河南省罗山高中2022届高三化学一轮复习2.2发展中的化学电源精盐时练1含解析新人教版必修2

2.2发展中的化学电源（1）1、人造地球卫星用到的一种高能电池﹣﹣银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣．据此判断氧化银是（　　）A．负极，被氧化B．正极，被还原C．负极，被还原D．正极，被氧化【答案】B【解析】根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原．故选B．2、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（　　）A．AgB．Zn（OH）2C．Ag2OD．Zn【答案】D【解析】在银锌二次电池中，根据反应：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，放电时为原电池，活泼金属做负极，失电子发生氧化反应，根据电极反应应为锌．故选D．3、如图是干电池构造示意图，下列说法错误的是（　　）A．最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一次性电池B．电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e﹣C．锌锰电池即使不用，放置过久，也会失效D．锌锰干电池内的电解质NH4Cl可以换成HCl溶液【答案】D【解析】A．锌锰电池不能反复充电放电，是一次性电池，故A正确；B．Zn在负极失电子，逐渐溶解，则电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e﹣，故B正确；C．干电池中的电解质溶液易与锌反应减小电解质的量和电极材料的量，所以锌锰干电池即使不用，长久放置也会失效，故C正确；D．HCl溶液的酸性较强，能与Zn反应，把电解质NH4Cl可以换成HCl溶液会使锌桶被腐蚀，故D错误．故选D．4、燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它的原理是原电池原理，可进行能量的转换。以CH410\n为燃料时，另一极通入氧气，以KOH为电解质溶液，产物为碳酸钾和水，二氧化碳的排放量比常规发电减少40%以上。下列有关燃料电池的说法正确的是A．通入甲烷的一极是燃料电池的负极,该电极上发生的是还原反应B．燃料电池是将热能转换为电能的装置C．通入氧气的一极的电极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-D．该燃料电池使用一段时间后，溶液的c(OH—)增大【答案】C5、铅蓄电池是广泛应用于汽车、柴油机车等的启动电源。产生电能时的电极反应分别为：Pb+SO42―–2e―＝PbSO4①PbO2+4H++SO42―+2e―＝PbSO4+2H2O②下列有关铅蓄电池的说法不正确的是（　　）A．①式表示负极反应，②式表示正极反应B．铅蓄电池的电解质溶液是硫酸溶液，在放电过程中，它的浓度逐渐降低C．铅蓄电池在放电时，电子从Pb通过导线流向PbO2D．铅蓄电池在充电时，原来负极发生的反应是：Pb+SO42―–2e―＝PbSO4【答案】D6、氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（　　）A．该电池工作时电能转化为化学能B．该电池中电极a是正极C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD．该电池的总反应：【答案】D7、美国科学家找到了一种突破目前锂离子电池充电量和充电速度限制的方法，该方法将硅簇置入石墨烯层之间，达到提升电池内部锂离子密度的效果，这种材料制成的新型锂电池充电容量和效率都比普通锂电池提高近十倍，下列有关说法正确的是(　　)A．电池工作时，锂电极为阳极，发生还原反应B．电池充电时，Li+向阴极移动C．该电池的化学能可完全转化为电能D．新材料就是碳和硅化合而成的碳化硅材料【答案】B【解析】10\n8、图为氢氧燃料电池原理示意图，下列叙述不正确的是（　　）A．a电极是负极B．b电极上发生氧化反应C．该电池工作时化学能转化为电能D．该电池的总反应为2H2+O2=2H2O【答案】B9、绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如下图，所示下列说法正确的是()A．氧气应从c处通入，电极Y上发生的反应为O2+4e-+2H2O==4OH-B．电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH增大C．二甲醚应从b处加入，电极X上发生的反应为(CH3)2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+D．当该电池向外电路提供2mol电子时消耗O2约为22.4L【答案】C10、下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是()A．电池Ⅰ中锌是正极B．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应C．电池Ⅱ是一次性电池D．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒10\n【答案】D11、由化学能转化的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。根据下图所示的装置，判断下列说法不正确的是()A．该装置中Cu极为阳极B．当铜片的质量变化了12.8g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24LC．该装置中b极的电极反应式是：H2＋2OH－－2e－=2H2OD．该装置中a极为正极，发生氧化反应【答案】D【解析】12、电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是()A．化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D．锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，单位质量能量比高【答案】B【解析】13、我国预计在2022年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供氧气。我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能一电能一化学能”转化，总反应为2CO=2CO+O2。下列有关说法正确的是10\nA．该装置属于原电池B．X极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH—C．反应完毕，该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强D．人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2+H2O+2e一=CO+2OH—【答案】D14、化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是A．大型制冷设备的液氨大量泄露不会对操作人员有损害B．铅蓄电池、锂电池、碱性锌锰电池都属于二次电池C．明矾和漂白粉常用于自来水的净化，两者的作用原理完全相同D．有NaCl存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此含盐腌制品不宜直接放在铝制容器中【答案】D【解析】A、液氨泄露会导致环境降温，会冻伤人，错误；B、碱性锌锰电池是一次电池，错误；C、明矾净水是物理变化，漂白粉净水是化学变化，错误；D、有氯化钠存在时易形成原电池加速腐蚀，正确。15、以乙醇一空气、KOH溶液构成的燃料电池为电源，电解焙融氯化镁冶炼镁。电解过程中，下列判断合理的是【答案】A16、氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O2H2↑+O2↑．制得的氢气可用于燃料电池．试回答下列问题：（1）分解海水时，二氧化钛的作用是　　；生成的氢气用于燃料电池时，　　能转变为　　能；分解海水的反应属于　　反应（填“放热”或“吸热”）．（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应为：10\nA极：H2+O2﹣﹣2e﹣=H2O，B极：O2+4e﹣=2O2﹣．则A极是电池的　　极，电子从该极　　（填“流入”或“流出”）．【答案】（1）催化剂；化学；电；吸热；（2）负；流出．【解析】（1）水难以分解，在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气，并用激光提供能量，则说明二氧化钛起到催化剂的作用，该反应吸热，燃料电池是将化学能转变为电能的装置，故答案为：催化剂；化学；电；吸热；（2）氢气具有还原性，在负极上被氧化而失去电子，电子从负极经外电路流向正极，故答案为：负；流出．17、(10分)(2022·烟台高一检测)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：(1)分解海水时，实现了从________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，实现________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B极：O2＋4e－===2O2－，则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。(3)有人以化学反应：2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O为基础设计出一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。则原电池的负极材料是________，发生的电极反应为___________________。【答案】　(1)太阳　化学　催化剂　化学　电　H—O吸热　(2)负　流出　(3)锌　2Zn－4e－===2Zn2＋(4)H＋＋HSO===H2O＋SO2↑(5)如上图。(6)11　是【解析】　(1)科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。(2)A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，电子从该极流出。18、（1）一种新型锂电池是将化学式为Li4Ti5O12的物质作为电池的正极材料，在放电的过程中变为化学式为Li7Ti5O12的物质。①Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为，锂电池的突出优点是。②该锂电池是一种二次电池，放电时的负极反应式为，充电时的阳极反应式为。（2）用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO2试样中的TiO2的质量分数：在一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作为指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为。②滴定终点的现象是。③滴定分析时，称取TiO2试样0.2g，消耗0.1mol·L-1NH4Fe（SO4）2栎准溶液20ml．则TiO210\n的质量分数为____。④若在滴定终点，读取滴定管刻度时，俯视标准溶液的液面，使其测定结果（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。已知：则TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=KJ·mol-1。【答案】（1）①+4(1分)体积小、比能量高、携带方便。②Li-e-=Li+（1分）Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+（2）①TiCl4+(x+2)H2O=TiO2？xH2O↓+4HCl②溶液变成红色③80%④偏小（3）-970.2【解析】19、已知可充电电池是一种可反复使用的电池。铅蓄电池是生活中常用的可充电电池，其充电过程与放电过程是完全相反的两个过程。其反应总方程式为：请回答下列问题：放电时，给出电子的一极是（填电极名称），发生反应（填反应类型），其电极反应式为：。该极充电时将发生反应（填反应类型）。【答案】负极，氧化，Pb-2e-+SO42-=PbSO4（写成Pb-2e-=Pb2+也给分）；还原【解析】20、随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)＝2HI(g)＋H2SO4(l)　　　　ΔH＝akJ·mol－12H2SO4(l)＝2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝bkJ·mol－12HI(g)＝H2(g)＋I2(g)ΔH＝ckJ·mol－1则：2H2O(g)＝2H2(g)＋O2(g)ΔH＝kJ·mol－1(2)一种以甲醇作燃料的电池示意图见下图。写出该电池放电时负极的电极反应式：。(3)LiBH4有很高的燃烧热，可做火箭的燃料，写出其燃烧反应的化学方程式：。【答案】(1)(2a＋b＋2c)　　(2)CH3OH－6e－＋3O2－＝CO2↑＋2H2O(3)2LiBH4＋4O2Li2O＋B2O3＋4H2O21、新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O210\n，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_________________________、____________________。(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是__________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为___________________________________；若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F＝9.65×104C·mol－1列式计算)，最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。【答案】(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O22、在如图中，甲烧杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9g，则(1)电源E为________极，F为________极。(2)A极的电极反应式为___________________________________________，析出物质______mol。(3)B极的电极反应式为___________________________________，析出气体________mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为____________________________________，析出的物质________mol。(5)D极的电极反应式为__________________________________，析出气体________10\nmL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到______溶液。【答案】(1)负　正(2)4Ag＋＋4e－===4Ag　0.025(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　140(4)Cu2＋＋2e－===Cu　0.0125(5)2Cl－－2e－===Cl2↑　280(6)B　HNO3【解析】23、已知下列热化学方程式Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－25kJ·mol－1①3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47kJ·mol－1②Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝＋19kJ·mol－1③写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式。【答案】FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－124、氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是________，在导线中电子流动方向为______(用a、b表示)。(2)负极反应式为________________________________________________________________________。(3)电极表面镀铂粉的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li＋H22LiH　Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是________，反应Ⅱ中的氧化剂是________。②已知LiH固体密度为0.82g/cm3，用锂吸收224L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________。③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为______mol。【答案】(1)由化学能转变为电能　由a到b(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O或H2＋2OH－－2e－===2H2O　(3)增大电极单位面积吸附H2、O210\n分子数，加快电极反应速率　(4)①Li　H2O　②1/1148或8.71×10－4　③3225、某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极：________________________________________________________________________；负极：________________________________________________________________________。方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：________________________________，用离子方程式表示其反应原理：______________________________________________________。【答案】方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑方案Ⅱ：　正极：2H＋＋2e－===H2↑或Cu2＋＋2e－===Cu负极：Fe－2e－===Fe2＋方案Ⅲ：把一个光洁的铁片插入到CuSO4溶液中，观察现象　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu10