高中化学复习知识点:新型电池

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答案选B。
5.A
【解析】
【分析】
A.电池充电时负极与外电源的负极相连;
B.向外供电时,该装置是原电池,锂离子向正极移动;
C.该电池充电时阴极得电子,发生还原反应;
D.根据电极反应计算消耗Li的质量。
【详解】
A.电池充电时负极与外电源的负极相连,Li为负极反应物,所以Li与外电源的负极相连,故A正确;
②此电池工作时每消耗4.48L(标准状况下)H2,转移电子___mol。
③若将这些电子用于铅蓄电池(两极板上分别覆盖有Pb、PbO2,电解质溶液是H2SO4溶液)充电,铅蓄电池中产生H2SO4的物质的量为___mol,铅蓄电池阳极发生的反应为___。
12.工业上用CO、CO2均可以生产甲醇。CO在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
高中化学复习知识点:新型电池
一、单选题
1.在某种光电池中,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,发生反应:AgCl(s) Ag(s)+Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着发生反应:Cl(AgCl)+e-=Cl-(aq)+AgCl(s)。如图为用该光电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图,下列叙述正确的是()
【详解】
A.得电子的电极发生还原反应,左侧Ag电极上得电子作正极、Pt作负极,则Ag电极发生还原反应,故A错误;
B.左侧Ag电极上得电子作正极、Pt作负极,则连接Ag的电极为阳极、连接Pt的电极为阴极,制取氢气装置溶液中阳离子向阴极移动,所以K+移向B电极,故B错误;
C.光电池工作时,Ag电极上AgCl得电子生成Ag,电极反应式为AgCl(s)+e-═Ag(s)+Cl-,故C错误;
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ•mol﹣1
则CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=___kJ•mol﹣1
(4)某固体酸膜氢氧燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H+,其基本结构如图2所示,请按要求回答下列问题:
①b极上的电极反应式为___。
B.向外供电时,该装置是原电池,锂离子向正极移动,故B错误;
C.该电池充电时阴极得电子,发生还原反应,电极反应为: ,故C错误;
D.若放电时转移0.2mol电子,负极上 ,所以反应消耗Li的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g,故D错误;
故答案选:A。
6.C
【解析】
A项,根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极,K+应移向正极,故A错误;B项,放电时,负极Fe失电子发生氧化反应生成Fe2+,碱性电解质中最终生成Fe(OH)2,负极反应为:Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2,故B错误;C项,充电可以看作是放电的逆过程,即阴极为原来的负极,所以充电时阴极反应为Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,阴极附近溶液的pH增大,故C正确、D错误。
D.根据电池反应:3Fe + 2O2=Fe3O4可知,3mol铁参与反应时转移8mole-,故每5.6gFe参与反应,导线中流过1.605×1023个e-,选项D错误。
答案选B。
4.B
【解析】
【分析】
根据电池总反应可知,铝板中的铝化合价升高,失去电子,作负极,发生的电极反应式为 ,铂网作正极,氧气在正极上发生反应,电极反应式为 ,结合选项分析即可。
C.该电池充电时,阴极的反应为LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+
D.若放电时转移0.2 mol电子,则消耗锂的质量为1.4x g
6.铁镍可充电电池以KOH溶液为电解液,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法正确的是
A.放电时,K+向Fe电极迁移
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,所以在熔融电解质中,O2-移向负极,故A正确;
B.通入丁烷的一极是负极,在该电极上发生丁烷失电子的氧化反应,电极反应为C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O,故B正确;
C.通入空气的一极是正极,在该电极上发生氧气得电子的还原反应,电极反应为O2+4e-=2O2-,故C正确;
B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极
C.以网状的铂为正极,可增大其与氧气的接触面积
D.该电池通常只需要更换铝板就可继续使用
5.比亚迪公司开发了锂钒氧化物二次电池。电池总反应为V2O5+xLi LixV2O5,下列说法正确的是
A.该电池充电时,锂电极与外加电源的负极相连
B.该电池放电时,Li+向负极移动
A.电流流向为:MWCNT→导线→钠箔
B.放电时,正极的电极反应式为 3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
C.原两电极质量相等,若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2 mole-时,两极的质量差为11.2g
D.选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发
A.Fe极为电池正极
B.KOH溶液为电池的电解质溶液
C.电子由多孔碳极沿导线流向Fe极
D.每5.6gFe参与反应,导线中流过1.204×1023个e-
4.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。下列说法不正确的是()
A.正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C.通入丁烷的一极是负极,在该电极上发生丁烷失电子的氧化反应,电极反应为C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O,故D错误;
故答案为D。
3.B
【解析】
【详解】
A、铁燃料电池中Байду номын сангаас失去电子为电池负极,选项A错误;
B、KOH溶液为电池的电解质溶液,为碱性电池,选项B正确;
C.电子由负极Fe极沿导线流向正极多孔碳极,选项C错误;
A.光电池工作时,Ag极为电流流出极,发生氧化反应
B.制氢装置溶液中K+移向A极
C.光电池工作时,Ag电极发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑
D.制氢装置工作时,A极的电极反应式为CO(NH2)2+8OH-−6e-=CO32-+6H2O+N2↑
2.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷(C4H10)气体,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,其在熔融状态下能传导O2-。已知电池的总反应是2C4H10+13O2→8CO2+10H2O。下列说法不正确的是()
8.“太阳水”电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中a为TiO2电极,b为Pt电极,c为WO3电极,电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区,A区与大气相通,B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是()
A.若用导线连接a、c,则a为负极,该电极附近pH减小
【详解】
A.氧气在正极上发生反应,电极反应式为 ,A选项正确;
B.原电池工作时,铂网作正极,铝板作负极,电流由正极铂电极沿导线流向负极铝电极,B选项错误;
C.网状的铂可以增大其与氧气的接触面积,加快反应速率,C选项正确;
D.Al作负极,工作时会失电子而损耗,故该电池只需更换铝板便可继续使用,D选项正确;
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式___。
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
根据题意,左边装置为原电池,右边装置为电解池,原电池中当光照在表面涂有氯化银的银片上时,发生反应:AgCl(s) Ag(s)+Cl(AgCl),接着发生反应:Cl(AgCl)+e-=Cl-(aq)+AgCl(s),银上的电极反应为AgCl(s)+e-═Ag(s)+Cl-,得电子发生还原反应,所以银作正极、铂作负极,结合原电池原理和电解池原理分析解答。
B.放电时,正极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2
C.充电时,阴极附近溶液的pH增大
D.充电时,阴极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=Ni2O3+3H2O
7.利用“Na-CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,放电反应方程式为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图3所示,下列说法中错误的是( )
B.若用导线连接a、c,则c电极的电极反应式为HxWO3- xe-=WO3+ xH+
C.若用导线先连接a、c,再连接b、c,可实现太阳能向电能转化
D.若用导线连接b、c, b电极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
二、多选题
9.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是
A.在熔融电解质中,O2-向负极移动
B.通入丁烷的一极是负极,电极反应为C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O
C.通入空气的一极是正极,电极反应为O2+4e-=2O2-
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O
3.一种直接铁燃料电池(电池反应为:3Fe + 2O2=Fe3O4)的装置如图所示,下列说法正确的是
A.Zn为电池的负极
B.正极反应式为2Fe + =Fe2O3+5H2O
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D.电池工作时 向负极迁移
10.锌-空气电池的电容量大,可作为汽车的清洁能源。该电池的电解质溶液为KOH溶液,放电总反应式为:2Zn+O2+4OH-+2H2O═2[Zn(OH)4]2-。下列说法正确的是()
(1)图1是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=___;
(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化,请根据图像写出反应的热化学方程式:___;
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH-―4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为:___;
7.C
【解析】
金属钠失电子,做负极,电子由负极经导线流向正极,电流流向相反,由MWCNT→导线→钠箔,A正确;放电时,正极发生还原反应,CO2被还原为碳,电极反应式为3CO2+4Na++4e-===2Na2CO3+C,B正确;正极发生极反应为3CO2+4Na++4e-==2Na2CO3+C,根据反应关系可知,当转移0.2 mol e-时,生成碳酸钠的量的为0.1 mol,碳的量为0.05 mol,正极质量增重为0.1×106+0.05×12=11.2 g,负极发生反应:2Na-2e-=2Na+,根据反应关系可知,当转移0.2 mol e-时,消耗金属钠的量0.2mol,质量为0.2×23=4.6 g,所以两极的质量差为11.2g+4.6g=15.8 g,C错误;选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发,D正确;正确选项C。
D.制取氢气装置工作时,A电极为阳极,尿素失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和氮气、水,电极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O,故D正确;
故选:D。
【点睛】
正确判断原电池的正负极是解题的关键。本题的难点为CD,C可以根据银电极的两个反应分析得到,D中要注意电解质溶液的碱性对产物的影响。
A.充电时,电解质溶液中K+向阴极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
三、综合题
11.科学家认为,氢气是21世纪一种高效而无污染的理想能源。
(1)为了有效发展氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是___。
A.电解水B.锌和稀硫酸反应C.催化光解海水D.分解天然气
(2)用水分解获得氢气的能量变化如图1所示,则此反应的焓变△H=___kJ/mol。(请用关于E1,E2的代数式表示)。
(3)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知:
CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol﹣1
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