高中化学化学电源新型电池试题

下列说法中正确的是

A．在船体上镶嵌锌块，可以减缓船体被海水腐蚀的速率

B．粗铜精炼时，电解液中的c(Cu^2+)保持不变

C．纯银在空气中久置变黑发生的是电化学腐蚀

D．阴极电保护法是将被保护的金属与外加电源的正极相连

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0.25 mol气体时，则铁电极增重16 g

2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，内部用AlCl₄^–和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确的是

A．放电时，铝为负极、石墨为正极

B．放电时，有机阳离子向铝电极方向移动

C．放电时的负极反应为：Al –3e^- + 7AlCl4^–= 4Al2Cl7^–

D．充电时的阳极反应为：Cn + AlCl4^––e^-= CnAlCl4

一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是

A．a电极发生还原反应

B．H^+由右室通过质子交换膜进入左室

C．b电极反应式为：2NO3^－＋10e^－＋12H^+＝N2↑＋6H2O

D．电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极

钠、镁、铁、铜及其化合物在科研和生产生活中有广泛的应用。
（1）Mg—H₂O₂电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，结构如图所示。电池工作时，正极的电极反应式             。常温下，用该电池电解200mL的饱和硫酸铜溶液(电极为惰性电极)，反应时溶液中水的电离平衡                移动(填“向左”“向右”或“不”)；当消耗24mg金属Mg，电解后溶液的pH=             (不考虑溶液的体积变化)。

（2）利用电解法在铁制品上镀铜可以防止铁被腐蚀，以下说法正确的是             。
a．电镀时，铜和石墨都可以做阳极，可溶性铜盐作电解质溶液
b．电镀过程中，温度升高，电解反应速率加快
c．电镀过程中，电能全部转化为化学能
d．电镀过程中，铜离子向阴极移动，发生还原反应

“天宫一号”的供电系统（RFC）是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。右图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是

A．当有0.1 mol电子转移时，a电极产生1.12 L H₂
B．b极上发生的电极反应是：4H₂O＋4e^－===2H₂↑＋4OH^－
C．d极上发生的电极反应是：O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O
D．c极上发生还原反应，B中的H^＋通过隔膜进入A

正、负极都是碳材料的双碳性电池，电池充、放电过程为2nC+LiAC_nA+LiC_n，充电时Li⁺、A^－分别吸附在两极上形成LiC_n和C_nA（如图所示），下列说法正确的是

A．a是电池的负极

B．放电时，A^－离子向b极移动

C．放电时，负极的电极反应式是nC－e^－＋A^－= CnA

D．充电时，电解质中的离子浓度保持不变

一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=CH₃COOH+4H⁺。下列有关说法正确的是(    )

A．检测时,电解质溶液中的H^+向负极移动

B．若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O

D．正极上发生的反应为:O2+4e^-+2H2O=4OH^-

已知某镍镉(Ni—Cd)电池的电解质溶液为KOH溶液，其放电按下式进行：
Cd＋2NiOOH＋2H₂O=Cd(OH)₂＋2Ni(OH)₂。有关该电池的说法正确的是(    )

A．充电时阳极反应：NiOOH＋H2O＋e^－===Ni(OH)2＋OH^－

B．充电过程是电能转化为化学能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH^－向正极移动

雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO₂(g)＋N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH__________0(填“＞”或“＜”)，ΔS__________0(填“＞”或“＜”)
②在T₁温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N₂)＝____________________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积，则CO转化率__________（填“增大”，“减少”或“不变”）
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是________________(填字母)。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－867.0 kJ·mol^－1
2NO₂(g)N₂O₄(g)ΔH＝－56.9 kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(g)的热化学方程式_________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO₂和H₂O为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为

a：_________________________________________；
b：_________________________________________。

如图甲池和乙池中的四个电极都是惰性材料，请根据图示判断下列说法正确的是

A．两个装置之间没有盐桥，故不能形成电流

B．a电极的电极反应式 C2H5OH＋16OH^－－12e^－==2CO3^2^－＋11H2O

C．一段时间后，乙池d电极周围的溶液呈现棕褐色

D．乙池在反应前后溶液的pH不变

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)  ΔH
（1）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	3.041	1.000	0.120

由表中数据判断ΔH________0 (填“＞”、“＝”或“＜”)，化学平衡常数表达式K=            ；
（2）300 ℃时，在体积为2.0 L的密闭容器中通入2 mol CO和4 mol H₂ ，经过20 s 达到平衡状态，
①计算20 s内CO的反应速率为            ，此时容器中甲醇的体积分数为              ；
②若向上述平衡体系中同时加入1mol CO，2mol H₂ 和1mol CH₃OH气体，平衡移动情况是__________(填“向右”、“向左”或“不移动”)，原因是                ；
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g) = 2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH₁＝－1277.0 kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g) = 2CO₂(g) ΔH₂＝－566.0kJ/mol
③H₂O(g) = H₂O(l) ΔH₃＝－44 kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                          ；
（4）甲醇，氧气可制作燃料电池，写出以氢氧化钾为电解质甲醇燃料电池负极反应式             ；如图，电解KI溶液制碘，在粗试管中加入饱和的KI溶液，然后再加入苯，插入一根石墨电极和一根铁电极，使用该燃料电池做电源，铁电极与             极（填正或负）相连接，通电一段时间后，断开电源，振荡试管，上层溶液为              色，当有1.27g 碘单质生成时,需要             g CH₃OH。

如图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K^＋通过，该电池放电时的化学方程式为：2K₂S₂ +KI₃＝K₂S₄ +3KI。装置(Ⅱ)为电解含有0.5mol NaCl的溶液示意图，当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法正确的是

A．K^＋从右到左通过离子交换膜

B．电极A上发生的反应为：3I^－﹣2e^-＝I3^－

C．电极X上发生的反应为：2Cl^－﹣2e^-＝Cl2↑

D．当有0.1 mol K^＋通过离子交换膜，X电极上产生1.12 L(标准状况)气体

高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

湿法	强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的流程如下图所示：

①反应I的化学方程式为             。
②反应II的离子方程式为            。
③进行溶解，沉淀、洗涤这些操作的共同目的是                  。
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为________________。
（3）湿法、干法制备K₂FeO₄的反应中均利用的是+3价Fe元素的           性质。
（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，下图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有            。

利用如图所示原电池可测量空气中Cl₂含量，其中电解质是Ag⁺可以自由移动的固体物质。
下列分析不正确的是（  ）

A．电子经外电路流向Pt电极

B．电池工作时，电解质中Ag^+数目减少

C．正极反应：Cl2+2e^—+2Ag^+ = 2AgCl

D．空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快