廣西2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練17 原電池 化學(xué)電源 新人教版.docx

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考點(diǎn)規(guī)范練17　原電池　化學(xué)電源 (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1.電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,其工作原理如圖所示,其中NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.溶液中OH-向電極a移動(dòng) B.電極b上發(fā)生還原反應(yīng) C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-N2+6H2O D.理論上反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為3∶4 2.人工光合作用能夠借助太陽能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料?？茖W(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖所示的人工光合系統(tǒng),成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4,下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.GaN表面發(fā)生氧化反應(yīng),有O2產(chǎn)生 B.相同條件下,生成的O2和CH4體積比為2∶1 C.產(chǎn)生22.4 L O2時(shí),電解液中H+從右向左遷移4 g D.Cu表面的電極反應(yīng)式為CO2+8H++8e-CH4+2H2O 3.科學(xué)家最新開發(fā)的一種新原理二次電池的能量密度是現(xiàn)行鋰電池的7倍,該電池結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.電池放電時(shí),Li+向負(fù)極移動(dòng) B.電池放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為2Li++Li2O2+2e-2Li2O C.電池充電時(shí),Li電極應(yīng)與外電源的正極相連 D.電池系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入二氧化碳和水對(duì)電池性能不會(huì)產(chǎn)生影響 4.一種太陽能電池的工作原理如圖所示,電解質(zhì)為鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀的混合溶液,下列說法不正確的是(　　) A.K+移向催化劑b B.催化劑a表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3- C.[Fe(CN)6]3-在催化劑b表面被氧化 D.電解質(zhì)溶液中的[Fe(CN)6]4-和[Fe(CN)6]3-的濃度基本保持不變 5.某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時(shí)電池總反應(yīng)為Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是(　　) A.放電時(shí),Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移 B.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6-xe-xLi++C6 C.充電時(shí),若轉(zhuǎn)移1 mol e-,石墨(C6)電極將增重7x g D.充電時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+ 6.下面4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極的反應(yīng)產(chǎn)物為水的是(　　) 7.某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl22AgCl。下列說法正確的是(　　) A.正極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl- B.放電時(shí),交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變 D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時(shí),交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 8.一種三室微生物電池污水處理系統(tǒng)原理如下圖所示,圖中有機(jī)廢水中有機(jī)物可用C6H10O5表示。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.該裝置為原電池,b是原電池的負(fù)極 B.中間室:Na+移向右室,Cl-移向左室,a極區(qū)溶液的pH減小 C.b極反應(yīng)式為2NO3--10e-+12H+N2↑+6H2O D.當(dāng)左室有4.48 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)生成時(shí),右室產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量為0.8 mol 二、非選擇題(本題共3個(gè)小題,共52分) 9.(12分)根據(jù)右圖回答下列問題: Ⅰ.(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象是　,負(fù)極的電極反應(yīng)式為　。 (2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負(fù)極為　　　　(填“Mg”或“Al”),總反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　。 Ⅱ.中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。 (1)該電池工作時(shí),b口通入的物質(zhì)為　　　　,c口通入的物質(zhì)為　　　　。 (2)該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)工作一段時(shí)間后,當(dāng)12.8 g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有　　　　NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移。 10.(20分)酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池的構(gòu)造簡圖如圖所示,比較二者的異同,回答問題: 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-17 10-17 10-39 (1)酸性鋅錳干電池的負(fù)極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)堿性鋅錳干電池在放電過程中產(chǎn)生MnOOH,寫出正極反應(yīng)式:　。 (3)維持電流為0.6 A,電池工作10分鐘。理論消耗Zn　　　　 g。(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位,已知1 mol e-的電量為96 500 C) (4)用回收分離出的鋅皮制作七水合硫酸鋅,需去除少量雜質(zhì)鐵,除雜步驟如下(已知當(dāng)離子濃度小于110-5 molL-1時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全): ①加入足量稀硫酸和　　　　　溶液將鋅皮溶解,此時(shí)鋅離子濃度為0.1 molL-1; ②調(diào)節(jié)溶液的pH為　　　　到　　　　之間(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位),過濾除去含鐵元素的沉淀。 11.(20分)(1)甲醇是重要的可再生燃料。已知在常溫常壓下: 2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 275.6 kJmol-1 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566.0 kJmol-1 H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0 kJ mol-1 則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　。 (2)氧化還原反應(yīng)與生產(chǎn)、生活、科技密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問題: ①銀制器皿日久表面變黑是因?yàn)楸砻嫔闪薃g2S的緣故,該現(xiàn)象屬于　　　　　　腐蝕。如果加入一定濃度硝酸將發(fā)生反應(yīng):3Ag2S+8HNO36AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O,同時(shí)Ag與硝酸反應(yīng)生成AgNO3、NO、H2O,當(dāng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 mL的氣體時(shí),參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為　　　　　。 ②在如圖甲所示的原電池裝置中,負(fù)極的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　,H+的移動(dòng)方向?yàn)椤　　　　　　　?填“從右向左”或“從左向右”);電池總反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1 mol e-時(shí),交換膜左側(cè)溶液中離子減少的物質(zhì)的量為　。 甲 ③電解NO制備NH4NO3原理如圖乙所示,接電源正極的電極為　　　　(填“X”或“Y”),X電極反應(yīng)式為　, 為使電解產(chǎn)物完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需要補(bǔ)充的物質(zhì)A的化學(xué)式為　。 乙  考點(diǎn)規(guī)范練17　原電池　化學(xué)電源 1.D　電極a上NH3發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,則電極a為負(fù)極,電極b為正極,原電池中,陰離子向負(fù)極移動(dòng),故A項(xiàng)正確;電極b為正極,正極上發(fā)生還原反應(yīng),B項(xiàng)正確;負(fù)極上NH3失電子生成N2和H2O,電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-N2+6H2O,C項(xiàng)正確;由電池反應(yīng)4NH3+3O22N2+6H2O可知,理論上反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.C　根據(jù)題給裝置圖中電子的流向可確定GaN電極為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):4H2O-8e-8H++2O2↑,GaN表面發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;Cu電極的電極反應(yīng)式為CO2+8H++8e-CH4+2H2O,根據(jù)得失電子守恒知,相同條件下生成O2和CH4的體積比為2∶1,B、D項(xiàng)正確;沒有給出氣體所處的狀態(tài),不能用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積進(jìn)行計(jì)算,且電解液中H+從左向右遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.B　原電池中Li+向正極移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;正極得電子,故電極反應(yīng)式為2Li++Li2O2+2e-2Li2O,B項(xiàng)正確;Li是活潑金屬,放電時(shí)作負(fù)極,充電時(shí)作陰極,接外電源的負(fù)極,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2或H2O進(jìn)入電池后會(huì)直接與Li、Li2O2或Li2O反應(yīng),故對(duì)電池有影響,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.C　由題圖可知,電子從負(fù)極流向正極,則a為負(fù)極,b為正極。b為正極,則K+移向催化劑b,A項(xiàng)正確;a為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),則催化劑a表面發(fā)生反應(yīng):[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,B項(xiàng)正確;b上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為[Fe(CN)6]3-+e-[Fe(CN)6]4-,[Fe(CN)6]3-在催化劑b表面被還原,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由B、C中的電極反應(yīng)可知,二者以1∶1相互轉(zhuǎn)化,電解質(zhì)溶液中[Fe(CN)6]3-和[Fe(CN)6]4-濃度基本保持不變,D項(xiàng)正確。 5.C　A項(xiàng),原電池中,陽離子移向正極,正確;B項(xiàng),放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),LixC6失電子生成Li+和C6,正確;C項(xiàng),充電時(shí),C6電極反應(yīng)式為C6+xLi++xe-LixC6,每轉(zhuǎn)移1mole-,生成1xmolLixC6,增重m=1x7x=7g,錯(cuò)誤;D項(xiàng),充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),LiCoO2失電子生成Li1-xCoO2和Li+,正確。 6.C　A項(xiàng),通入空氣的電極作正極,正極反應(yīng)式:O2+4e-2O2-,不符合題意;B項(xiàng),通入氧氣的一極作正極,電解質(zhì)溶液是堿性溶液,正極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-4OH-,不符合題意;C項(xiàng),通入空氣的一極作正極,電解質(zhì)傳遞H+,正極反應(yīng)式:O2+4H++4e-2H2O,符合題意;D項(xiàng),通入氧氣的一極作正極,依據(jù)電池內(nèi)部傳遞CO32-,正極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-2CO32-,不符合題意。 7.D　A項(xiàng),Pt為正極發(fā)生還原反應(yīng):Cl2+2e-2Cl-,錯(cuò)誤;B項(xiàng),放電時(shí),左側(cè)的電極反應(yīng)式Ag+Cl--e-AgCl↓,有大量白色沉淀生成,錯(cuò)誤;C項(xiàng),由于H+、Na+均不參與電極反應(yīng),則用NaCl溶液代替鹽酸,電池總反應(yīng)不變,錯(cuò)誤;D項(xiàng),當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時(shí),左側(cè)產(chǎn)生0.01molAg+與Cl-結(jié)合為AgCl沉淀,右側(cè)產(chǎn)生0.01molCl-,為保持溶液的電中性,左側(cè)約有0.01molH+通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè),故左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子,正確。 8.B　根據(jù)圖示信息,裝置左側(cè)碳元素化合價(jià)升高,所以a為負(fù)極,b為正極,A錯(cuò)誤;陽離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),a極反應(yīng)式為C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+,溶液的pH減小,B正確;b極反應(yīng)式為2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,C錯(cuò)誤;當(dāng)左室有4.48LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)生成時(shí),轉(zhuǎn)移0.8mole-,根據(jù)得失電子守恒,右室產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量為0.810mol=0.08mol,D錯(cuò)誤?！? 9.答案Ⅰ.(1)Mg逐漸溶解,Al片上有氣泡冒出,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) Mg-2e-Mg2+ (2)Al　2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ Ⅱ.(1)CH3OH　O2或空氣 (2)CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+ (3)2.4 解析Ⅰ.(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,因Mg的活潑性比Al強(qiáng),故Mg作負(fù)極,負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)Mg-2e-Mg2+,鎂片溶解;Al作正極,正極上發(fā)生反應(yīng)2H++2e-H2↑,故Al片上有氣泡冒出;電路中產(chǎn)生電流,故電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。 (2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,因?yàn)镸g不與NaOH溶液反應(yīng),所以Al是負(fù)極,Mg是正極,總反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。 Ⅱ.由H+移動(dòng)方向可知,左側(cè)為負(fù)極,右側(cè)為正極,故b口通入CH3OH,c口通入O2或空氣。負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+。當(dāng)12.8g甲醇(即0.4mol)完全反應(yīng)生成CO2時(shí),轉(zhuǎn)移2.4mol電子,即轉(zhuǎn)移2.4NA個(gè)電子。 10.答案(1)Zn-2e-Zn2+ (2)MnO2+H2O+e-MnOOH+OH- (3)0.12 (4)H2O2　2.7　6 解析(1)酸性鋅錳干電池的負(fù)極是鋅,正極為石墨棒,電解質(zhì)為二氧化錳和氯化銨,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+。 (2)在反應(yīng)中鋅元素化合價(jià)升高,被氧化,Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-Zn(OH)2;錳元素化合價(jià)降低,被還原,MnO2為正極,電極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-MnOOH+OH-。 (3)維持電流為0.6A,電池工作10分鐘,則通過的電量是0.6A600s=360C,因此通過電子的物質(zhì)的量是36096500mol≈3.7310-3mol,鋅在反應(yīng)中失去2個(gè)電子,則理論上消耗Zn的質(zhì)量是3.7310-3mol265gmol-1≈0.12g。 (4)H2O2具有強(qiáng)氧化性,能把Fe2+氧化為Fe3+,因此加入足量稀硫酸和過氧化氫溶液,鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵。根據(jù)Fe(OH)3的溶度積知,當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液中c(OH-)=310-3910-5molL-1≈0.510-11molL-1,因此加堿調(diào)節(jié)pH=2.7時(shí)Fe3+剛好完全沉淀。鋅離子濃度為0.1molL-1,根據(jù)氫氧化鋅的溶度積,開始沉淀時(shí)的c(OH-)=10-8molL-1,所以c(H+)=10-6molL-1,此時(shí)pH=6。 11.答案(1)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)　ΔH=-442.8 kJmol-1 (2)①化學(xué)　0.004 mol ②Ag+Cl--e-AgCl　從左向右　2Ag+Cl22AgCl 0.2 mol ③Y　NO+6H++5e-NH4++H2O　NH3 解析(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1275.6kJmol-1,②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566.0kJmol-1,③H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0kJmol-1,則根據(jù)蓋斯定律,由(①-②+4③)2得CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)　ΔH=-442.8kJmol-1。 (2)①銀制器皿日久變黑,表面生成了Ag2S,屬于化學(xué)腐蝕;Ag、Ag2S分別與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Ag+8HNO36AgNO3+2NO↑+4H2O、3Ag2S+8HNO36AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O,兩個(gè)方程式中消耗HNO3和生成NO的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等,n(NO)=0.0224L22.4Lmol-1=0.001mol,根據(jù)方程式知,n(HNO3)=4n(NO)=40.001mol=0.004mol。②該原電池中,Ag失電子作負(fù)極、通入氯氣的電極作正極,負(fù)極反應(yīng)式為Ag+Cl--e-AgCl;電解質(zhì)溶液中H+向正極Pt電極方向移動(dòng);該原電池相當(dāng)于氯氣和Ag反應(yīng)生成AgCl,故電池總反應(yīng)式為2Ag+Cl22AgCl;放電時(shí),左側(cè)裝置中Ag失電子和Cl-反應(yīng)生成AgCl沉淀,且溶液中H+向正極移動(dòng),當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí),生成0.1molAg+,0.1molAg+生成AgCl需要0.1molCl-,向正極方向移動(dòng)0.1molH+,所以交換膜左側(cè)溶液中離子減少的物質(zhì)的量為0.2mol。③根據(jù)圖示知,左側(cè)NO得電子生成NH4+,右側(cè)NO失電子生成NO3-,最終得到NH4NO3,該電解池中失電子的電極為陽極、得電子的電極為陰極,所以X為陰極、Y為陽極,陽極接電源正極,所以Y接電源正極,X電極反應(yīng)式為NO+6H++5e-NH4++H2O;生成一個(gè)NH4+得到5個(gè)電子、生成一個(gè)NO3-失去3個(gè)電子,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等知,生成NH4+的濃度小于生成NO3-的濃度,要使NO3-完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3,應(yīng)該加入NH3,所以加入的物質(zhì)A為NH3。