精修版江西省高三化学《化学电池》能力提升试题卷 含答案.docx

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精修版江西省高三化学《化学电池》能力提升试题卷含答案

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江西宜丰二中高三化学一轮强化训练《化学电池》能力提升试题卷

第I卷选择题

一、选择题

1、镍氢电池比碳锌或碱性电池有更大的输出电流，更适合用于高耗电产品。

镍氢电池的总反应式是

。

下列叙述错误的是（　　）

A．电池充电时，氢元素被还原

B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池放电时，氢气在负极反应

D．电池放电时，电池负极周围溶液的碱性减弱

2、某燃料电池的装置如下图所示，在工作中石墨A电极反应生成一种氧化物Y，下列说法正确的是（　　）

A．石墨A极为正极，石墨B极为负极

B．Y的化学式可能为NO

C．石墨B极上发生氧化反应

D．石墨A极的电极反应式为

3、下列说法中正确的是（　　）

A．锌锰干电池是二次电池

B．铝片、锌片、导线和高橙组成的水果电池,负极是锌片

C．锂电池的电解质可选择KOH溶液

D．氢氧燃料电池工作时O2为正极，发生还原反应。

4、一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH—2e-=2H2O；NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-，当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（　　）

A．H2O的还原　　　B．NiO（OH）的还原　

C．H2的氧化　　　D．NiO（OH）2的氧化

5、某氢氧燃料电池的电解液是热的KOH溶液，在正极上氧气被还原，在负极上氢气被氧化，下列有关该电池的叙述正确的是（　　）

A．负极反应式为：

H2+2OH--2e－=2H2O　

B．正极反应式为：

O2+4H+十4e－=2H2O

C．工作一段时间后，KOH溶液的浓度不变　

D．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

6、燃料电池是燃料（例如CO，H2，CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质通常是KOH溶液。

下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（　　）

A．负极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O

B．正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-

C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变

D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大

7、镁―过氧化氢燃料电池具有能量高、安全方便等优点，其结构示意图如图所示。

下列有关该电池的叙述中正确的是（）

A．该电池可以在高温下正常工作

B．电池工作时，正极周围溶液的PH将不断减少

C．电池工作时，H+向负极移动

D．该电池的总反应式为Mg＋H2O2＋H2SO4＝MgSO4＋2H2O

8、如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO（CH3）2是溶剂，反应原理是4Li+FeS2＝Fe+2Li2S。

下列说法不正确的是（　　）

A．可以用水代替SO（CH3）2做溶剂B．电子移动方向是由a极流向b极

C．该装置将化学能转化为电能D．b极反应式是FeS2＋4Li+＋4e-＝Fe＋2Li2S

9、高铁电池是电动汽车首选的电池之一，该电池的工作原理为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O

3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，下列关于该电池放电时的说法中正确的是（）

A．高铁电池产生的电流从负极经外电路到达正极

B．正极反应式为Zn+2OH-—2e-=Zn（OH）2

C．负极pH减小，正极pH增大，电解液pH增大

D．每氧化1mol高铁酸钾转移3mol电子

10、下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。

下列说法正确的是（）

A．该系统中只存在3种形式的能量转化

B．装置Y中负极的电极反应式为：

O2＋2H2O＋4e－=4OH－

C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化

11、下图为氢氧燃料电池的原理示意图，按照此图的提示，下列叙述中不正确的是（　　）

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应式为4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑

C．在电池内部，H＋向b电极附近运动

D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源

12、.氢氧燃料电池以铂作电极，KOH溶液作电解质溶液。

对该电池的说法正确的是

A．负极反应为O2+2H2O+4e－===4OH－B．电池工作时，负极区pH升高（）

C．电池工作时溶液中的阴离子移向正极D．电池的总反应为：

2H2+O2===2H2O

第II卷非选择题

二、非选择题

13、甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。

（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。

已知：

光催化制氢：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋571.5kJ/mol

H2与CO2耦合反应：

3H2（g）＋CO2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）ΔH＝－137.8kJ/mol

则反应：

2H2O（l）＋CO2（g）=CH3OH（l）＋3/2O2（g）的ΔH＝kJ/mol。

你认为该方法需要解决的技术问题有（填字母）。

a.开发高效光催化剂

b.将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化

c.二氧化碳及水资源的来源供应

（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298K时测定）：

反应I：

CH3OH（g）＝HCHO（g）＋H2（g）ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。

反应II：

CH3OH（g）＋1/2O2（g）＝HCHO（g）＋H2O（g）ΔH2＝－149.73kJ/mol，K2＝4.35×1029。

①从原子利用率看，反应（填“I”或

“II”。

下同）制甲醛的原子利用率更高。

从反应的焓变和平衡常数K值看，反应

制甲醛更有利。

②右图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。

图中曲线

（1）表示的是反应。

（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O+2H+；2HNO2+O2＝2HNO3）。

然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。

①上述方法中，1g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为g。

②写出加入甲醇后反应的离子方程式：

。

（4）甲醇燃料电池的工作原理如右图所示，则该电池负极的电极反应式为。

14、据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月才充电一次。

假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-。

（1）该电池反应的总离子方程为；

（2）甲醇在极（填“正”或“负”）发生反应，电池在放电过程中溶液的pH将（填“下降”或“上升”、“不变”）；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液，（假设整个过程中能量总利用率为80%），则将产生标准状况下的O2升。

（3）最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。

一个电极通入空气，另一个电极通入天然气。

其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：

钇）的ZrO2（Zr：

锆）固体，它在高温下能传导O2-离子（其中氧化反应发生完全）。

以甲烷（CH4）代表汽油。

①电池的正极反应式为；

②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向极移动（填“正”或“负”）。

15、某反应中反应物与生成物有：

FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。

（1）将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：

①图中X溶液是；

②石墨电极上发生的电极反应式为；

③原电池工作时，盐桥中的（填“K＋”或“Cl－”）不断进入X溶液中。

（2）将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：

①M是极；②图丙中的②线是的变化。

③当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入L5mol·L－1NaOH溶液才能使Cu2+沉淀完全。

（3）铁的重要化合物高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。

①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H2O

Na2FeO4＋3H2↑，则电解时阳极的电极反应式是。

②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为。

16、中国环境监测总站数据显示，颗粒物（PM2.5等）为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。

因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。

请回答下列问题：

⑴将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。

若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3-

Cl－

浓度/mol·L－1

4×10－6

6×10－6

2×10－5

4×10－5

3×10－5

2×10－5

根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH＝　　。

⑵NOx是汽车尾气的主要污染物之一。

汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

①N2（g）＋O2（g）

2NO（g）△H＝　　。

②当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。

写出NO被CO还原的化学方程式　　。

③汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，有人设想按下列反应除去CO：

2CO（g）＝2C（s）＋O2（g）,已知该反应的△H＞0，该设想能否实现？

　　。

你的依据是　　。

⑶碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应　　。

②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是　。

③用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。

电池充放电时的总反应为：

Ni（OH）2＋M

NiO（OH）＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　　；充电完成时，全部转化为NiO（OH），若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极电极反应式为　　。

参考答案

1.【答案】B

【解析】A、电池充电时，H元素的化合价降低发生还原反应，正确；B、电池放电时，Ni元素的化合价降低，发生还原反应，错误；C、电池放电时，氢气发生氧化反应，所以在电池的负极被氧化，正确；D、结合C选项，氢气发生氧化反应生成氢离子，与电解质溶液中的氢氧根离子结合生成水，所以电池负极周围溶液的碱性减弱，正确，答案选B。

2.【答案】D

【解析】A、由图可知，该装置是二氧化氮与氧气生成N2O5的反应，氧气发生还原反应，所以石墨B是正极，石墨A是负极，错误；B、NO2发生氧化反应，失去电子，化合价升高，所以Y的化学式不可能是NO，错误；C、石墨B上发生还原反应，错误；D、NO2发生氧化反应，失去电子，与电解质中的NO3-结合生成N2O5，正确，答案选D。

3.【答案】D

【解析】A、锌锰干电池是一次电池，错误；B、铝比锌活泼，铝片、锌片、导线和高橙组成的水果电池负极是铝片，错误；C、锂为活泼金属，与水反应，锂电池的电解质应选非水介质，错误；D、氢氧燃料电池工作时O2为正极，发生还原反应，正确。

4.【答案】D

【解析】根据题意知，当为电池充电时为电解池，发生的反应为放电时的逆反应，与外电源正极连接的电极是阳极，该极上发生失电子的氧化反应，根据题给电极反应式知，该电极发生的反应为Ni（OH）2+OH-—e-

NiO（OH）+H2O，即Ni（OH）2的氧化，选D。

5.【答案】A

【解析】A、碱性氢氧燃料电池负极上氢气失电子和氢氧根反应生成水，电极反应式为：

H2+2OH--2e-═2H2O，正确；B、碱性条件下，氧气得电子和水反应生成氢氧根，电极反应式为：

O2+2H2O+4e-═4OH-，错误；C、放电一段时间后，氢氧化钾的物质的量不变，但反应有水生成导致氢氧化钾溶液浓度减小，错误；D、放电时，电子从负极沿导线流向正极，错误。

6.【答案】C

【解析】甲烷燃料电池的电池反应的离子方程式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，根据总方程式判断，甲烷燃料电池需消耗氢氧根离子，故溶液碱性减弱，故C错误；故选C。

7．【答案】D

【解析】A．由于在高温下H2O2会发生分解反应而不能大量存在，因此该电池可以在高温下不能正常工作，错误；B．电池工作时，在正极上溶液中的H+会与H2O2得到电子的产物发生反应产生H2O，而消耗，因此正极周围溶液的PH将不断增大，错误；C．电池工作时，H+会向负电荷较多的正极移动，错误。

D．根据电池结构示意图可知该电池的总反应式为Mg＋H2O2＋H2SO4＝MgSO4＋2H2O，正确。

8.【答案】A

【解析】A．由于Li能够与水发生反应，所以不可以用水代替SO（CH3）2做溶剂，错误；B．在上述反应中可知Li失去电子，因此a是电池的负极，所以电子移动方向是由a极流向b极，正确；C．由于该反应是氧化还原反应，所以该该装置将化学能转化为电能，正确；D．b极是电池的正极，正极的反应式是FeS2＋4Li+＋4e-＝Fe＋2Li2S，正确。

9.【答案】C

【解析】A．电流的流向是正极流向负极，故A错误．B选项放电时正极K2FeO4发生得电子的还原反应，即FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-，故B错误。

D选项高铁酸钾中的铁化合价降低，故应是被还原故D错。

所以答案先C

10.【答案】C

【解析】A、存在能量转化形式有太阳能、机械能、化学能、电能，则不只是三种，故A错误；B、装置Y为燃料电池，氢气在负极失电子被氧化，电极反应式是：

H2-2e-+2OH-=2H2O，故B错误；C、在装置X中，电解水生成H2、O2，能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生，故C正确；D、在装置X中，电解水生成H2、O2，实现了电能与化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，故D错误，故选C。

11.【答案】B

【解析】在氢氧燃料电池中，通入氢气的电极a是负极，通入氧气的电极b是正极，因此选项A正确；B.在b电极发生反应：

2H2O＋O2+4e－＝4OH－，错误；C．在电池内部，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，H＋向负电荷较多的b电极附近运动，正确；D．氢氧燃料电池由于燃烧产物是水，无污染，还可以作为产生氢气的原料，所以氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源，正确。

12.【答案】D

13.【答案】

（1）719.5ab

（2）①III②II

（3）①4.57

②6NO3－＋5CH3OH＋6H＋＝3N2↑＋5CO2↑＋13H2O

（4）CH3OH+H2O–6e－=CO2↑+6H+

14.【答案】

（1）2CH3OH+3O2+4OH－→2CO32-+6H2O

（2）负；下降；13.44（3）①O2+4e-=2O2－；②负

15.【答案】

（1）①FeCl3、FeCl2②Fe3++e-=Fe2+　③K＋

（2）①负②Fe2＋（或者FeCl2）③0.4

（3）①Fe＋8OH－－6e－=FeO42-＋4H2O

②2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O

16.【答案】⑴4

⑵+183kJ·mol－12NO＋2CO

2CO2＋N2不能该反应是焓增、熵减的反应

⑶SO2＋I2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，有利于反应正向进行MH＋OH－－e－＝H2O＋M4O2＋4e－＋2H2O＝4OH－