高考化学考点44蓄电池必刷题.docx

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高考化学考点44蓄电池必刷题

考点四十四蓄电池

1．铅蓄电池是常见的二次电池，某学生用铅蓄电池进行下列实验，如下图所示。

铅蓄电池的工作原理为：

Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O。

下列判断错误的是

A．铅蓄电池的结构中栅状极板应交替排列

B．铅蓄电池放电时Pb电极的电极反应为：

Pb-2e-==Pb2+

C．K闭合时，烧杯中SO42-向c电极迁移

D．K闭合后，若c、d电极的质量相差3.2g，则转移的电子可能为0.2mol

【答案】B

2．下列有关化学电源的叙述错误的是（）

A．铅蓄电池是充电电池

B．干电池中碳棒为正极

C．干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池

D．铅蓄电池中的PbO2为负极

【答案】D

【解析】A.蓄电池又叫二次电池，可以连续充、放电，所以铅蓄电池是充电电池，故A正确；B.在干电池中，活泼的金属作负极，碳棒作正极，故B正确；C.根据电池内的电解质，可以将干电池分为酸性电池和碱性电池，酸性电池主要以硫酸为电解质，碱性电池主要以氢氧化钾为电解质，故C正确；D.在铅蓄电池中，Pb作负极，PbO2作正极，故D错误；答案选D。

3．用铅蓄电池电解苦卤水（含C1―、Br―、Na＋、Mg2＋）的装置如图所示（a、b为石墨电极）。

下列说法中正确的是（）

A．铅蓄电池放电时的正极反应是：

PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O

B．忽略能量消耗，当b极产生0．01mol气体时，铅蓄电池中消耗0．01molH2SO4

C．铅蓄电池充电时，A极应与外接电源负极相连

D．电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br―而不是Cl―，说明当其它条件相同时Br―的还原性强于Cl―

【答案】D

4．以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。

若一段时间后Y电极上有6.4g红色物质析出，停止电解。

下列说法正确的是

A．a为铅蓄电池的负极

B．电解过程中，铅蓄电池的负极增重30.3g

C．电解结束时，左侧溶液质量增重8g

D．铅蓄电池工作时正极电极反应式为：

PbSO4+2e－＝Pb+SO42－

【答案】C

【解析】Y电极上有6.4g红色物质析出，则m（Cu）=6.4g，n（Cu）=

=0.1mol，故Y电极上发

5．丙烷（C3H8）熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源，放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2=3CO2+4H2O，2Zn+O2=2ZnO。

用丙烷（C3H8）燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示，下列说法不正确的是

A．物质M为CO2

B．燃料电池消耗1mo1O2时，理论上有4molOH-透过b膜向P电极移动

C．a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜

D．该装置中，锌蓄电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

【答案】D

【解析】A.燃料电池中由于电解质是熔融的碳酸钠，则氧气在正极得到电子结合CO2转化为碳酸根，则物质M为CO2，A正确；B.燃料电池消耗1mo1O2时注意4mol电子，电解池中阴离子向阳极移动，因此理论上有4molOH-透过b膜向P电极移动，B正确；C.原电池中正极产生碳酸根，负极丙烷需要结合碳酸根，则a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜，C正确；D.该装置中，锌蓄电池的负极此时变为阴极，反应式为ZnO+H2O+2e-=Zn+2OH-，D错误，答案选D。

6．蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。

下面是爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应：

Fe+NiO2+2H2O

Fe（OH）2+Ni（OH）2，下列有关爱迪生电池的推断不正确的是

A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极

B．蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中

C．充电时，阴极上的电极反应为：

Fe（OH）2+2e－=Fe+2OH－

D．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动

【答案】B

7．镁原子电池放电时电压高而平稳，电池反应为xMg+Mo3S4

MgxMo3S4，下列说法错误的是

A．放电时负极反应为Mg－2e－===Mg2＋

B．充电时阳极反应为Mo3S4＋xMg2＋＋2xe－===MgxMo3S4

C．放电时Mg2＋向正极区移动

D．充电时电池的负极接充电电源的负极

【答案】B

【解析】A、放电时，负极上镁失电子发生氧化反应，电极反应式为：

Mg-2e－=Mg2＋，故A正确；B、充电时，阳极上MgxMo3S4失电子发生氧化反应，电极反应式为：

MgxMo3S4-2xe－═Mo3S4+xMg2＋，故B错误；C、放电时，电解质中阳离子镁离子向正极移动，故C正确；D、充电时电池的负极接充电电源的负极，故D正确；故选B。

8．如图装置（Ⅰ）为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K＋通过，该电池充放电的化学方程式为：

2K2S2＋KI3

K2S4＋3KI，装置（Ⅱ）为电解池的示意图。

当闭合开关K时，X附近溶液先变红。

则下列说法正确的是（）

A．闭合K时，K＋从右到左通过离子交换膜

B．闭合K时，A的电极反应式为：

3I－－2e－===I

C．闭合K时，X的电极反应式为：

2Cl－－2e－===Cl2↑

D．闭合K时，当有0.1molK＋通过离子交换膜，X电极上产生标准状况下气体1.12L

【答案】D

9．用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。

已知铅蓄电池的总反

应为:

Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）

2PbSO4（s）+2H2O（l）,电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,下列说法正确的是（）

A．d极为阴极

B．放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:

PbO2（s）+4H+（aq）+SO42-（aq）+2e-

PbSO4（s）+2H2O（l）

C．若利用甲池精炼铜,b极应为粗铜

D．若四个电极材料均为石墨,当析出6.4gCu时,两池中共产生气体3.36L（标准状况下）

【答案】C

10．用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。

下列说法正确的是（）

A．放电时，负极的电极反应为：

H2－2e－＝2H＋

B．充电时，阳极的电极反应为：

Ni（OH）2＋OH－－e－＝NiO（OH）＋H2O

C．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连

D．放电时，OH－向镍电极作定向移动

【答案】B

【解析】A项，放电时为原电池原理，吸附H2的碳纳米管为负极，电解质溶液为KOH溶液，负极电极反应为：

H2-2e-+2OH-=2H2O，A项错误；B项，充电时为电解原理，镍电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阳极的电极反应为：

Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O，B项正确；C项，充电时碳电极为阴极，将碳电极与外电源的负极相连，C项错误；D项，放电时阴离子向负极移动，OH-向碳电极作定向移动，D项错误；答案选B。

11．镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行

。

有关该电池的说法正确的是

A．放电时负极反应：

Cd—2e－+2OH－=Cd（OH）2

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时正极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动

【答案】A

12．下图是铅蓄电池的工作原理示意图，电池总反应式是Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O，下列说法正确的是（）

A．放电时：

PbO2做负极

B．充电时：

硫酸浓度增大

C．充电时：

B应与电源的正极相连

D．放电时：

正极反应是Pb－2e－＋SO42﹣＝PbSO4

【答案】B

【解析】A．放电时，Pb极即B极为电池负极，PbO2极即A极为正极，A错误；B．充电时，发生的是铅蓄电池的逆反应，硫酸浓度增大，B正确；C．充电时，铅蓄电池的正极的逆反应是氧化反应，应与电源的正极相连，所以B应与电源的负极相连，C错误；D、放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：

PbO2+2e-+SO42-=PbSO4，D错误；答案选B。

13．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，下列叙述不正确的是

A．放电时负极反应为：

Zn－2e－＋2OH－＝Zn（OH）2

B．放电时正极反应为：

FeO42－＋4H2O+3e－＝Fe（OH）3＋5OH－

C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原

D．放电时正极附近溶液的pH不变

【答案】D

14．如图是一种利用锂电池“固定CO2”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将CO2转化为C和Li2CO3，充电时选用合适催化剂，仅使Li2CO3发生氧化反应释放出CO2和02。

下列说法中正确的是

A．该电池充电时，阳极反应式为:

C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li

B．该电池放电时,Li+向电极X方向移动

C．该电池充电时，电极Y与外接直流电源的负极相连

D．该电池放电时，每转移4mol电子，理论上生成1molC

【答案】D

【解析】A.该电池充电时，阳极上C失电子生成二氧化碳，即C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li+，故A错误；B.放电时，X极上Li失电子，则X为负极，Y为正极，Li+向电极Y方向移动，故B错误；C.该电池充电时，电源的负极与外加电源的负极相连，即电极X与外接直流电源的负极相连，故C错误；D.正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，C的化合价降低4价，则每转移4mol电子，理论上生成1molC，故D正确；本题选D。

15．电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技某锂电池的电池反应为：

xLi+Li3-xNiCoMnO6

Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是

A．该电池的充、放电过程互为可逆反应

B．放电时，电池的负极反应为Li-e-=Li+

C．放电过程中，Li+向电池的负极移动

D．该电池可以采用醋酸、乙醇等作为电解质溶液

【答案】B

16．在新型储能体系，可充电锂二氧化碳电池被称为“可呼吸电池2.0”,该电池的总反应式为:

Li+CO2+O2

Li2CO3（未配平）.其工作原理如下图所示（放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中,TEGDME是一种有机溶剂）。

下列说法中正确的是

A．放电时,CO2发生还原反应

B．若有1.12L.CO2参与反应,则有0.2mol电子发生转移

C．放电时，Li+从右向左移动

D．充电时,阳极反应为2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+

【答案】D

【解析】4Li+2CO2+O2

2Li2CO3，A.放电时,O2发生还原反应,故A错误；B.若有1.12L.CO2参与反应,不能确定是否是标准状况，故B错误；C.右边是正极，放电时，Li+从左向右移动，故C错误；D.充电时,阳极失电子，发生氧化反应，阳极反应为2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+，故D正确；故选D。

17．铝-石墨双离子电池是一种高效电池。

原理为：

AlLi+Cx（PF6）

Al+xC+Li++PF6-,电池结构如图所示。

下列说法正确的是

A．放电时外电路中电子向铝锂电极移动

B．放电时正极反应为Cx（PF6）+e-=xC+PF6-

C．充电时，铝石墨电极上发生还原反应

D．以此电池为电源，电解NaCl饱和溶液，当生成11.2LH2时，电池负极质量减少7g

【答案】B

18．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li+S8

8Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是（）

A．充电时，电能转化为化学能

B．放电时，锂离子向正极移动

C．放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole-

D．充电时，阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8

【答案】C

19．铅蓄电池是最常用的化学电源，它在放电、充电时的电池反应为：

试回答：

（1）铅蓄电池负极的电极材料是_______。

（2）工作时铅蓄电池正极的电极反应是___________。

（3）铅蓄电池工作过程中，电解质溶液的密度会_______（填“减小”“增大”或“不变”，下同），pH________。

（4）该铅蓄电池在充电时阳极的电极反应是___________。

（5）如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.8L，电解前硫酸溶液浓度为4.5mol.L-1，当制得26.88LCl2时（指在标准状况下），求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为（假设电解前后硫酸溶液的体积不变）________mol.L-1。

【答案】

（1）Pb（或铅）

（2）PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4＋2H2O

（3）减小、增大

（4）PbSO4＋2H2O—2e－=PbO2＋4H＋＋SO42－

（5）1.5mol.L-1

【解析】

（1）铅蓄电池负极是失电子的一极，正极是得电子的一极，根据原电池总反应可判断其电极材料是Pb（或铅）。

（2）电池正极的电极反应是PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4＋2H2O。

（3）根据总电极反应，由于硫酸溶液浓度减小，故电解质溶液的密度会减小。

pH_增大。

（4）该铅蓄电池在充电时外界电源与原电池的正极相连，阳极的电极发生的反应氧化反应即失电子，电极反应为PbSO4＋2H2O—2e－=PbO2＋4H＋＋SO42－。

20．用氟硼酸（HBF4，属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为Pb+PbO2+4HBF4

2Pb（BF4）2+2H2O，其中Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质，用该铅蓄电池分别电解AgNO3溶液和Na2SO3溶液，装置如下图，a、b、c、d电极材料均为石墨，通电时a电极质量增加。

回答下列问题：

（1）d电极为该装置的___________极，工作时，该池内d电极上无气体产生，写出该池内电解反应的离子方程式：

_____________________。

（2）该铅蓄电池放电时X极附近pH_____________（填“增大”、“减小”或“不变”），正极的电极反应式为______________________。

（3）铅蓄电池充电时，Y电极与电源的_________（填“正极”或“负极”）相连。

（4）另取一常规铅蓄电池（浓硫酸作电解质溶液）与该铅蓄电池同时放电，当电路中均通过1mol电子时，分别取下Y电极称重，两电极质量相差__________g。

【答案】

（1）阳，SO32－＋H2O

SO42－＋H2↑；

（2）增大，PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O；

（3）负极；（4）151.5。

【解析】

（1）a极质量增加，发生电极反应式为Ag＋e－=Ag，a极为阴极，即Y为负极，X为正极，d为阳极，d电极上无气体放出，SO32－中S具有还原性，其d极反应式为SO32－－2e－＋H2O=SO42－＋2H＋，c极为阴极，反应式为2H＋＋2e－=H2↑,因此总电极反应式为：

SO32－＋H2O

SO42－＋H2↑；

（2）X为正极，反应式为PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O，消耗H＋，pH增大；（3）充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，Y接电源的负极；（4）常规蓄电池负极反应式为Pb－2e－＋SO42－=PbSO4，新型蓄电池负极反应式为：

Pb－2e－=Pb2＋，因此通过1mol电子，两极质量差（0.5×96＋0.5×207）g=151.5g。

21．如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图（C、D均为石墨电极）。

已知：

铅蓄电池在放电时发生下列电极反应：

负极Pb＋SO

－2e－===PbSO4

正极PbO2＋4H＋＋SO

＋2e－===PbSO4＋2H2O

（1）请写出电解饱和食盐水的化学方程式_______________________________________。

（2）若在电解池中C极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后未呈红色，说明铅蓄电池的A极为________极。

（3）用铅蓄电池电解1L饱和食盐水（食盐水足量）时，

①若收集到11.2L（标准状况下）氯气，溶液pH=_________________。

②若铅蓄电池消耗H2SO42mol，则可收集到H2的体积（标准状况下）为___________L。

【答案】2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑正1422.4

22．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是：

NiO2＋Fe+2H2O=Fe（OH）2+Ni（OH）2

（1）金属镍在元素周期表中的位置是______________。

（2）此蓄电池放电时，该电池发生氧化反应的物质是________（城序号）。

A．NiO2B．FeC．Fe（OH）2D．Ni（OH）2

（3）此蓄留电池充电时，阳极的电极反应式是____________。

（4）用该蓄电池电解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL，假如电路中转移了0.1mo电子，且电解池的电极均为惰性电极。

阳极产生的气体在标准状况下的体积是________；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH=________________。

（5）该电池电极材料对环境有危害。

在对电池进行回收处理过程中遇到以下问题：

己知：

常温下Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-34，Ksp[Ni（OH）2]=1.0×10-15。

某溶液中含有0.1mol/L的Ni2+和0.1mol/LFe3+，当逐滴加入NaOH溶液（忽略溶液体积改变），

①先沉淀的离子是________。

②要想使Fe3+沉淀完全，Ni2+不沉淀，溶液的pH需控制的范围是__________。

【答案】

（1）第四周期第VIII族；

（2）B；（3）Ni（OH）2+2OH-=NiO2+2H2O

（4）1.12L；13；（5）①Fe3+；②3

23．电化学应用广泛。

请回答下列问题：

（1）自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。

若电池放电时的反应式为：

2Cu＋2H2SO4＋O2=2CuSO4＋2H2O，该电池的负极材料为_________；正极的电极反应式为__________________。

（2）燃料电池和二次电池的应用非常广泛。

①如图为甲烷燃料电池的示意图，电池工作时，b极的电极名称为_______；负极的电极反应式为____________；

②铅蓄电池为生活中常用的二次电池。

放电时的反应为：

PbO2+Pb+２H2SO4===PbSO4+2H2O，铅蓄电池负极的电极反应式为__________；充电时，铅蓄电池的PbO2极应与外加直流电源的__极相连，PbO2极的电极反应式为_________。

（3）以铅蓄电池为电源精炼粗铜（含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反应质）时，以硫酸铜溶液为电解质溶液，粗铜做_____极；精炼一段时间后，当阴极增重128g时，铅蓄电池参加反应的硫酸的物质的量为________。

【答案】铜或CuO2＋4H＋＋4e－＝2H2O正极CH4＋10OH－－8e－＝CO32－＋7H2OPb+SO42−-2e−===PbSO4正极PbO2＋4H＋＋SO42−＋2e−===PbSO4＋2H2O阳4mol

Pb+２H2SO4===PbSO4+2H2O，则铅蓄电池参加反应的硫酸的物质的量为4mol。

所以答案：

阳极，4mol。

24．铅酸蓄电池是常见的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为一定浓度的硫酸。

充放电的总反应是：

Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

（1）该蓄电池放电工作时电解质溶液中SO42-移向________（填“正极”或“负极”，下同）充电时，该极接直流电源的_________。

（2）Cu2O是一种半导体材料，可通过右图的电解装置制取，电解总反应为：

2Cu+H2O

Cu2O+H2↑

阴极的电极反应式是__________________________。

若用铅酸蓄电池作为电源进行电解，当蓄电池中有0.2molH+被消耗时，Cu2O的理论产量为_______g。

（3）为防止钢闸门在水中被腐蚀，可将其与铅酸蓄电池的_______极相连（填Pb或PbO2）。

（4）用铅蓄电池电解500mL饱和食盐水（足量）。

电解一段时间后，共收集到气体1120mL（已折算成标准状况下），则所得溶液的pH＝_________（不考虑气体的溶解及电解前后溶液体积的变化）

【答案】负极负极2H++2e-=H2↑7.2Pb13

25．利用新方案和新工艺处理废旧铅酸蓄电池，可以达到节能减排、防治污染和资源循环利用的目的。

一种处理铅酸蓄电池的流程如下：

已知：

Ksp（PbSO4）=1.6×10－8）和Ksp（PbCO3）=7.4×10－14

⑴写出铅酸蓄电池放电时的总反应____________________________________________；

⑵废旧电池的预处理时需要将电池放电完全，目的是____________________________；

⑶写出铅膏脱硫时的离子方程式____________________________________________。

⑷传统的铅蓄电池的处理工艺是将电池破碎后，洗涤，干燥，直接送入回转炉熔炼。

而该工艺使用纯碱脱硫的显著优点是________________________________________。

⑸从Na2SO4溶液中结晶出Na2SO4·10H2O晶体的方法是蒸发浓缩、___________、过滤洗涤，洗涤时用乙醇洗涤晶体，用乙醇而不用水洗涤的原因是______________________________。

【答案】Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O将电极材料全部转换为PbSO4PbSO4（s）+CO32－（aq）

PbCO3（s）+SO42－（aq）可以减小污染，对环境友好冷却结晶防止硫酸钠晶体溶解，降低产品损耗