新高考化学二轮复习核心考点逐项突破专题八 原电池(专练)(解析版)
展开学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只交试卷答题页。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本题含16小题,每题3分,共48分。每题只有一个选项符合题意)
1.(2022秋·内蒙古鄂尔多斯·高三准格尔旗世纪中学校考期中)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列变化对应的离子方程式正确的是
A.向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁:2Fe3++3MgO+3H2O═2Fe(OH)3↓+3Mg2+
B.向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸:2NO+3Fe2++4H+═3Fe3++2NO↑+2H2O
C.“84消毒液”中加少量醋增强漂白性:ClO﹣+H+═HClO
D.铅蓄电池放电时正极上的反应:PbO2+2e﹣+4H+═Pb2++2H2O
2.(2023秋·新疆乌鲁木齐·高二乌市八中校考期末)有一种新型电池既可以实现海水淡化,又可以进行废水处理,还能获得电能。下列装置处理含的废水。下列说法正确的是
A.a极为负极,发生还原反应
B.通过隔膜II进入右室
C.负极反应为
D.若处理含有29.5g的废水,模拟海水理论上可除NaCl 234g
3.(2023秋·天津北辰·高三天津市第四十七中学校考期末)下列叙述正确的是
A.铅酸蓄电池充电时,PbSO4在两电极上生成
B.煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干馏”都是化学变化
C.常温下,pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中,水电离的氢离子浓度相等
D.298 K时,反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
4.(2022秋·辽宁大连·高三校联考期中)如图为高能电池的反应原理:,下列有关充电其工作原理的说法错误的是
A.放电时,电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a
B.放电时,电极a的电极反应式:
C.充电时,电极b的电极反应式:
D.充电时,向右移动,电极b的电势大于电极a的电势
5.(2023秋·天津和平·高三天津一中校考期末)如图利用铁碳原电池原理处理酸性污水。若上端开口关闭,可得到强还原性的H(氢原子);若上端开口打开并鼓入空气,可得到强氧化性的OH。下列说法错误的是
A.无论是否鼓入空气,负极:
B.上端开口关闭,正极:
C.鼓入空气,每生成有电子转移
D.处理含的污水时,打开上端开口并鼓入空气
6.(2023秋·北京西城·高三统考期末)盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在极区转化为沉淀,实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是
A.电子由b极流向a极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.该装置实现了化学能向电能转化
D.a极可发生电极反应:
7.(2023秋·山东枣庄·高三统考期末)高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,正极区溶液的pH增大
B.放电时,负极反应式:
C.充电时,电极a连接电源负极
D.充电时,负极材料每增重13g,中性电解质溶液减少11.7g
8.(2023秋·天津北辰·高三天津市第四十七中学校考期末)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法不正确的是
A.放电时,多孔碳材料电极为正极
B.放电时,外电路电流由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时,多孔碳材料电极反应为Li2O2-x - 2e- = 2Li++(1-)O2↑
D.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
9.(2022秋·江苏·高三校联考期中)周期表中第二周期元素及其化合物广泛应用于材料领域。锂常用作电池的电极材料;可用作超导体材料;冠醚是一种环状碳的化合物,可用于识别与;用于蚀刻微电子材料中、等,还常用于与联合刻蚀玻璃材料,可由电解熔融氟化氢铵()制得,也可由与反应生成,锂—铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能,放电时发生反应:,下列说法不正确的是
A.通空气时,铜被腐蚀,表面产生
B.放电时,正极的电极反应式为
C.放电时,透过固体电解质向极移动
D.整个反应过程中,总反应为:
10.(2022秋·北京·高三统考期末)直接燃料电池是一种新型化学电源,其工作原理如图所示。电池放电时,下列说法不正确的是
A.电极Ⅰ为负极
B.电极Ⅱ的反应式为:
C.电池总反应为:
D.该电池的设计利用了在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
11.(2023·四川绵阳·二模)pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为: (E的单位为V,K为常数)。下列说法错误的是
A.计工作时,化学能转化为电能
B.玻璃电极玻璃膜内外的差异会引起电池电动势的变化
C.若玻璃电极电势比参比电极低,玻璃电极反应:
D.若测得的标准溶液电池电动势E为,可标定常数
12.(2022·江苏·校联考模拟预测)一种锌——空气电池工作原理如图所示,放电时Zn转化为ZnO。下列说法正确的是
A.空气中的氧气在石墨电极上发生氧化反应
B.该电池的负极反应为
C.该电池放电时溶液中的向石墨电极移动
D.该电池工作一段时间后,溶液pH明显增大
13.(2022秋·福建厦门·高三厦门双十中学校考期中)常温下对于任一电池反应aA+bB=cC+dD,其电动势E=Eθ-•lg,n为电池反应中转移的电子数。该小组同学设计装置(如图1),以Zn-Cu原电池探究离子浓度的改变对电极电势的影响。小组同学测得初始时Zn(s)+Cu2+(1ml•L-1)=Zn2+(1ml•L-1)+Cu(s) Eθ=1.1V(该反应n=2),随放电进行,观察电池电动势的变化趋势并绘制了电池电动势变化示意图(如图2)。下列说法正确的是
A.电压表读数为零后,则说明该原电池中Cu2+已经消耗完全
B.小组同学向ZnSO4和CuSO4溶液中同时快速加入少量相同体积和浓度的Na2S溶液,发现电池电动势突然减小,则可知:Ksp(ZnS)<Ksp(CuS)
C.小组同学推测图2中直线与X轴的交点坐标大约为(37,0)
D.小组同学推测若将初始时左侧1ml•L-1的Zn-ZnSO4半电池,换为2ml•L-1的CuSO4-Cu半电池,右侧半电池保持不变,则仍能观察到相同的电压表偏转情
14.(2022秋·广东东莞·高三统考期末)沉积型锌镍单液流电池是介于双液流电池和传统二次电池之间的一种储能装置,放电时的电池结构见如图。下列说法正确的是
A.充电时a电极是阳极
B.放电时向b电极移动
C.放电时储液罐中溶液浓度增加
D.充电时b电极发生反应:
15.(2022秋·河南洛阳·高三统考期末)每年全球报废的锂离子电池达到几百万吨以上,当前处理废旧锂离子电池迫在眉睫。一种将正极材料转化为的装置如图所示。工作时甲酸盐转化为保持厌氧环境。已知右侧装置为原电池,电极、、均不参与反应。下列说法正确的是
A.在b电极上被氧化
B.电极反应式为
C.装置工作时,A室溶液逐渐增大
D.电极反应式为
16.(2023秋·北京西城·高三统考期末)某小组同学探究Al与的反应,实验如下。
下列说法不正确的是A.②中气体生成速率逐渐增大可能与Al和Cu在溶液中形成了原电池有关
B.②中产生白色沉淀的可能原因:
C.向①中加入一定量NaCl固体,推测出现与②相似的实验现象
D.②比①反应迅速是由于水解使②中的更大,利于破坏铝片表面的氧化膜
二、非选择题 (本题共5小题,1-3题每题10分,4-5题每题11分,共52分)
17.(2022秋·山东泰安·高三校考期中)捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题。
(1)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);H=-270kJ⋅ml-1,几种化学键的键能如表所示:
则a=_______。
(2)将CO2还原为CH4,是实现CO2资源化利用的有效途径之一,装置如图所示:
①H+的移动方向为_______(填“自左至右”或“自右至左”);d电极的电极反应式为_______。
②若电源为(CH3)2NNH2-O2-KOH清洁燃料电池,当消耗0.1ml燃料(CH3)2NNH2时,离子交换膜中通过_______mlH+,该清洁燃料电池中的正极反应式为_______。
18.(2022秋·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考期中)海洋的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。
(1)“氯碱工业”电解饱和食盐水的化学方程式为:_______。制取的氯气是实验室和工业上的常用气体,科学家基于易溶于的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如下图)。充电时,电极a的反应为:。
①放电时:正极反应式为_______,NaCl溶液的浓度_______。
②充电时:电极b是_______极;每生成1ml ,电极a质量理论上增加_______g。
(2)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如下图所示),通入一定的电流。
①阴极的电极反应式为:_______,会使海水中的沉淀积垢,需定期清理。
②阳极区生成的在管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO的离子方程式为:_______。
(3)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水一次电池构造示意图如下(玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能)。
①M电极发生_______(填反应类型)。
②N电极反应为和_______。
(4)近年来科学家研究了一种光照充电电池(如下图所示)。光照时,光催化电极产生电子(和空穴(),驱动阴极反应()和阳极反应()对电池进行充电。
放电时,从_______电极穿过离子交换膜向_______电极迁移,总反应为:_______。
19.(2022秋·江苏淮安·高三校联考期中)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界的环境问题。水体除主要有电化学法、催化还原法等。电化学去除弱酸性水体中的反应原理如图所示:
(1)作负极的物质是_______。
(2)正极的电极反应式是_______。
(3)取两份完全相同的含废液A和B,调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5,向废液A、B中加入足量铁粉,经相同时间充分反应后,废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响,具体影响为_______。废液中的去除率较低的是_______(“废液A”和“废液B”),的去除率低的原因是_______。
20.(2022秋·广东汕尾·高三统考期末)填空。
I.(1)配制200 mL 0.2 ml/L Na2SO3溶液,下列哪些玻璃仪器会用到_______。
(2)用离子方程式解释Na2SO3溶液呈碱性的原因:_______。
II.化学小组用双液原电池原理研究酸碱性对物质氧化性、还原性强弱的影响。通过改变溶液酸碱性,观察电压表读数的变化,读数越大,则对应物质的氧化性(或还原性)越强。
已知:①电压高低主要与电极反应有关,还与溶液的温度、离子的浓度、pH值等因素有关。
②的还原产物与溶液酸碱性有关,在强酸性溶液中,被还原为 Mn2+;在中性和弱碱性溶液中,被还原为 MnO2;在强碱性溶液中,被还原为。
(3)连接电压表,形成闭合回路,电极 B 应和图中电压表的_______极(填“a”或“b”)柱相连,测得初始电压为 V1。
(4)实验装置要置于水浴内的原因:_______。
实验操作和读数记录如下:
(5)同学甲根据实验③推导出酸性增强,KMnO4 的氧化性增强,实验②可以得出:_______。
(6)同学乙认为实验①中,加入酸后,还原剂转化成了_______(填化学式)。
(7)同学丙认为实验设计不够严谨,以实验①②为例,应该往左边烧杯中加入_______,测得电压为V2,以此作为实验①②的初始电压。
(8)同学丁认为,实验④加入5 mL NaOH溶液后,右边烧杯内的电极反应为:_______。
21.(2023秋·新疆乌鲁木齐·乌市八中校考期末)如图1所示,其中甲池的总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,回答下问题:
(1)甲池燃料电池的负极反应式为_______。
(2)写出乙池中电解总反应的化学方程式:_______。
(3)甲池中消耗224 mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生_______g沉淀,此时乙池中溶液的体积为400 mL,该溶液的pH=_______。
(4)若乙池是铁片镀铜装置,则石墨电极和银电极应替换为_______和_______。
(5)若乙池是电解精炼铜装置,随着电解过程的进行,电解质溶液的浓度将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)某同学利用甲醇燃料电池设计电解法制取漂白液的实验装置如图2,若用于制漂白液,则a为电池的_______极,电解质溶液用_______。随着电解过程的进行,溶液pH将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
装置
序号
试剂a
现象
①
2mL0.5ml/L溶液
无明显变化,数小时后观察到铝片上仅有少量红色斑点
②
2mL0.5ml/L溶液
迅速产生红色固体和无色气泡,且气体的生成速率逐渐增大,反应放出大量的热。在铝片表面产生少量白色沉淀,经检验为CuCl
化学键
C-H
H-H
H-O
C=O
键能/kJ⋅ml-1
413
436
a
745
左烧杯(Na2SO4/Na2SO3)
右烧杯(KMnO4,调 pH=4)
电压表读数变化
①
①逐滴加入5 mL 0.05 ml/L H2SO4
由V1逐渐降低
②
② 逐滴加入5 mL 0.1 ml/L NaOH
由V1逐渐升高
③
逐滴加入5 mL 0.05 ml/L H2SO4
由V1逐渐升高
④
加入少量 0.1 ml/L NaOH
由V1略微下降
①
继续逐滴加入NaOH至5 mL
再迅速下降
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