2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)常考題型72原電池原理的實(shí)際應(yīng)用綜合練習(xí)含解析

1、- -原電池原理的實(shí)際應(yīng)用綜合練習(xí)注意事項(xiàng)：1答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息2請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上一、單選題(共13題)1-如圖是利用微生物將廢水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化為環(huán)境友好物質(zhì)而形成的化學(xué)電源，可給二次電池充電，下列說法錯(cuò)誤的是A.H+透過質(zhì)子交換膜由M極向N極移動(dòng)需要充電的二次電池的正極與N極相連M極電極反應(yīng)式：HN(CH)NH+4HO-16e-=2COf+NI+16H+2222222若N極消耗了2.24L0,則轉(zhuǎn)移了0.4mol電子22.鋅空氣電池驅(qū)動(dòng)的汽車已用于公共交通，其電極總反應(yīng)為2Zn+0-2Zn0。下列說法中,2不正確的是電極反應(yīng)可通過空氣流速

2、控制可使用催化劑加速正極反應(yīng)為了保存鋅空氣電池，應(yīng)在電池負(fù)極貼上封條Zn是負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn+20H-Zn0+H0+2e-23種新型NaCaFeq可充電電池，其工乍原理如圖所示。下列說法正確的是電CaPcO,電廠j-Nuxz(胡叱1；N叫O人吃0才?有機(jī)堪解質(zhì)訥離子交慢腺放電時(shí)N為正極，電極反應(yīng)為：2CaFeO+2e-=2CaFeO+O2-32.5充電時(shí)，M應(yīng)與電源的正極相連接放電時(shí)，Na+向M電極移動(dòng)電極材料中，單位質(zhì)量放出的電能大小：NaLi4化學(xué)工作者近期研究了一種新型偶氮苯類水系有機(jī)液流電池示意圖如下，采用惰性電極材料，電池工作原理XN-N-X+2Fe(CN)3-放電XN=NX+2F

3、e(CN),下列說法中正確66充電的是肖機(jī);漠諫電啟請(qǐng)亟機(jī)理示總密放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為：Fe(CN)3-e-=Fe(CN)4-66充電時(shí)，M為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)放電時(shí)，Na+通過離子交換膜從右極室移向左極室充電時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí)，有106gFe(CN)4-得到電子6一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，0與Li+在多孔碳材料電極處生成2Li202-x(X=0或1)。下列說法不正確的是【i理Ii卄蟲電解質(zhì)礙棄物隔膜多扎碳材料放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極放電時(shí)，外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li+向鋰電極區(qū)遷移x充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i0=2L

4、i+(1-)022-x22一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是使用的隔膜是陽離子交換膜充電時(shí)，電子流入Mg電極不能使用堿性電解質(zhì)水溶液放電時(shí)，正極反應(yīng)包括3Mg2+MgS-6e-=4MgS82氧化鉛-銅電池是一種電解質(zhì)可循環(huán)流動(dòng)的新型電池（如圖所示），電池總反應(yīng)為PbO+Cu+2HSO=PbSO+CuSO+2HO。下列有關(guān)該電池的說法正確的是224442電池工作時(shí)，電子由Cu電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向PbO電極2電池工作過程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量逐漸減小正極反應(yīng)式：PbO+2e-+4H+SO2-=PbSO+2HO2442放電后，循環(huán)液中HSO與CuSO的物質(zhì)的量之比不變244科學(xué)家設(shè)

5、想利用圖示裝置進(jìn)行CO的固定，同時(shí)產(chǎn)生電能。該裝置工作時(shí)，生成的碳附著2在電極上。下列說法錯(cuò)誤的是多孔催化劑電扱電解板(Li)作該電池的負(fù)極若導(dǎo)線中流過4mole-，理論上負(fù)極區(qū)減少4molLi+負(fù)極區(qū)不適合選用水溶液作電解質(zhì)溶液D采用多孔催化劑電極有利于巴擴(kuò)散到電極表面9某微生物燃料電池脫氯的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是質(zhì)6交換脫CHOOH.OA.氫離子由N電極通過質(zhì)子交換膜移向M電極N電極的反應(yīng)式為CHCOO-+4HO-8e-=2HCO-+9H+323M電極的反應(yīng)式為+2e-+H+二Q?+C1-若想使112.5氯苯脫氯，理論消耗4.0mol的CHCOO-310.鋰銅空氣燃料電池容量

6、高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，其中放電過程為2Li+CU2O+H2O=2Cu+2Li+2OH-，下列說法不正確的是CuCuzO空氣整個(gè)反應(yīng)過程中，氧化劑為02放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為Cu0+H0+2e-=20H-+2Cu22若負(fù)載為鉛蓄電池，則在對(duì)鉛蓄電池充電時(shí)與Cu極相連一極發(fā)生還原反應(yīng)整個(gè)反應(yīng)過程中，銅相當(dāng)于催化劑11.2020年11月28日，第四屆鋰電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇在江蘇昆山舉行，必將助力固態(tài)鋰電池得到快速規(guī)模化應(yīng)用。某可充電固態(tài)鋰電池工作原理如圖所示，反應(yīng)原理為：LiC+LLaZrTaO=LiLaZrTaO+C，下列說法錯(cuò)誤的是x6

7、1-x6A.a極采用石墨烯材料吸附鋰，充電時(shí)a極發(fā)生還原反應(yīng)充電時(shí)，b極反應(yīng)為：xLi+LiLaZrTaO+xe-=LiLaZrTaO1-x放電時(shí)，電子從a極通過導(dǎo)線流向b極當(dāng)電池工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移lmol電子，兩極的質(zhì)量變化都是7g12.以柏林綠FeFe(CN)為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列6說法錯(cuò)誤的是含NX的育機(jī)電解質(zhì)Fc|Fu(CIS,|放電時(shí)，正極反應(yīng)為FeFe(CN)+2e-+2Na+=NaFeFe(CN)626充電時(shí)，Mo箔接電源的負(fù)極充電時(shí)，Na+通過交換膜從左室移向右室D.外電路中通過0.2mol電子時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化為2.4g13中科院董紹俊課題組將二

8、氧化錳和生物質(zhì)置于一個(gè)由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池(如圖所示)，該電池可將可樂(pH=2.5)中的葡萄糖作為燃料獲得能量。下列說法正確的是(CsH18O6)(C6H12Oe)MnO3Aa極為正極隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷增大消耗O.Olmol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子b極的電極反成為：MnO+2H0+2e-=Mn2+40H-22二、填空題(共5題)二氧化硫在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的用途。用足量NaOH溶液吸收尾氣中的SO，反應(yīng)的離子方程式為；吸收后的濃溶液可用2圖1的裝置再生循環(huán)脫硫，并制得硫酸，電極a的電極反應(yīng)為，乙是。濃幽OH溶液乙圖1甲稀吸收液稀櫛哼苗寸詞評(píng)皆稀酥溶液鋁

9、離子交挽膜T陰離干交換庫濃吸收液圖2交換HSh尾氣含込K0)空住(HQ)可設(shè)計(jì)二氧化硫空氣質(zhì)子交換膜燃料電池處理尾氣中的二氧化硫，原理如圖2所示。其能量轉(zhuǎn)化的主要形式是，c電極是_極，移動(dòng)的離子及方向是。某課外小組利用原電池原理驅(qū)動(dòng)某簡(jiǎn)易小車(用電動(dòng)機(jī)表示)。A6酋5溶液圖1初步設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示,CuSO溶液在圖1所示裝置中的作用是(答4兩點(diǎn))。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：該裝置不能驅(qū)動(dòng)小車。該小組同學(xué)提出假設(shè)：可能是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)沒有完全隔開,降低了能量利用率,為進(jìn)一步提高能量利用率,該小組同學(xué)在原有反應(yīng)的基礎(chǔ)上將氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)隔開進(jìn)行,優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2所示,圖2中A溶液和B溶

10、液分別是和,鹽橋?qū)儆?填“電子導(dǎo)體”或“離子導(dǎo)體”)，鹽橋中的Cl-移向溶液(填“A”或“B”)。為降低電池自重，該小組用陽離子交換膜代替鹽橋,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖3所示。CQR涪液利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖3，仍不能驅(qū)動(dòng)小車，該小組同學(xué)再次提出假設(shè)可能是電壓不夠；可能是電流不夠；可能是電壓和電流都不夠；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：1.5V的干電池能驅(qū)動(dòng)小車，其電流為750uA；實(shí)驗(yàn)裝置示意圖3的最大電壓為1.0V，最大電流為200uA該小組從電極材料、電極反應(yīng)、離子導(dǎo)體等角度對(duì)裝置做進(jìn)一步優(yōu)化，請(qǐng)補(bǔ)全優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖4，并在圖中標(biāo)明陽離子的流向。16鈉硫電池作為一種新型儲(chǔ)能電池，其應(yīng)用逐漸得到重視和發(fā)展。

11、(DAKNOh是制備鈉硫電池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收環(huán)境中的水分，需要對(duì)其進(jìn)行定量分析。具體步驟如下圖所示：加入試劑a后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為操作b為，操作c為。Al(NO)待測(cè)液中，c(Ab+)=molL-i(用m、v表示)。33(2)鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(NaS)分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體2xAl2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na+)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如下圖所示:用電器!NT(AljOj)亠Nf亍S；和N遜險(xiǎn)11根據(jù)下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)你判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在范圍內(nèi)(填字母序號(hào))。物質(zhì)NaSAlO23熔點(diǎn)/c97.81152050沸點(diǎn)/c892444.62

12、980a.lOOC以下b.lOOC300Cc.300C350Cd.350C2050C放電時(shí)，電極A為極。放電時(shí)，內(nèi)電路中Na+的移動(dòng)方向?yàn)?填“從A到B”或“從B到A”)。充電時(shí)，總反應(yīng)為NaS=2Na+xS(3x5),則陽極的電極反應(yīng)式為。2x17.氮氧化物(NOx)是大氣主要污染物之一，請(qǐng)根據(jù)以下方法的選用回答相應(yīng)問題：利用CH催化還原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知：4CH(g)+4N0(g)4N0(g)+C0(g)+2H0(l)H=-662kJ/molTOC o 1-5 h z4222CH(g)+2NO(g)N(g)+CO(g)+2HO(l)H=-955kJ/mol42222其中式的平

13、衡常數(shù)為K,式的平衡常數(shù)為K,則：(1)CH(g)+4NO(g)=2N(g)+CO(g)+HO24222(H=:改反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用含K、K的代數(shù)式表示)。l2II利用燃料電池的原理來處理氮氧化物是一種新方向。裝置如圖所示，在處理過程中石墨電極I上反應(yīng)生成一種氧化物Y。ITO士一麗U熔融鹽石墨W(2)寫出氧化物Y的化學(xué)式；石墨I(xiàn)I電極為(填“正”或“負(fù)”)極，該電極反應(yīng)為；III利用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO/g)H=akJ/mol。某研究小組向某恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，恒溫(TC)條件1下反應(yīng)，已知在不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃

14、度如下:0.12(4050cj.ino0.076(9加fl.0600.012(1.020UiCO00250.025O2ft.020IMCIfIMH1”、“A13+3NHH0=Al(0H)；+3NH+234過濾洗滌灼燒(或加熱)冷卻1000m/51v詳解】試題分析：從A到BS2-2e-=xxS解：(1)由操作流程可知實(shí)驗(yàn)原理是Al(N03)3和氨水反應(yīng)生成Al(0H)3,試劑a為氨水，反應(yīng)的方程式為Al3+3NHH0Al(0H)；+3NH+；3234Al(0H)3經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后生成Al203，冷卻后稱量，故答案為過濾；洗滌、灼燒(或加23熱)、冷卻；n(Al0)23mgm=mol，102g

15、/mol102貝yn(Al(NO)=2n(AlO)323m=mol,51c(Al(NO)33mmol51vxlO-3L1000m51vmolL-i；(2)原電池工作時(shí)，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應(yīng)高于115C而低于444.6C，只有c符合，故答案為c；放電時(shí)，Na被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極負(fù)；陽離子向正極移動(dòng)，即從A到B；充電時(shí)，是電解池反應(yīng)，陽極反應(yīng)為：S2-2e-=xS。x考點(diǎn)：本題考查物質(zhì)的分離、提純以及含量的測(cè)定和原電池知識(shí)K21248kJmol-iK=2NO正0+4e-+2N0=4N0-TOC o 1-5 h z252251c(CO)c(N)K=2廠0.001224%減

16、小CO的濃度Vc2(NO)2【解析】(1)CH(g)+4N0(g)4N0(g)+C0(g)+2H0(l)H=-662kJ/mol,222CH(g)+2N0(g)N(g)+C0(g)+2H0(l)H=-955kJ/mol2222由蓋斯定律X2-可得：CH(g)+4N0(g)=2N(g)+C0(g)+H0(1)H222=2X(-955kJ/mol)-(-662kJ/mol)=-1248kJ/mol，則K=K2故答案為一1248kJ/mol；十;1II、正極上氧氣得到電子與N0-結(jié)合生成N0,所以Y的化學(xué)式為N0,故答案為N0；TOC o 1-5 h z3252525燃料電池中通氧氣的為正極，通燃料

17、的為負(fù)極，則石墨I(xiàn)極為負(fù)極，石墨I(xiàn)I極為正極,正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為0+4e-+2N0=4N0-，故答案為N0；正；0+4e-22532522N0=4N0-；253K=。SO上呼2；在010s內(nèi)，N的平均反應(yīng)速率為0.012moL=0.0012mol/(Ls)；N0的2小III.(4)根據(jù)C(s)+2N0(g)N2(g)+C02(g)H=akJ/mol，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式2c2(NO)，”一2一J710s0.1轉(zhuǎn)化率為=0.10.076X100%=24%，故答案為3懇丄；0.0012；24%；c2(NO)(5)30s后，NO和C02的濃度減小，但氮?dú)獾臐舛仍龃?，表示平衡正向移?dòng)，則改變

18、的條件可能是減小CO的濃度，若30s后升高溫度至TC,平衡時(shí)，容器中NO的濃度由0.060mol/L變22為0.072mol/L，表示平衡逆向移動(dòng)，說明正反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的aV0,故答案為減小CO的濃度；V。218.2H+2e-=Hf減弱石墨CuFeCl溶液正極CH0H-6e-+H0=C0+6H+233225.6【分析】根據(jù)原電池原理進(jìn)行判斷，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)升高的一極作負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；化合價(jià)降低的一極作正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。燃料電池中，正極通入的是氧氣，負(fù)極充入的是CHOH，根據(jù)化3合價(jià)的變化寫出電極反應(yīng)式?！驹斀狻咳鬋為稀HSO溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B極電極材料為Fe且作負(fù)極，A電極為正極，24電極材料為較鐵不活潑的金屬或非金屬，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)方程式為：2H+2e-=H2f；由原電池的總反應(yīng)可知，反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液C的pH升高，酸性減弱；分析反應(yīng)Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,將其拆分為兩個(gè)半反應(yīng)，分別為：Cu-2e-=Cu2+,2Fe3+2e-=2Fe2+,根據(jù)原電池原理，可知負(fù)極電極反應(yīng)式為:Cu-2e-=Cu2+，正極的電極反應(yīng)式為:2Fe3+2e-=2Fe2+，正負(fù)極材料分別為：負(fù)極為