2019高考化學總復習 第六章 化學反應與能量 6-2-2 考點二 化學電源基礎(chǔ)小題快練 新人教版.doc

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6-2-2 考點二 化學電源 一、可充電電池 1．“天宮二號”飛行器白天靠太陽能帆板產(chǎn)生電流向鎳氫電池充電，夜間鎳氫電池向飛行器供電。鎳氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。若電池總反應為2Ni(OH)22NiOOH＋H2。則下列說法正確的是(　　) A．放電時，NiOOH發(fā)生氧化反應 B．充電時，a電極的pH增大，K＋移向b電極 C．充電時，a電極的電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．放電時，負極反應為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 解析：放電時，NiOOH在正極上得電子變成Ni(OH)2，發(fā)生還原反應，A錯誤；充電時，a電極作陰極，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a電極，B錯誤、C正確；放電時，負極上H2放電，D錯誤。 答案：C 2．全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能電池，該電池性能優(yōu)良，其電池總反應為V3＋＋VO2＋＋H2OVO＋2H＋＋V2＋。下列敘述正確的是(　　) A．放電過程中電解質(zhì)溶液中陰離子移向正極 B．放電時每轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，負極有0.5 mol V2＋被氧化 C．充電時陽極附近溶液的酸性減弱 D．充電時陽極反應式為VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 解析：放電時發(fā)生的反應為VO＋2H＋＋V2＋===V3＋＋VO2＋＋H2O，陰離子移向負極，A錯誤；負極V2＋被氧化成V3＋，每轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，負極有0.5 mol V2＋被氧化，B正確；充電時的總反應為V3＋＋VO2＋＋H2O===VO＋2H＋＋V2＋。陽極反應為VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋陽極附近溶液的酸性增強，C、D錯誤。 答案：B 3．鋰—空氣電池能夠提供相當于普通鋰離子電池10倍的能量。如圖是鋰—空氣電池放電和充電時的工作示意圖。 下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)極為原電池的正極 B．電池充電時，b極發(fā)生的反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．放電時，a極鋰的化合價未發(fā)生變化 D．充電時，溶液中Li＋由b極向a極遷移 解析：根據(jù)題給裝置圖判斷，a電極為原電池的負極，電極反應為Li－e－===Li＋，A、C項錯誤；電池充電時，b極發(fā)生的反應為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，B項錯誤；充電時，陽離子移向電解池的陰極，D項正確。 答案：D 4．某充電寶鋰離子電池的總反應為xLi＋Li1－xMn2O4 LiMn2O4，某手機鎳氫電池總反應為NiOOH＋MHM＋ Ni(OH)2(M為儲氫金屬或合金)，有關(guān)上述兩種電池的說法不正確的是(　　) A．鋰離子電池放電時Li＋向正極遷移 B．鎳氫電池放電時，正極的電極反應式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ C．上圖表示用鋰離子電池給鎳氫電池充電 D．鋰離子電池充電時，陰極的電極反應式：LiMn2O4－xe－===Li1－xMn2O4＋xLi＋ 解析：電池工作時，陽離子(Li＋)向正極遷移，A項正確；鎳氫電池放電時，正極得電子，電極反應式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，B項正確；根據(jù)電池總反應知，左側(cè)鋰電池作電源給右側(cè)電池充電，C項正確；鋰離子電池充電時，陰極的電極反應式為Li＋＋e－===Li，D項錯誤。 答案：D 二、燃料電池 5．甲醇燃料電池體積小巧，潔凈環(huán)保、比能量高，已在便攜式通訊設(shè)備、汽車等領(lǐng)域應用。某甲醇燃料電池的總反應式為2CH4O＋3O2===2CO2＋4H2O，如圖是該燃料電池的示意圖。下列說法錯誤的是(　　) A．a(chǎn)是甲醇，b是氧氣 B．燃料電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能 C．質(zhì)子從M電極區(qū)穿過交換膜移向N電極區(qū) D．負極反應：CH4O－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 解析：由質(zhì)子交換膜知，電解質(zhì)溶液呈酸性，N極上生成水，則a為氧氣，N為正極，M為負極，負極反應式為CH4O－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，正極反應式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，b是甲醇、c是二氧化碳，質(zhì)子從M電極區(qū)通過質(zhì)子交換膜到N電極區(qū)，通過以上分析知，B、C、D正確。 答案：A 6．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　) A．b極發(fā)生氧化反應 B．a(chǎn)極的反應式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放電時，電流從a極經(jīng)過負載流向b極 D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 解析：在燃料電池中，氧氣作為氧化劑在正極發(fā)生還原反應，故A項錯誤；燃料N2H4為還原劑，在負極發(fā)生氧化反應，故B項正確；放電時，電流由正極(b極)經(jīng)外電路流向負極(a極)，故C項錯誤；正極的電極反應式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，OH－將透過交換膜在負極發(fā)生反應，應選擇陰離子交換膜，故D項錯誤。 答案：B 7．新型NaBH4/H2O2燃料電池(DBFC)的結(jié)構(gòu)如圖所示，(已知硼氫化鈉中氫為－1價)，有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．電極B材料中含MnO2層，MnO2可增強導電性 B．電池負極區(qū)的電極反應：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O C．放電過程中，Na＋從正極區(qū)向負極區(qū)遷移 D．在電池反應中，每消耗1 L 6 molL－1 H2O2溶液，理論上流過電路中的電子為6NA個 解析：A項，電極B采用MnO2，為正極，H2O2發(fā)生還原反應，得到電子被還原生成OH－，MnO2既作電極材料又有催化作用，錯誤；B項，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，正確；C項，放電時，鈉離子向正極移動，錯誤；D項，在電池反應中，每消耗1 L 6 molL－1 H2O2溶液，理論上流過電路中的電子數(shù)＝6 molL－11 L2NA/mol＝12NA，錯誤。 答案：B 三、新型化學電源 8．近幾年科學家發(fā)明的一種新型可控電池——鋰水電池，工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．碳極發(fā)生的反應是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．有機電解質(zhì)和水溶液不可以互換區(qū)域 C．標準狀況下產(chǎn)生22.4 L的氫氣時，正極消耗鋰的質(zhì)量為14 g D．該裝置不僅可提供電能，還可得到清潔的氫氣 解析：根據(jù)圖示信息可知，碳電極上產(chǎn)生氫氣，應該是正極，該電極上發(fā)生得電子的還原反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A正確；由于金屬Li可以和水反應生成氫氧化鋰和氫氣，但是和有機電解質(zhì)不反應，所以有機電解質(zhì)和水溶液不可以互換區(qū)域，B正確；金屬Li和水發(fā)生反應2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，標準狀況下產(chǎn)生22.4 L的氫氣時，金屬鋰是負極，負極消耗鋰的質(zhì)量為14 g，C錯誤；該裝置是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，裝置不僅可提供電能，并且反應產(chǎn)物是氫氣，能提供能源，D正確。 答案：C 9．金屬(M)－空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應方程式為：4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。 已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是(　　) A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面 B．比較Mg、Al、Zn三種金屬－空氣電池，Al－空氣電池的理論比能量最高 C．M－空氣電池放電過程的正極反應式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n D．在Mg－空氣電池中，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜 解析：本題考查電化學知識，意在考查考生運用原電池原理解決問題的能力。A項，采用多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，且有利于氧氣擴散至電極表面，正確；B項，根據(jù)“已知”信息知鋁的比能量比Mg、Zn的高，正確；C項，M－空氣電池放電過程中，正極為氧氣得到電子生成OH－，錯誤；D項，為了避免正極生成的OH－移至負極，應選用陽離子交換膜，正確。 答案：C 10．光電池是發(fā)展性能源。一種光化學電池的結(jié)構(gòu)如圖，當光照在表面涂有氯化銀的銀片上時AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)， [Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面]，接著Cl(AgCl)＋e－===Cl－(aq)，若將光源移除，電池會立即恢復至初始狀態(tài)。下列說法不正確的是(　　) A．光照時，電流由X流向Y B．光照時，Pt電極發(fā)生的反應為：2Cl－＋2e－===Cl2 C．光照時，Cl－向Pt電極移動 D．光照時，電池總反應為：AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq) 解析：該裝置中氯原子在銀電極上得電子發(fā)生還原反應，所以銀作正極、鉑作負極，光照時，電流從正極銀X流向負極鉑Y；光照時，Pt電極作負極，負極上亞銅離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu＋(aq)－e－===Cu2＋(aq)；光照時，該裝置是原電池，銀作正極，鉑作負極，電解質(zhì)中氯離子向負極鉑移動；光照時，正極上氯原子得電子發(fā)生還原反應，負極上亞銅離子失電子，所以電池反應式為AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)。 答案：B