整合化学优选资源届高考化学二轮总复习化学电源专题练习3.docx

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整合化学优选资源届高考化学二轮总复习化学电源专题练习3

2017届高考化学二轮总复习化学电源专题练习3

1.高效能电池的研发制约电动汽车的推广。

有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应式为：

2C2H6＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断正确的是（　　）

A．负极反应为：

14H2O＋7O2＋28e－===28OH－

B．放电过程中KOH的物质的量浓度不变

C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol

D．放电一段时间后，负极周围的pH升高

2.燃料电池是利用燃料（如H2、CO、CH4等）跟氧气反应从而将化学能转化成电能的装置。

下列关于甲烷燃料电池（NaOH溶液作电解质溶液）的说法中正确的是（　　）

A．负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．负极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O

C．放电时正极发生氧化反应，外电路中电子从正极流向负极

D．随着放电的进行，溶液的pH保持不变

3.如图是利用一种微生物将废水中的有机物（假设是淀粉）的化学能直接转化为电能，并利用此电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是（　　）

A．质子透过离子交换膜由右向左移动

B．铜电极应与X相连接

C．M电极反应式：

（C6H10O5）n+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+

D．当N电极消耗0.2mol气体时，则铁电极增重16g

4.有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。

电池的总反应式为2H2+O2==2H2O，负极反应为H2+－2e－==H2O+CO2。

该电池放电时，下列说法中正确的（）

A.正极反应为

B.向正极移动

C.电子由正极经外电路流向负极

D.电池中的物质的量将逐渐减少

5.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）

A.a电极是负极

B.b电极的电极反应为：

C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

6.可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。

下列说法正确的是（　　）

A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为O2+2H2O+4e-==4OH-

B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为Al-3e-==Al3+

C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极

7.铝碘电池已研制成功，电解质为AlI3溶液，已知电池总反应为2Al+3I2═2AlI3．下列说法不正确的是（　　）

A．该电池负极的电极反应为：

Al﹣3e﹣═Al3+

B．电池工作时，溶液中的铝离子向正极移动

C．消耗相同质量金属时，用锂做负极时，产生电子的物质的量比铝多

D．该电池可能是一种可充电的二次电池

8.铅蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为：

Pb+PbO2+4H++2SO42一

2PbSO4+2H2O。

下列说法正确的是（）

A．放电时，负极的电极反应式是PbO2+4H++SO42一+2e一=PbSO4+2H2O

B．充电时，电解液中H2SO4的浓度将变小

C．放电时，PbO2发生氧化反应

D．充电时，蓄电池的正极和外接电源的正极相连

9.科学家预测“氢能”将是人类社会最理想的新能源。

目前，有人提出一种最经济、最理想的获得氢能源的循环体系，如图所示。

下列说法错误的是（）

A.在氢能的利用过程中，H2O可循环使用

B.该法制氢的关键是寻找光分解催化剂

C.氢气、氧气和稀硫酸构成的燃料电池中，正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O====4OH－

D.利用光电转化可将太阳能转化为电能用于电解水而获得氢气

10.甲醇广泛用作燃料电池的燃料，可用天然气来合成，已知：

①2CH4（g）＋O2（g）===2CO（g）＋4H2（g）　ΔH＝－71kJ/mol

②CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（l）　ΔH＝－90.5kJ/mol

③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890kJ/mol

不能得出的结论是（　　）

A．反应②不需要加热就能进行

B．CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH>－90.5kJ/mol

C．甲醇的燃烧热ΔH＝－764kJ/mol

D．若CO的燃烧热ΔH＝－282.5kJ/mol，则H2的燃烧热ΔH＝－286kJ/mol

11.一种新型燃料电池，是用两根金属铂做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入CH3OH和O2，下列说法不正确的是  （）

 A.通入CH3OH的电极为负极 

 B.随着放电的进行，负极附近pH上升

 C.每消耗1molCH3OH可以向外电路提供6mole－

 D.通入O2的一极电极反应为4H2O+2O2+8e－=8OH－

12.目前发明的电动势法检测溶液中OH－浓度的原理如图，总反应方程式为：

Cu+Ag2O＝CuO+2Ag。

下列有关说法正确的是    （）

A.电池工作时，Cu电极表面的c（OH－）增大

B.该电池反应说明氧化性Ag2O强于CuO

C.负极的电极反应为：

Ag2O+2e－＝2Ag+O2-

D.该电池也可以测量盐酸溶液中c（OH－）

13.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

14.下图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xS====Na2Sx,其中M由Na2O和Al2O3制得。

根据有关叙述,判断下列说法错误的是　（　　）

A.M的两个作用一是导电,二是隔离钠与硫,防止二者化合

B.该电池的正极反应式为xS+2e-====

C.该电池的负极发生还原反应

D.消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的4.5倍

15.以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。

下列说法错误的是（）

A.电池放电时Na+从a极区移向b极区

B.电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有还原作用

C.该电池的负极反应为：

BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O

D.每消耗3molH2O2，转移的电子为6mol

16.镁﹣次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为：

Mg+ClO﹣+H2O═Mg（OH）2+Cl﹣下列有关说法正确的是（）

A．电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2

B．电池工作时，正极a附近的PH将不断增大

C．负极反应式：

ClO﹣﹣2e﹣+H2O═Cl﹣+2OH﹣

D．b电极发生还原反应，每转移0.1mol电子，理论上生成0.1molCl﹣

17.美国纽约州的工科大学——伦斯勒理工学院（RPI）宣布开发出了由纤维素和碳纳米管组成的双层电容器。

这些元件的厚度仅为数十微米，相当于人头发的粗细，能够和纸一样弯曲。

RPI的研究人员认为，“未来能够利用卷对卷印刷技术制造电池”。

一种碳纳米管（里面储存有H2）二次电池的装置如图所示。

该电池的电解质溶液为6mol·L－1的KOH溶液，下列有关说法不正确的是（　　）

A．储存H2的碳纳米管作电池的负极

B．电池的负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O

C．电池的正极反应式为NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

D．放电时，电池总反应为2H2＋O2===2H2O

18.碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。

碘酸钾（KIO3）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。

碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。

以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。

（1）碘是________（填颜色）固体物质，实验室常用________的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘；

（2）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：

3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区。

另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。

电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_________________________，每生成1molKIO3，电路中通过的电子的物质的量为________；

（3）电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I－。

请设计一个检验电解液中是否有I－的实验方案，并按要求填写下表。

要求：

所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。

试剂：

淀粉溶液、淀粉KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。

实验方法

实验现象及结论

（4）电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

―→

―→

―→

―→

―→

―→

步骤②的操作名称是________，步骤⑤的操作名称是________。

步骤④洗涤晶体的目的是

_______________________________________________________________。

19.Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：

在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。

反应方程式为2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8

Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O

回答下列问题：

（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是________；

（2）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，写出该电池反应方程式：

___________________________；

（3）准确称取上述制备的样品（设仅含Ag2O2和Ag2O）2.588g，在一定的条件下完全分解为Ag和O2，得到224.0mLO2（标准状况下）。

计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。

20.一位同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：

普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。

请回答以下问题：

（1）操作②玻璃棒的作用________；

（2）操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为________（填化学式）；

（3）操作④的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为________（填化学式）；

（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：

实验目的

操作

实验现象

结论

1.检验Cl－

取少许滤液于试管中，加入________

________

含有Cl－

2.检验NH4+

取少许滤液于试管中，加入________

含有NH4+

3.检验Zn2＋

取少许滤液于试管中，加入稀氨水

先产生白色沉淀，继续加入氨水，沉淀又溶解

含有Zn2＋

参考答案

1.【解析】从反应总方程式看，C2H6发生氧化反应为负极反应，O2发生还原反应为正极反应，反应过程中KOH浓度减小，A、B项错误；7molO2得28mol电子，根据电子守恒消耗1molC2H6转移电子14mol，C项正确；负极反应：

C2H6－14e－＋18OH－===2CO

＋12H2O，该极区pH降低。

【答案】C

2.【解析】负极为CH4放电，发生氧化反应，所给反应为正极反应，A项错误；注意碱性条件下，生成的是CO

，而不是CO2，B项正确；正极发生还原反应，电子从负极流向正极，C项错误；电解质溶液参与了反应，则pH减小，D项错误。

【答案】B

3.【解析】根据题给信息知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，

A．M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，A错误；

B．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故B错误；

C．若有机废水中含有葡萄糖，葡萄糖属于燃料，在负极M上失电子发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6+6H2O﹣24e﹣═6CO2↑+24H+，故C正确；

D、当N电极消耗0.2mol氧气时，则转移0.2×4=0.8mol电子，所以铁电极增重

×64=25.6g，故D错误．

故选C．

【答案】C

4.【解析】本题考查原电池原理。

A.转移电子数目相同时，用总反应式减去负极反应式就是正极反应式，正极反应为:

，正确；B.原电池中阴离子向负极移动，错误；C.电子由负极经外电路流向正极，错误；D.根据负极反应式和正极反应式，放电过程中电池中的物质的量不变，错误，故选A。

【答案】A

5.【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题考察对于燃料电池电极反应的判断。

B电极是电源的正极，应该是氧化剂氧气反应。

【答案】B

6.【解析】B项,以NaOH为电解液时,不应生成Al3+,而应生成AlO2-

;C项,电解液的pH应减小;D项,电子通过外电路从负极流向正极。

【易错提醒】该题易错选B项。

只注重了负极是铝失去电子生成Al3+,忽视了生成的Al3+还能与电解质溶液中的OH-反应,若写成Al-3e-+3OH-

Al（OH）3↓也是错误的,因为OH-过量时应生成Al

O2-,正确的电极反应是Al-3e-+4OH-

Al

O2-+2H2O。

即在书写电极反应方程式时,若正、负极得失电子后的微粒能与电解质发生后续反应,则应该写出该电极总的方程式。

【答案】A

7.【解析】A．因Al元素的化合价升高，则电池负极的电极反应为Al﹣3e﹣═Al3+，故A正确；

B．原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时，溶液中的铝离子向正极移动，故B正确；

C．因Al的摩尔质量为27g/mol，由×失去的电子数可知，消耗相同质量金属时，用锂做负极时，产生电子的物质的量比铝多，故C正确；

D．该反应的逆过程不能发生，所以该电池为一次电池，故D错误；

故选D．

【答案】D

8.【解析】A、放电时，Pb作负极，负极的电极反应式是Pb-2e-+SO42一=PbSO4,错误；B、充电时，发生从右到左的反应，电解液中H2SO4的浓度将变大，错误；C、放电时，PbO2作正极，发生还原反应，错误；D、充电时，蓄电池的正极和外接电源的正极相连，正确，答案选D。

【答案】D

9.【解析】A项，H2O分解产生H2和O2，H2和O2在一定条件下反应释放能量的同时又生成H2O；B项，由图可知，寻找合适的光分解催化剂，可使水的分解速率加快；C项，在酸性环境中正极的电极反应为O2＋4e－＋4H＋====2H2O；D项，利用光电效应产生电流电解水获得H2。

【答案】C

10.【解析】A项，反应为放热反应还是吸热反应，与反应条件无关；B项，CH3OH由液态变为气态需要吸收热量，所以CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH>－90.5kJ/mol；C项，③×2－①－②×2得2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）

ΔH＝－1528kJ/mol，所以甲醇的燃烧热ΔH＝－764kJ/mol；D项，由条件可知④2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）

ΔH＝－2×282.5kJ/mol，（③×2－①－④）×

得2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－572kJ/mol，所以H2的燃烧热ΔH＝－286kJ/mol。

【答案】A

11．【解析】甲醇燃料电池的总反应式为CH3OH＋3O2＋4OH－=2CO32－＋6H2O，CH3OH失去电子，发生氧化反应，作原电池的负极，A项正确；负极的电极反应式为：

CH3OH－6e－+8OH－=CO32－+6H2O，负极附近溶液的pH减小，B项错误；每消耗1molCH3OH可以向外电路提供8mole－，C项正确；通入O2一极的电极反应式为4H2O+2O2+8e－=8OH－，D项正确。

【答案】B

12．【解析】电池工作时，Cu电极为负极，发生的电极反应式应为Cu－2e－+2OH－=CuO+H2O，Cu电极表面的c（OH－）应减小，A项错误。

通过总反应式可知，在反应中Cu做还原剂，Ag2O做氧化剂，所以氧化性Ag2O强于CuO，B项正确。

负极的电极反应式应为Cu－2e－+2OH－=CuO+H2O，C项错误。

该电池的电解质需为碱性，在盐酸溶液中不可行，D项错误。

【答案】B

13．【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。

【答案】D

14．【解析】由于原电池内部要靠离子的定向移动导电,同时钠和硫极易化合,所以也必须把二者隔离开,因此M（由Na2O和Al2O3制得）的作用是导电和隔离钠与硫;由电池反应可看出金属钠失去电子作为负极,发生氧化反应,单质硫得电子被还原成

所以正极反应式为xS+2e-====

;在铅蓄电池中铅作负极,反应式为

Pb（s）+SO42-

（aq）-2e-====PbSO4（s）,因此当消耗1mol即207g铅时转移2mol电子,而207g钠可失去的电子数为

=9（mol）,所以钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2=4.5倍。

故A、B、D正确,C错误。

【答案】C

15．【解析】A项，电池工作时，电极b处H2O2得电子被还原生成OH-作正极，阳离子向正极移动，则Na+从a极区移向b极区，正确；B项，电极b为正极，H2O2得电子被还原生成OH-，MnO2既作电极材料又有催化作用，错误；C项，负极BH4-失电子发生氧化反应生成BO2-，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，正确；D项，正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，转移的电子为6mol，正确；

【答案】B

16．【解析】A．根据电池反应式为：

Mg+ClO﹣+H2O=Mg（OH）2+Cl﹣，所以C溶液中的溶质不含镁离子，故A错误；

B．放电时正极电极反应式为：

ClO﹣+H2O+2e﹣=Cl﹣+2OH﹣，所以a附近的PH将不断增大，故B正确；

C．根据电池反应式为：

Mg+ClO﹣+H2O=Mg（OH）2+Cl﹣，负极电极反应式为Mg﹣2e﹣+2OH﹣=Mg（OH）2，故C错误；

D．由可知b电极为正极发生还原反应，反应式为：

ClO﹣+H2O+2e﹣=Cl﹣+2OH﹣，所以每转移0.1mol电子，理论上生成0.05molCl﹣，故D错误；

故选B．

【答案】B

17．【解析】该二次电池中H2在负极上失去电子被氧化，在碱性介质中生成水，电池的负极反应式为

H2＋2OH－－2e－===2H2O。

由图示可知，正极上NiOOH被还原为Ni（OH）2，电池的正极反应式为

NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－，正极反应式的计量数扩大2倍与负极电极反应式相加即得总反应为：

2NiOOH＋H2===2Ni（OH）2，故D错。

【答案】D

18.【解析】

（1）碘是紫黑色固体，实验室常利用碘易升华的特性来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

（2）电解时，溶液中的阴离子（I－、IO

、OH－）向阳极移动，因为I－的还原性最强，所以I－在阳极失电子被氧化为单质碘：

2I－－2e－===I2。

生成的I2再与KOH溶液反应生成KIO3：

3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，如此循环，最终I－都转化为KIO3。

1molI－转化成1molIO

时，转移6mol电子。

（3）阳极区溶液中会含有IO

，如果其中含有I－，在酸性条件下，IO

和I－会反应生成单质碘：

IO

＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。

据此可设计实验：

取少量阳极区溶液于试管中，加入几滴稀硫酸和淀粉溶液，如果溶液变蓝，则说明其中含有I－，否则没有I－。

（4）阳极电解液经过蒸发浓缩、冷却结晶后可得到碘酸钾晶体，过滤得到的碘酸钾晶体中含有KOH等杂质，需要进行洗涤除杂；洗涤后的晶体经干燥即得到纯净干燥的碘酸钾晶体。

【答案】

（1）紫黑色　升华

（2）2I－－2e－===I2（或I－＋6OH－－6e－===IO

＋3H2O）　6mol

（3）

实验方法

实验现象及结论

取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝

如果不变蓝，说明无I－（如果变蓝，说明有I－）

（4）冷却结晶　干燥　洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质

19.【解析】

（1）考查实验基本操作，检查沉淀是否洗净的方法是取最后一滴洗涤液，滴加几滴Ba（NO3）2溶液，若有白色沉淀则证明未洗净。

也可以滴加酚酞，检验OH－存在。

还可以做焰色反应等。

（2）该电池正负极主要反应物、产物已知，再结合原子守恒可写出总电池反应式：

Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2Ag＋2K2Zn（OH）4

（3）n（O2）＝

＝0.01mol

n（Ag）＝

＝0.021mol

设Ag2O2、Ag2O的物质的量分别为x、y，则有

2（x+y）=0.021mol①

x+

y=0.01mol②

x＝0.0095mol　y＝0.001mol

因此Ag2O2质量分数w（Ag2O2）＝

≈0.91

【答案】

（1）取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（或取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）

（2）Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn（OH）4＋2Ag

（3）n（O2）＝

＝1.000×10－2mol

设样品中Ag2O2的物质的量为x，Ag2O的物质的量为y248g·mol－1×x＋232g·mol－1×y＝2.588g

x＋

y＝1.000×10－2mol

x＝9.500×10－3mol

y＝1.000×10－3mol

w（Ag2O2）＝

＝

＝0.91

20.【解析】

（1）操作②为过滤，其中玻璃棒的作用是引流，防止溶液外溅。

（2）产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，可能是CO2或SO2，但该气体是由黑色固体燃烧产生，所以该物质为碳。

（3）能加速H2O2分解的黑