说法正确的是()
A.乙醇发生还原反应
B.b极上的电极反应式为O2+4e-+H2O=4OH-
C.电池工作时,电解液中的H+由a极向b极迁移
D.当外电路中有1.2mol电子转移时,能产生4.48LCO2
9.Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池,该电池的模拟装置如图所示,原电池总反应为Mg+2AgCl===MgCl2+2Ag。
下列说法不正确的是( )
A.镁电极是该电池的负极,电极反应式为Mg-2e-===Mg2+
B.石墨电极上发生还原反应
C.电池工作时,电流从石墨电极经过外电路流向镁电极
D.当有12g镁参与原电池反应时,电解质溶液中通过1mol电子
10.As2S3和HNO3有如下反应:
As2S3+10HNO3=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O,下列说法正确的是()
A.该反应的氧化产物仅为S
B.生成lmolH3AsO4时转移电子个数为10NA
C.将反应设计成一原电池,则NO2应该在正极附近逸出
D.反应产生的NO2与56LO2(标况)混合在水中正好完全反应生成硝酸
11.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是()
A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:
H2+2OH--2e-=2H2O
C.电池工作时,CO32-向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:
O2+2CO2+4e-=2CO32-
12.下列说法中,正确的是
A.铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应
B.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
O2+2e-+2H2O=4OH-
C.给铁钉镀铜可采用Cu2+作电镀液
D.生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀
13.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,下图是利用一种微生物将废水中的尿素[CO(NH2)2]转化为对环境无害物质的装置。
下列叙述错误的是()
A.M电极有CO2和N2生成
B.H+透过质子交换膜由左向右移动
C.微生物促进了反应中电子的转移
D.N电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
14.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中含酚废水中有机物可用C6H5OH表示,左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。
A.右室电极为该电池的正极
B.左室电极反应式可表示为C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+
C.右室电极附近溶液的pH减小
D.工作时中间室的Cl-移向左室,Na+移向右室
二、非选择题
15.
(1)燃料电池已广泛应用于航空领域。
如图是一种新型燃料电池装置,其总反应方程式为N2H4+O2=N2+2H2O,通入N2H4(肼)的一极是电池的_______(填“正极”或“负极”),该电极的电极反应式为_________________。
放电过程中,溶液中的阳离子移向_______(填“正极”或“负极”);
(2)在上述燃料电池中,若完全消耗16gN2H4,则理论上外电路中转移电子的物质的量为________mol,消耗氧气的体积为________L(标准状况);
(3)与传统火力发电相比,燃料电池的优点是_________、________。
16.MgH2和Mg2Cu可用作贮氢材料,MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂。
(1)MgH2是一种离子化合物,其电子式为_______________;
(2)Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,该反应的化学方程式为_____________;
(3)已知MgH2的有关热化学方程式如下:
MgH2(s)=Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4kJ•mol-1;
H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g)△H2=-241.8kJ•mol-1;
Mg(s)+l/2O2(g)=MgO(s)△H3=-141.6KJ•mol-1。
①氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为______________;
②MgH2作贮氢材料时,单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示,其中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为__________________。
(4)炉膛内脱除SO2、NO反应为2MgO(s)+2SO2(g)+2NO(g)2MgSO4(s)+N2(g)△H=akJ/mol,其平衡常数与温度的关系如图乙所示;
①上述反应的平衡常数表达式为K=_________;
②a_________0(填“>
”或“,<
”)。
;
(5)全固态锂离子电池的结构如图丙所示,放电时电池反应为2Li+MgH2=Mg+2LiH。
放电时,X极的电极反应式为_________。
充电时,Y极的电极反应式为______________。
17.海水电池是我国1991年研制的以铝-空气-海水为能源的新型电池,可用于航海标志灯的供电。
(1)下列装置的模型,能体现海水电池工作原理的是__________(填字母);
(2)海水电池工作过程中,负极的电极反应式为___________,该极是电子______(填“流出”或“流入”)的一极,发生___________反应。
18.航天飞机常用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4等可燃物质与O2一起构成的电池装置。
它可直接将化学能转化为电能,甲烷电池以KOH溶液为电解质,其总反应的化学方程式为CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O。
(1)负极上的电极反应为______________;
(2)消耗16.8L(标准状况下)O2时,有___________mol电子发生转移;
(3)开始放电时,正极附近溶液的氢氧根离子浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
参考答案
1.【答案B
【解析】A.Pt1电极通入SO2,SO2在负极失电子生成SO42-,则电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,A正确;
B.酸性条件下,氧气得电子生成水,则Pt2电极附近发生的反应为O2+4H++4e-=2H2O,B错误;
C.放电时,电子从负极流向正极,Pt1电极为负极,Pt2电极为正极,则该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极,C正确;
D.该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应,即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,所以放电过程中消耗的SO2和O2的体积之比为2:
1,D正确,答案选B。
本题考查了原电池原理的应用,侧重考查原电池原理,明确电解质溶液酸碱性、电极的判断以及电极方程式的书写方法是解本题关键,难点是电极反应式的书写,注意结合电解质的溶解性以及是否存在交换膜等。
2.【答案D
【解析】A.因为a极为负极,则溶液中的阴离子向负极移动,故A正确;
B.反应中N元素化合价升高3价,O元素化合价降低4价,根据得失电子守恒,消耗NH3与O2的物质的量之比为4:
3,故B正确;
C.负极是氨气发生氧化反应变成氮气,且OH-向a极移动参与反应,故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,故C正确;
D.电子在外电路移动,则负极移向正极,而内电路只有离子在移动,故D错误;
故选D。
3.【答案D
【解析】试题分析:
A、根据反应式可知,放电时消耗溶剂水,因此氢氧化钾溶液的密度增大,A不正确;
B、原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。
电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,所以放电时K+向正极NiO(OH)区移动,B不正确;
C、充电可以看做是放电的逆反应,所以充电时原来的正极与电源的正极相连,做阳极,电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiO(OH)+H2O,因此充电时Ni元素被氧化,C不正确;
D、充电时Cd(OH)2是阴极,得到电子,电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-,所以充电时阴极附近的p