高中化学化学电源新型电池试题

据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电，其电池反应为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-2CO₃^2-+6H₂O，则下列有关说法不正确的是

A．放电时化学能转变为电能	B．放电时CH3OH参与正极反应
C．充电时阴极产生CH3OH	D．充电时每生成1mol CH3OH，则转移6mol电子

下列有关说法正确的是

A．反应SiO2(s)+ 3C(s) =" SiC(s)" + 2CO(g)室温下不能自发进行，则该反应的△H＜0

B．铅蓄电池放电过程中，正极质量增加，负极质量减小

C．25℃下，在NH3·H2O稀溶液中，加水，的值不变

D．在NaHS溶液中，滴入少量CuCl2溶液产生黑色沉淀，HS^－水解程度增大，pH增大

大气中可吸入颗粒物PM_2.5主要来源为燃煤、机动车尾气等。
（1）若取某PM_2.5样本，用蒸馏水处理，测得溶液中含有的离子有：K⁺、Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-，则该溶液为       （填“酸性”或“碱性”）溶液，其原因用离子方程式解释是：        。
（2）“洗涤”燃煤烟气可减轻PM_2.5中SO₂的危害，下列可适用于吸收SO₂的试剂有      
A．CaCl₂溶液     B．氨水     C．Ca(OH)₂悬浊液     D．浓H₂SO₄
（3）煤烟气中的氮氧化物可用CH₄催化还原成无害物质。若常温下，1molNO₂与CH₄反应，放出477.5kJ热量，该反应的热化学方程式是            。
（4）安装汽车尾气催化转化器也可减轻PM2.5的危害，其反应是：
2NO(g) + 2CO(g) 2CO₂(g)+ N₂(g)；△H＜0。
①该反应平衡常数表达式K=         ；温度升高K值       （填“增大”或“减小” ）
②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         。

（5）使用锂离子电池为动力汽车，可减少有害气体的排放。锰酸锂离子蓄电池的反应式为：
     Li_1－xMnO₄ ＋ Li_xC LiMnO₄ ＋ C
下列有关说法正确的是          
A．充电时电池内部Li^＋向正极移动
B．放电过程中，电能转化为化学能
C．放电时电池的正极反应式为：Li_1－xMnO₄＋xe^—＋xLi^＋＝LiMnO₄
D．充电时电池的正极应与外接电源的负极相连

铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe^3＋＋Cr^2＋Fe^2＋＋Cr^3＋。下列说法一定正确的是

A．充电时，阴极的电极反应式为Cr^3^＋＋e^－=Cr^2^＋

B．电池放电时，负极的电极反应式为Fe^2^＋－e^－=Fe^3^＋

C．电池放电时，Cl^－从负极室穿过选择性透过膜移向正极室

D．放电时，电路中每流过0.1 mol电子，Fe^3^＋浓度降低0.1 mol·L^－^1

铅蓄电池是典型的可充型电池,电池总反应为:Pb+PbO₂+4H⁺+2S2PbSO₄+2H₂O。
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
放电时,正极的电极反应是　　　　　　　　　;电解液中H₂SO₄的浓度将变　　　;当外电路通过1 mol电子时,理论上负极板的质量增加　　　g。 

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉(NiCd)电池,其电池总反应可以表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H₂O2Ni(OH)₂+Cd(OH)₂
已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均难溶于水但能溶于酸,以下说法中正确的是(　　)
①以上反应是可逆反应　
②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能　
④放电时化学能转变为电能

A．①③

B．②④

C．①④

D．②③

(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

有一种锂电池,用金属锂和石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl₄)溶解在亚硫酰氯()中而形成的,电池总反应方程式为:8Li+3SOCl₂6LiCl+Li₂SO₃+2S,下列叙述中正确的是(　　)

A．电解质溶液中混入水,对电池反应无影响

B．金属锂作电池的正极,石墨作电池的负极

C．电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3

D．电池工作过程中,金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4∶1

已知蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用稀硫酸作电解质溶液。在放电时,两极发生的反应可分别表示为:
Pb+S-2e^-PbSO₄
PbO₂+4H⁺+S+2e^-PbSO₄+2H₂O
充电时,两极发生的反应分别表示为:
PbSO₄+2e^-Pb+S
PbSO₄+2H₂O-2e^-PbO₂+4H⁺+S
在蓄电池生产和使用时,下列说法中正确的是(　　)

A．生产和使用铅蓄电池,不会造成环境污染

B．生产和使用铅蓄电池时,可能引起铅中毒和环境污染

C．使用铅蓄电池时,若铅板上有1 mol铅反应就消耗1 mol H2SO4

D．在使用时,电池内溶液的密度会增大

已知蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用稀硫酸作电解质溶液。在放电时,两极发生的反应可分别表示为:
Pb+S-2e^-PbSO₄
PbO₂+4H⁺+S+2e^-PbSO₄+2H₂O
充电时,两极发生的反应分别表示为:
PbSO₄+2e^-Pb+S
PbSO₄+2H₂O-2e^-PbO₂+4H⁺+S
在蓄电池放电时,溶液的pH将(　　)

A．不变

B．升高

C．降低

D．无法确定

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应： Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄(g)，H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99．9％的高纯镍。对该反应的说法正确的是     (填字母编号)。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO₂将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫。
已知：C(s)+O₂(g)=CO(g)  H=-Q₁ kJmol^-1
C(s)+ O₂(g)=CO₂(g)   H=-Q₂ kJmol^-1
S(s)+O₂(g)=SO₂(g)    H=-Q₃ kJmol^-1
则SO₂(g)+2CO(g)=S(s)+2CO₂(g)  H=          。
（3）金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图28（3）是四种金属氧化物（Cr₂O₃、SnO₂、PbO₂、Cu₂O)被一氧化碳还原时与温度（t）的关系曲线图。
700^oC时，其中最难被还原的金属氧化物是         (填化学式)，用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式系数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于             。

（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如上图28（4）所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为              。
若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答 下列问题。

(1)A是铅蓄电池的       极，铅蓄电池正极反应式为               ，放电过程中电解液的密度       (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是       ，该电极的电极产物共       g。
(3)Cu电极的电极反应式是       ，CuSO₄溶液的浓度       (填“减小”、“增大”或“不变”)
(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示       。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量

已知298 K时，Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp＝5.6×10^－12，取适量的MgCl₂溶液，加入一
定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则下列说法不正确的是（  ）

A．所得溶液中的c(H^＋)＝1.0×10^－13 mol·L^－1

B．所得溶液中由水电离产生的c(OH^－)＝1.0×10^－13 mol·L^－1

C．所加的烧碱溶液的pH＝13.0

D．所得溶液中的c(Mg^2^＋)＝5.6×10^－10 mol·L^－1

工业上常常利用反应①来生产环氧乙烷，但是伴随副反应②。
①C₂H₄(g)+O₂(g) →; △H₁   ②C₂H₄(g)+3O₂(g) → 2CO₂(g)+2H₂O(g); △H₂
（1）写出环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式。答：____________________________；
（2）工业生产中，可通过某一措施来加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。工业生产采取的这种措施是_______________。
A．升高反应体系的温度B．增大体系中氧气的浓度
C．使用合适的催化剂D．降低反应体系的压强
（3）已知C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol^-1、b kJ·mol^-1、c kJ·mol^-1，则环氧乙烷中C—O键能为            kJ·mol^-1；
（4）反应②可以设计成燃料电池，若以酸做电解质溶液，负极反应式是                。

Li-A1/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极电极反应式为：2Li⁺+FeS+2e^- =Li₂S+Fe。有关该电池的叙述正确的是（    ）

A．该电池的总反应式为：2Li+FeS=Li2S+Fe

B．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

C．负极的电极反应式为Al-3e^-=Al^3+

D．充电时，阴极的电极反应式为：Li2S+Fe-2e^- = 2Li^++FeS

如图为某种甲醇燃料电池示意图，工作时电子流方向如图所示。下列判断正确的是

A．X为氧气

B．电极A反应式：CH3OH-6e^-+H2O = CO2+6H^+

C．B电极附近溶液pH增大

D．电极材料活泼性：A＞B