苏教版高考化学易错点12原电池模拟题训练含答案.docx
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苏教版高考化学易错点12原电池模拟题训练含答案
易错点12原电池
模拟题训练
1．最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是
A．右边吸附层中发生了还原反应
B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－====2H2O
C．电池的总反应是2H2＋O2====2H2O
D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO
向左移动
【答案】C
2．一种微生物电池可进行多种污水净化和海水淡化的综合处理，该电池装置的示意图如图所示，其中污
水中的有机物用C6H10O5表示，海水用食盐水代替。
下列说法正确的是
A．b膜为阴离子交换膜
B．处理后的含NO3-污水的pH降低
C．负极反应式为C6H10O5+7H2O+24e-==6CO2↑+24H+
D．导线中流过lmol电子，理论上有1molCl-通过a膜
【答案】D
3．太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点，现已得到广泛应用。
氮化镓（GaN）光电池的结构如图所示。
下列说法中正确的是（）
A．该装置系统中只存在光能与电能之间的转化
B．Cu电极：
CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C．工作时，产生的O2、CH4体积比为1∶1（同温同压）
D．离子交换膜为质子交换膜，H+从左池移向右池
【答案】D
【解析】由氮化镓（GaN）光电池的工作原理装置图可知，左池GaN为负极水失电子发生氧化反应生成氧气，右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O。
A．由氮化镓（GaN）光电池的工作原理装置图可知，该装置系统中存在太阳能转变为化学能，化学能转变为电能，电能又转变为热能、光能等，故A错误；B．右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，故B错误；C．根据转移电子守恒可知，同温同压产生的O2、CH4体积比为2：
1，故C错误；D．阳离子向正极移动，所以离子交换膜为质子交换膜，H+从负极左池移向正极右池，故D正确。
4．中国科学院成功开发出一种新型铝−石墨双离子电池，大幅提升了电池的能量密度。
该电池放电时的总反应为:
AlLi+CxPF6
Al+xC+Li++PF6−，有关该电池说法正确的是
A．充电时，PF6−向阳极移动
B．充电时，铝电极质量减少
C．放电时，正极反应式为:
Al+Li++e−
AlLi
D．放电时，电子由石墨沿导线流向铝
【答案】A
5．2016年7月报道，南开大学科研团队在“可充室温钠－二氧化碳电池”的研究中取得突破进展，该电池放电时工作情况如图所示。
下列说法错误的是
A．金属Na为电池的负极
B．放电时，电解液中Na＋向碳电极移动
C．充电时，碳电极发生的反应为：
4Na＋＋4e－＋3CO2==2Na2CO3＋C
D．放电时，每转移2mol电子，消耗标准状况下的CO233.6L
【答案】C
【解析】A，图中电子由金属钠片通过导线流向碳纳米管，金属钠片为电池的负极，碳纳米管为电池的正极，A项正确；B，放电时，电解液中Na+向正极移动，向碳电极移动，B项正确；C，充电时碳电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，碳电极的电极反应式为2Na2CO3+C-4e-=4Na++3CO2，C项错误；D，放电时正极电极反应式为4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C，每转移2mol电子消耗1.5molCO2，消耗标准状况下的CO2的体积为1.5mol
22.4L/mol=33.6L，D项正确。
6．铅蓄电池是目前常见的二次电池，其放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
下列说法中正确的是
A．放电时，Pb作为电池的负极发生还原反应
B．放电时，内电路中的H+向Pb电极移动
C．充电时，外接电源的负极需要与Pb电极相连
D．充电时，阳极区附近溶液酸性减弱
【答案】C
7．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是
A．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
B．以NaOH溶液为电解质时，负极反应为Al＋3OH－－3e－==Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解质时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变
D．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－==4OH－
【答案】D
【解析】A项、放电时，电子从负极Al沿导线流向正极，故A错误；B项、以NaOH溶液为电解液时，Al易失电子作负极，且铝失去电子后变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：
Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，故B错误；C项、以NaOH溶液为电解液时，电池的总反应为：
4Al+4OH-+3O2═4AlO2-+2H2O，反应中消耗氢氧根离子且生成水，所以溶液的pH降低，故C错误；D项、电解质溶液显碱性或中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，故D正确。
8．2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。
电池总反应为：
C2H5OH +3O2=2CO2 +3H2O，电池示意图如下，下列说法中正确的是
A．b极为电池的负极
B．电池工作时电子在内电路中由a极经溶液到b极
C．电池负极的电极反应为：
C2H5OH+3H2O－12e－==2CO2+12H+
D．电池工作时，1mol乙醇被氧化时有6mol电子转移
【答案】C
9．有一种瓦斯分析仪（下图甲）能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。
该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的的是（）
A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a
B．电极a的反应式为：
CH4+5O2－―8e－＝CO32－+2H2O
C．电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
D．当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移4mol
【答案】B
10．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（）
A．HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42- 的反应为:
HS-+4H2O-8e-==SO42-+9H+
B．电子从b流出，经外电路流向a
C．如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化
D．若该电池电路中有0.4mol 电子发生转移，则有0.45molH+通过质子交换膜
【答案】A
【解析】A、负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-，失电子发生氧化反应，电极反应式是HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+，所以A选项是正确的；B、b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出，经外电路流向b，故B错误；C、如果将反应物直接燃烧，会有部分化学能转化为光能，因此能量的利用率会有变化，故C错误；D、根据电子守恒，若该电池有0.4mol电子发生转移，则有0.4molH+通过质子交换膜，故D错误。
11．一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池的工作原理及电池中发生的主要反应如图所示。
下列说法错误的是
A．电池工作时，光能转变为电能，X 为电池的负极
B．镀铂导电玻璃上发生氧化反应生成I-
C．电解质溶液中发生反应:
2Ru3++3I-
2Ru2++I3-
D．电池工作时，电解质溶液中I-和I3-的浓度基本不变
【答案】B
12．最近科学家利用下列装置图成功地实现了CO2和H2O合成CH4。
下列叙述错误的是
A．电池工作时，实现了将太阳能转化为电能
B．铜电极为正极，电极反应式为CO2-8e-+8H+=CH4+2H2O
C．电池内H+透过质子交换膜从左向右移动
D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸
【答案】B
【解析】A.由电池装置图可知电池工作时，实现了太阳能转化为电能，故正确；B.电子流入的极是正极，所以铜是正极，铜上二氧化碳得到电子生成甲烷，即CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故错误；C.电池内氢离子透过质子交换膜向正极移动，电子流入的极是正极，所以铜是正极，即电池内氢离子透过质子交换膜从左向右移动，故正确；D.向装置中加入少量强电解质溶液稀硫酸可以增强导电能力，提高该人工光合系统的工作效率，故正确。
13．向新型燃料电池的两极分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导O2-。
图中滤纸用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过，c、d、e、f均为惰性电极，工作后e极周围变红。
下列叙述正确的是（）
A．c极为正极,A处通入甲烷气体
B．d极的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．固体电解质中O2-由d极向c极移动
D．e极上发生氧化反应，pH增大
【答案】C
14．一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如下图所示,下列说法不正确的是
A．X极为电池的负极
B．电池工作时，光能转变为电能
C．电池工作时，Y极上发生还原反应
D．电池的电解质溶液中I－和I3－的浓度不断减少
【答案】D
15．2017年5月18日，我国海域天然气水合物试采成功，下列分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的是（）
A．该分析仪工作时，电极a为正极
B．电极a的反应式为：
CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O
C．当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移4mol
D．该分析仪可用于分析空气中的天然气的含量
【答案】D
【解析】分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其中的固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动，电子在外电路转移，通甲烷气体的为负极，通空气一端为正极，电池总反应为CH4+2O2=CO2+H2O，正极反应为：
O2+4e-=2O2-，负极反应为：
CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。
A.根据上述分析，该分析仪工作时，电极a为负极，故A错误；B．甲烷所在电极a为负极，电极反应为：
CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，故B错误；C.1molO2得4mol电子生成2molO2-，故当固体电解质中有1molO2-通过时，电子转移2mol，故C错误。
D.根据转移的电子可以计算出通入的甲烷的量，因此该分析仪可用于分析空气中的天然气的含量，故D正确。
16．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。
如图为镁——次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是（）
A．该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应
B．正极反应式为ClO―+H2O+2e―=Cl―+2OH―
C．放电过程中OH―移向正极移动.
D．电池总反应式为Mg+ClO―+H2O=Mg（OH）2↓+Cl―
【答案】C
17．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。
如图为镁——次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是（）
A．该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应
B．正极反应式为ClO―+H2O+2e―=Cl―+2OH―
C．放电过程中OH―移向正极移动.
D．电池总反应式为Mg+ClO―+H2O=Mg（OH）2↓+Cl―
【答案】C
18．FePO4是一种难溶于水的白色固体，可用金属防腐剂，也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4。
实验室利用FeSO4•7H2O和H3PO4（弱酸）制备FePO4、LiFePO4流程如下图：
回答下列问题：
（1）“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是__________。
（2）①洗涤FePO4沉淀的操作是__________；
②若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色，则“FePO4”最可能混有的杂质是_____。
（3）“反应1”时总反应的离子方程式是_____________。
（4）“反应2”时总反应的化学方程式是：
2LiOH+6H2C2O4+2FePO4
2LiFePO4+7CO2+5X+7H2O，其中X的化学式为____；每生成1molLiFePO4，该反应转移_______mole-。
（5）LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式是：
LiFePO4+C6
Li1﹣xFePO4+LixC6，其放电时工作原理如图所示。
则：
充电时，a极的电极反应式为_____________；
放电时，b极的电极反应式为_______________。
【答案】防止后续反应中消耗NaOH，浪费原料向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次Fe（OH）32Fe2++ClO﹣+2H3PO4+4OH﹣
2FePO4↓+Cl﹣+5H2OCO3.5C6+xLi++xe﹣
LixC6Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣
LiFePO4
【解析】
（1）防止后续反应中消耗NaOH，浪费原料，故“溶解”时H3PO4不宜过量太多；
（2）①洗涤FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次；
19．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。
活化硫铁矿的主要成份是FeS2。
请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是_______________________________。
（2）第Ⅱ步中硫铁矿中的S被氧化到最高价态，相应的离子方程式为__________。
（3）第Ⅱ步中检验Fe3＋是否被完全还原的实验方法是___________________。
（4）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。
通入空气引起溶液pH降低的原因是__________________。
（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料。
该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S，正极反应式是__________。
【答案】Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋16H＋+2SO42—取少量溶液于一洁净试管中，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液不出现红色，则Fe3＋被完全还原，否则没有Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋。
（或写出方程式4Fe2＋＋O2+10H2O=4Fe（OH）3↓+8H+）FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－
【解析】
（1）第I步H2SO4与Fe2O3反应生成Fe2（SO4）3和H2O，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。
（2）第I步获得的滤液为Fe2（SO4）3，第II步加入活化硫铁矿，硫铁矿中的S被氧化到最高价态，即硫
20．根据题意完成下列问题：
（1）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）△H＝－41kJ/mol
已知：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH＝－484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：
_______________________________________。
（2）随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为:
C（s）＋2NO（g）
N2（g）＋CO2（g）。
某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
浓度/mol·L－1
时间/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017
①则从反应开始到20min时，以NO表示的平均反应速率=________，该温度下该反应的平衡常数K＝____（保留两位小数）
②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是_____（写一条即可）。
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是__________；
A、容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B、2v（NO）正=v（N2）逆
C、容器中气体的压强保持不变
D、单位时间内生成nmolCO2的同时生成2nmolNO
（3）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42－，而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4）。
已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为_______________。
（4）有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。
若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为_______________________________，电池总反应式为________________________。
【答案】2CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H＝-566kJ/mol0.003mol/（L
min）0.56减小CO2的浓度AD2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42—+4H+SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4或2SO2＋O2＋2H2O＝4H＋＋2SO42－
【解析】
（1）由①CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）△H＝－41kJ/mol
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H＝－484kJ/mol，
21．研究大气中含硫化合物（主要是SO2和H2S）的转化具有重要意义。
（1）高湿条件下，写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式：
_____。
（2）土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-，两步反应的能量变化示意图如图：
1molH2S（g）全部氧化成SO42-的热化学方程式为___________________________。
（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如图：
①质子的流动方向为_______________________。
（“从A到B”或“从B到A”）。
②负极的电极反应式为__________________。
（4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
SO2烟气脱除的一种工业流程如图：
①用纯碱溶液吸收SO2，将其转化为HSO3-，反应的离子方程式是_________________。
②若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物质的化学式是_____________________________。
【答案】SO2+H2O
H2SO3，H2SO3
H++HSO3-H2S（g）+2O2（g）=SO42-（aq）+2H+（aq）△H=-803.39kJ/mol从A到BSO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2NaOH和Ca（OH）2
【解析】
（1）二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子，离子方程式：
SO2+H2O
H2SO3，H2SO3
H++HSO3-；
（2）由图可知，第一步热化学反应为：
H2S（g）+0.5O2（g）=S（s）+H2O（g）△H=-221.19kJ•mol-1；
第二步反应为：
S（s）+1.5O2（g）+H2O（g）=2H+（aq）+SO42-（aq））△H=-585.20kJ•mol-1；
依据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：
H2S（g）+2O2（g）=SO42-（aq）+2H+（aq）△H=-806.39kJ•mol-1；
22．氨对人类的生产生活具有重要影响。
（1）氨的制备与利用。
①工业合成氨的化学方程式是________。
②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是________。
（1）氨的定量检测。
水体中氨气和铵根离子（统称氨氮）总量的检测备受关注。
利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图：
①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用：
________。
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4mol·L-1，则水样中氨氮（以氨气计）含量为________mg·L-1。
（3）氨的转化与去除。
微生物燃料电池（MFC）是一种现代化氨氮去除技术。
下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
①已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5:
2，写出A极的电极反应式：
________。
②用化学用语简述NH4+去除的原理：
________。
【答案】-1c（NaClO）增大,水解平衡正向移动,使c（HClO）增大,NH3被氧化为N2速度加快。
ClO-+H2O
HClO+OH-pH较大时,c（OH-）较大,抑制NaClO水解,c（HClO）较小致氧化能力弱,去除率降低。
pH较小时,c（H+）较大,促进NaClO水解,c（HClO）太高致HClO易分解,去除率降低。
负极Cl--2e-+H2O=H++HClO
23．Ⅰ.汽车尾气中含有NO、CO等有害物质，其中NOx会引起光化学烟雾等环境问题。
NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一：
在催化剂条件下，以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。
（1）汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因_________________（用化学方程式表示，该反应为为可逆反应）；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因_____________________________。
（2）①NH3去除尾气中的NOx，当v（NO）：
v（NO2）=1:
1时称为“快速SCR反应”，该反应化学方程式为_____________________________________
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