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考點十四 原電池拔高專練 1．（廣西賀州市平桂區(qū)平桂高級中學(xué)2019屆高三摸底考試）某同學(xué)利用右圖實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理，鹽橋中除添加瓊脂外,還要添加KCl的飽和溶液。下列敘述正確的是( ) A． 導(dǎo)線中電子流向為b→a B． 電池工作時，電流方向a→b C． 電池工作時，鹽橋中的K+向右側(cè)燒杯移動,Cl-向左側(cè)燒杯移動 D． 電池工作時，鹽橋中的K+向左側(cè)燒杯移動,Cl-向右側(cè)燒杯移動 【答案】C 2．（四川省德陽五中2018-2019學(xué)年高三第一次月考）下列裝置或操作能達到實驗?zāi)康牡氖? 【答案】A 3．（2018屆湖北省鄂東南省級市范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟學(xué)校高三五月聯(lián)考）如圖所示為酸性介質(zhì)中，金屬銅與氫疊氮酸(HN3) 構(gòu)成的原電池，總反應(yīng)方程式為: 2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl(s)+N2↑+NH4+。下列敘述錯誤的是（ ） A． 離子交換膜為陽離子交換膜 B． 若將鹽酸換成NaCl,電池的運行效率將會下降 C． 負極的電極反應(yīng)式為：Cu-e-=Cu+ D． 當(dāng)外電路中流過0.1mol電子時，交換膜左側(cè)離子減少0.2mol 【答案】C 【解析】根據(jù)總反應(yīng)方程式，Cu元素的化合價由0價升至+1價，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為負極，石墨為正極。A項，負極電極反應(yīng)式為Cu-e-+Cl-=CuCl（s），正極電極反應(yīng)式為HN3+2e-+3H+=NH4++N2↑，根據(jù)電極反應(yīng)式和平衡電荷，離子交換膜將負極室的H+遷移到正極室，離子交換膜為陽離子交換膜，A項正確；B項，若將鹽酸換成NaCl，NaCl溶液呈中性，則正極HN3還原成NH3，電池的運行效率會下降，B項正確；C項，負極電極反應(yīng)式為Cu-e-+Cl-=CuCl（s），C項錯誤；D項，當(dāng)電路中流過0.1mol電子時，左側(cè)電極反應(yīng)式為Cu-e-+Cl-=CuCl（s），該電極反應(yīng)消耗0.1molCl-，為了平衡電荷，有0.1molH+遷移到右側(cè)，交換膜左側(cè)離子減少0.2mol，D項正確。 4．（2018屆湖南省衡陽市高三下學(xué)期第三次聯(lián)考）微生物燃料電池(MPC)處理技術(shù)是通過微生物的作用去除污染物，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于去除土壤中有機污染物。一種土壤微生物燃料電池的縱截面如圖所示，下列說法不正確的是 A． 電流從活性炭電極經(jīng)工作站流向碳纖維布電極 B． 有機污染物在電池負極上氧化為對環(huán)境無害的物質(zhì) C． 活性炭能有效吸附空氣，提高電池的工作效率 D． 該電池的正極反應(yīng)式為O2+4e-↓+2H2O==4OH- 【答案】D 5．（2018屆湖南省岳陽市第一中學(xué)高三第一次模擬考試）通過膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對氯苯酚（），其原理如下圖所示，下列說法正確的是 A． B為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng) B． 電流方向從B極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向A極 C． A極的電極反應(yīng)式為: D． 當(dāng)外電路中有0.2mol e- 轉(zhuǎn)移時，A極區(qū)增加的H+ 的數(shù)目為0.1NA 【答案】D 【解析】原電池中陽離子移向正極，根據(jù)原電池中氫離子的移動方向可知A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負極，則A．B為電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；B．電流從正極A沿導(dǎo)線流向負極B，B錯誤；C．A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，C錯誤；D．據(jù)電荷守恒，當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時，通過質(zhì)子交換膜的H+的個數(shù)為0.2NA，而發(fā)生，則A極區(qū)增加的H+的個數(shù)為0.1NA，D正確。 6．（2018屆福建省漳州市高三下學(xué)期第三次（5月）調(diào)研測試）某科研小組公司開發(fā)了Li-SO2Cl2軍用電池，其示意圖如下圖所示，已知電池總反應(yīng)為：2Li+ SO2Cl2= 2LiCl+SO2↑。下列敘述中錯誤的是 A． 電池工作時負極材料是Li，發(fā)生氧化反應(yīng) B． 電池工作時電子流向：鋰電極→導(dǎo)線→負載→碳棒 C． 電池工作時，外電路流過0.2 mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成4.48 L氣體 D． 電池工作過程中，石墨電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑ 【答案】C 7．（2018年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試）如圖為鎂--次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖，下列有關(guān)說法不正確的是 A． 該燃料電池中鎂為負極，發(fā)生還原反應(yīng) B． 電池的總反應(yīng)式為Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－ C． 放電過程中OH－移向負極 D． 酸性電解質(zhì)的鎂--過氧化氫燃料電池正極反應(yīng)為：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 【答案】A 8．（2018屆四川省攀枝花市高三第三次統(tǒng)考）某新型電池，以NaBH4（B的化合價為+3價）和H2O2作原料，負極材料采用pt，正極材料采用MnO2（既作電極材料又對該極的電極反應(yīng)具有催化作用），該電池可用作衛(wèi)星、深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 A． 每消耗3mol H2O2，轉(zhuǎn)移6mol e— B． 電池工作時Na+從b極區(qū)移向a極區(qū) C． a極上的電極反應(yīng)式為：BH4—+8OH—－8e—===BO2—+6H2O D． b極材料是MnO2，該電池總反應(yīng)方程式：NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O 【答案】B 【解析】由圖中信息可知，NaBH4是還原劑，其在負極上被氧化為BO2﹣，電極反應(yīng)式為BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O，；H2O2是氧化劑，其在正極上被還原為OH﹣，電極反應(yīng)式為4H2O2+8e﹣═8OH﹣，該電池總反應(yīng)方程式為NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O。所以電極ａ是負極、電極b是正極。A. 每消耗3mol H2O2，O元素的化合價從-1降到-2，故轉(zhuǎn)移6mol e﹣，A正確；B. 電池工作時Na+從負極區(qū)移向正極區(qū)，B不正確；C. a極上的電極反應(yīng)式為BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O，C正確；D. b極材料是MnO2，該電池總反應(yīng)方程式為NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O，D正確。 9．（2018年貴州省普高等學(xué)校招生適應(yīng)性考試）第三代混合動力車目前一般使用鎳氫電池(M表示儲氫合金；汽車在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài))。鎳氫電池充放電原理的示意圖如下： 其總反應(yīng)式為。根據(jù)所給信息判斷，下列說法錯誤的是 A． 混合動力汽車上坡或加速時，乙電極的電極反應(yīng)式為：NiOOH+H2O+eˉ==Ni(OH)2+OHˉ B． 混合動力汽車上坡或加速時，電解液中OHˉ向甲電極移動 C． 混合動力汽車下坡或剎車時，甲電極周圍溶液的pH減小 D． 混合動力汽車下坡或剎車時，電流的方向為：甲電極→發(fā)動機→乙電極 【答案】C 10．（2018屆河南省六市高三第二次聯(lián)考二模）NO2是大氣的主要污染物之一，某研究小組設(shè)計如圖所示的裝置對NO2進行回收利用,裝置中a、b均為多孔石墨電極。下列說法不正確的是 A． a為電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng) B． 一段時間后，b極附近HNO3 濃度減小 C． 電池總反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O4HNO3 D． 電子流向:a電極→用電器→b電極→溶液→a電極 【答案】D 11．（2018屆河南省洛陽市高三下學(xué)期尖子生第二次聯(lián)考）2017年9月我國科學(xué)家對于可充放電式鋅一空氣電池研究取得重大進展。電池裝置如圖所示，該電池的核心是驅(qū)動氧化還原反應(yīng)(ORR)和析氧反應(yīng)(OER)，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，放電的總反應(yīng)方程式為2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列有關(guān)說法正確的是 A． 可逆鋅一空氣電池實際上是二次電池，放電時電解質(zhì)溶液中K+向負極移動 B． 在電池產(chǎn)生電力的過程中，空氣無阻擋地進入電池，發(fā)生ORR反應(yīng)，并釋放電荷 C． 發(fā)生OER反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2+4H+ D． 放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 【答案】B 【解析】A、電池放電時，根據(jù)電解質(zhì)溶液中“正到正，負到負”，K+應(yīng)向正極移動，故A錯誤；B、根據(jù)總反應(yīng)及圖示，空氣無阻擋地進入電池，發(fā)生ORR反應(yīng)，并釋放電荷，故B正確；C、KOH溶液為電解質(zhì)溶液，故不可能生成H+，故C錯誤；D、根據(jù)總反應(yīng)：2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-，1molO2反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，故電路中通過2mol電子時，消耗氧氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，故D錯誤。 12．（廣東省韶關(guān)市2018屆高三4月二模）某手機電池采用了石墨烯電池，可充電5分鐘，通話2小時。一種石墨烯鋰硫電池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意圖如圖。下列有關(guān)該電池說法不正確的是 A． 金屬鋰是所有金屬中比能量最高的電極材料 B． 充電時A電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng) C． 充電時B電極的反應(yīng):Li2S8-2e-=2Li++S8 D． 手機使用時電子從A電極經(jīng)過手機電路版流向B電極，再經(jīng)過電池電解質(zhì)流回A電極 【答案】D 13．（2018年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試）鋰海水電池常用在海上浮標(biāo)等助航設(shè)備中，其示意圖如圖所示。電池反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。電池工作時，下列說法錯誤的是(　　) A． 金屬鋰作負極 B． 電子從鋰電極經(jīng)導(dǎo)線流向鎳電極 C． 海水作為電解質(zhì)溶液 D． 可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 【答案】D 【解析】A. 鋰失去電子，金屬鋰作負極，A正確；B. 鋰是負極，電子從鋰電極經(jīng)導(dǎo)線流向鎳電極，B正確；C. 海水作為電解質(zhì)溶液，C正確；D. 原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。 14．（山東省濟寧市第一中學(xué)2018—2019學(xué)年度第一學(xué)期高三年級收心考試）下列說法不正確的是( ) A． 鋼鐵表面水膜酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕 B． 鋼鐵表面水膜酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕 C． 鋼閘門作為陰極而受到保護 D． 將鋅板換成銅板對鋼閘門保護效果更好 【答案】D 15．（2018屆山東省濰坊市高三第三次高考模擬考試）我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是 A． 通電時，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng) B． 通電時，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH- C． 斷電時，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2++2e-=Zn D． 斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕 【答案】C 16．（北京市通州區(qū)2018屆高三二模）研究金屬腐蝕及防護的裝置如圖所示。 下列有關(guān)說法不正確的是 A． 圖1：a點溶液變紅 B． 圖1：a點的鐵比b點的鐵腐蝕嚴(yán)重 C． 圖2：若d為鋅，則鐵不易被腐蝕 D． 圖2：正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e- ＋2H2O ＝4OH- 【答案】B 【解析】A. 圖1：a點氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子，溶液堿性遇酚酞溶液變紅，選項A正確；B. 圖1：a點為正極得電子， b點為負極鐵失電子產(chǎn)生亞鐵離子，b點鐵腐蝕嚴(yán)重，選項B不正確；C. 圖2：若d為鋅為負極失電子，則鐵為正極，不易被腐蝕，選項C正確；D. 圖2：正極氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2＋4e- ＋2H2O ＝4OH-，選項D正確。 17．（2018屆北京市海淀區(qū)高三第一次模擬）研究小組進行如下表所示的原電池實驗: 實驗編號 ① ② 實驗裝置 實驗現(xiàn)象 連接裝置5 分鐘后，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，兩側(cè)銅片表面均無明顯現(xiàn)象 左側(cè)鐵片表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡，連接裝置5 分鐘后，靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，右側(cè)鐵片表面無明顯現(xiàn)象 下列關(guān)于該實驗的敘述中，正確的是 A． 兩裝置的鹽橋中，陽離子均向右側(cè)移動 B． 實驗①中，左側(cè)的銅被腐蝕 C． 實驗②中，左側(cè)電極的電極反應(yīng)式為2H++ 2e-=H2↑ D． 實驗① 和實驗②中，均有O2 得電子的反應(yīng)發(fā)生 【答案】D 18．（2018屆安徽省皖北協(xié)作區(qū)高三年級聯(lián)考）室溫下，可充電的鈉——二氧化碳電池是當(dāng)今新能源領(lǐng)域的熱點，具有優(yōu)異的性能。下列說法正確的是( ) A. 鈉金屬片為正極 B. 該電池中的電解質(zhì)為NaClO4，工作時ClO4-向碳納米管電極移動 C. 總反應(yīng)為： D. 放電時，每消耗3molCO2，轉(zhuǎn)移12mol電子 【答案】C 19．（江蘇省南通、徐州、揚州、泰州、淮安、宿遷六市2018屆高三第二次調(diào)研）在好氧菌和厭氧菌作用下，廢液中NH4+能轉(zhuǎn)化為N2(g)和H2O(1)，示意圖如下： 反應(yīng)I 反應(yīng)Ⅱ 下列說法正確的是 A. 兩池發(fā)生的反應(yīng)中，氮元素只被氧化 B. 兩池中投放的廢液體積相等時，NH4+能完全轉(zhuǎn)化為N2 C. 常溫常壓下，反應(yīng)Ⅱ中生成22.4LN2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3．756 021023 D. 【答案】D 20．（2018屆江蘇省南通、徐州、揚州、泰州、淮安、宿遷六市高三第二次調(diào)研）鋁石墨雙離子電池是一種全新低成本、高教電池。原理為：AlLi+Cx(PF6) Al+xC+Li++PF6-電池結(jié)構(gòu)如右圖所示。下列說法正確的是 A. 放電時外電路中電子向鋁鋰電極移動 B. 放電時正極反應(yīng)為Cx(PF6)+e-= xC+ PF6- C. 充電時．應(yīng)將鋁石墨電極與電源負極相連 D. 充電時，若電路中轉(zhuǎn)移l mol電子，陰極質(zhì)量增加9g 【答案】B 【解析】A. 放電時鋁鋰電極中鋰失電子作為負極，外電路中電子由負極鋁鋰電極向正極鋁石墨移動，選項A錯誤；B. 放電時正極鋁石墨電極Cx(PF6)得電子產(chǎn)生PF6-，電極反應(yīng)為Cx(PF6)+e-= xC+ PF6-，選項B正確；C. 充電時，應(yīng)將鋁石墨電極與電源正極相連，選項C錯誤；D. 充電時，根據(jù)電極反應(yīng)Li++ Al +e-= AlLi可知，若電路中轉(zhuǎn)移l mol電子，陰極質(zhì)量增加36g，選項D錯誤。答案選B。 21．（2018屆寧夏吳忠市高三下學(xué)期高考模擬聯(lián)考）鋰一銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕 “現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過程為2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，下列說法不正確的是 A. 該電池負極不能用水溶液作為電解質(zhì) B. 放電時，Li+透過固體電解質(zhì)向Cu極移動 C. 通空氣時銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O D. 放電時，正極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-═4OH- 【答案】D 22．（2018屆吉林省實驗中學(xué)高三第八次月考）電池式氧傳感器原理構(gòu)造如圖，可測定O2的含量。工作時鉛極表面會逐漸附著Pb(OH)2。下列說法不正確的是 A. Pt電極上發(fā)生還原反應(yīng) B. 隨著使用，電解液的pH逐漸減小 C. a 10-3molO2反應(yīng)，理論上可使Pb電極增重68a mg D. Pb電極上的反應(yīng)式為Pb＋2OH－－2e－＝Pb(OH)2 【答案】B 【解析】A．Pt電極上O2得電子生成OH-，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．鉛失電子在負極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Pb(OH)2，電極反應(yīng)式為Pb+2OH--2e-=Pb(OH)2，O2在正極Pt上得電子生成OH-，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，總反應(yīng)為：2Pb+O2+2H2O=2Pb(OH)2，消耗水，電解液堿性增強，所以電解液的pH逐漸增大，故B錯誤；C．a(chǎn)10-3molO2反應(yīng)則得到4a10-3mol電子，所以根據(jù)得失電子守恒，理論上可使Pb電極增重4a10-3mol17g/mol=68a10-3g=68amg，故C正確；D．鉛失電子在負極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Pb(OH)2，電極反應(yīng)式為Pb+2OH--2e-=Pb(OH)2，故D正確；故選B。 23．（2018屆安徽省蚌埠市高三第二次模擬）市售一種可充電電池，由LaNi5H6、NiO(OH)、KOH溶液組成。LaNi5H6+6Ni（OH）LaNi5+6Ni(OH)2有關(guān)該電池的敘述正確的是： A. 放電時，負極反應(yīng)為LaNi5H6+6OHˉ－6eˉ=LaNi5+6H2O B. 放電時，負極材料是Ni(OH)2 C. 充電時，陰極反應(yīng)為Ni(OH)2+OHˉ－eˉ=NiO(OH)+H2O D. 充電時，電池負極接充電器電源的正極 【答案】A 24．（2018屆山東省聊城市高三一模）鋰—液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲能成本低等優(yōu)點，以熔融金屬鋰、熔融硫和多硫化鋰[Li2Sx(2≤x≤8)]分別作兩個電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Li+)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是 A. 該電池比鈉一液態(tài)多硫電池的比能量高 B. 放電時，內(nèi)電路中Li+的移動方向為從a到b C. Al2O3的作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物 D. 充電時，外電路中通過0.2mol電子，陽極區(qū)單質(zhì)硫的質(zhì)量增加3.2g 【答案】D 【解析】鋰—液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲能成本低等優(yōu)點，所以該電池比鈉一液態(tài)多硫電池的比能量高，A正確；放電時，Na失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以a作負極、b作正極，電解質(zhì)中陽離子鋰離子向正極b移動，B正確；Al2O3為離子化合物，在該電池中作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物，C正確；充電時，陽極反應(yīng)為SX2—-2e-=xS，外電路中通過0.2mol電子，陽極生成單質(zhì)硫的質(zhì)量為0.1x，由于2≤x≤8，質(zhì)量為6.4-25.6 g之間，D錯誤；正確選項D。 25．（2018屆四川省成都市高三第二次診斷）最近浙江大學(xué)成功研制出具有較高能量密度的新型鋁一石墨烯(Cn)電池(如圖)。該電池分別以鋁、石墨烯為電極,放電時，電池中導(dǎo)電離子的種類不變。已知能量密度=電池容量(J)負極質(zhì)量(g)。下列分析正確的是 A. 放電時，Cn(石墨烯)為負極 B. 放電時，Al2Cl7-在負極轉(zhuǎn)化為AlCl4- C. 充電時，陽極反應(yīng)為4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4- D. 以輕金屬為負極有利于提高電池的能量密度 【答案】D 26．（2018屆黑龍江省哈爾濱市第三中學(xué)高三第二次模擬）已知：2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) △H= -632 kJ?mol-1，如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法正確的是 A. 電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：H2S - 2e- = S+2H+ B. 電池工作時，電流從電極b經(jīng)過負載流向電極a C. 電路中每流過1 mol電子，電池內(nèi)部釋放158 kJ的熱能 D. 每11.2 LH2S參與反應(yīng)，有1 mol H+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進入正極區(qū) 【答案】B 【解析】A、電極a即負極H2S失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極反應(yīng)為：2H2S-4e-=S2+4H+，故A錯誤；B、電池工作時，電子從負極電極a經(jīng)負載流向正極電極b，則電流從電極b經(jīng)過負載流向電極a，故B正確；C、根據(jù)A的分析，電路中每流過1 mol電子，反應(yīng)0.5mol H2S，根據(jù)2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) △H= -632 kJ?mol-1，電池內(nèi)部釋放158 kJ的能量，大部分能量以電能的形成放出，放出的熱能遠少于158 kJ，故C錯誤；D、未告知是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計算11.2 LH2S的物質(zhì)的量，故D錯誤；故選B。 27．（2018屆江西省九所重點中學(xué)高三聯(lián)合考）根據(jù)反應(yīng)KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2(SO4)3＋K2SO4＋H2O（未配平）設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 molL－1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法不正確的是( ) A. 石墨b是原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng) B. 甲燒杯中的電極反應(yīng)式：MnO4-＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O C. 電池工作時，鹽橋中的陰陽離子分別向乙甲燒杯中移動，保持溶液中的電荷平衡 D. 忽略溶液體積變化，F(xiàn)e2(SO4)3濃度變?yōu)?.5 mol/L，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol 【答案】D 28．（2018屆貴州省遵義市第四中學(xué)高三3月月考）鎳鈷錳三元材料是近年來開發(fā)的一類新型鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等重要優(yōu)點。鎳鈷錳三元材料中Ni為主要活潑元素，通?？梢员硎緸椋篖iNiaCobMncO2，其中a+b+c=1，可簡寫為LiAO2。放電時總反應(yīng)為LiAO2 + nC = Li1-xAO2 + LixCn（0c(HCO3－)>c(CO32－)>c(OH－)>c(H＋)1.6molL－1min－11024BD -③3+②得CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=(-846.3+241.83+282)kJ?moL-1=+161.1kJ?moL-1； (2)燃料電池中，負極上投放燃料所以投放甲烷的電極是負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CnH2nOn-4ne-+nH2O═nCO2+4nH+； (3)參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448mL，物質(zhì)的量為0.448L22.4L/mol=0.02mol，假設(shè)生成二氧化碳，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成二氧化碳為0.02mol48=0.01mol，n(NaOH)=0.1L0.15mol?L-1=0.015mol，n(NaOH)：n(CO2)=0.015mol：0.01mol=3：2，實質(zhì)上發(fā)生反應(yīng)2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O，所以所得溶液中溶質(zhì)的成分及物質(zhì)的量之比為n(Na2CO3)：n(NaHCO3)=1：1；溶液中碳酸根水解，碳酸氫根的水解大于電離，溶液呈堿性，故c(OH-)＞c(H+)，碳酸根的水解程度大于碳酸氫根，故c(HCO3-)＞c(CO32-)，鈉離子濃度最大，水解程度不大，碳酸根濃度原大于氫氧根離子，故c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)； Ⅱ.(4)a點時：5CO(g)+I2O5(s)?5CO2(g)+I2(s) 起始量/mol 4 0 轉(zhuǎn)化量/mol x x a點量/mol 4-x x 根據(jù)a點時CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)=x4=0.40，得x=1.6mol， 則從反應(yīng)開始至a點時的反應(yīng)速率為v(CO)=1.6mol2L0.5min=1.6mol?L-1?min-1； (5)T1時：5CO(g)+I2O5(s)?5CO2(g)+I2(s) 起始量/mol 4 0 轉(zhuǎn)化量/moly y b點量/mol4-y y 根據(jù)b點時CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)=y4=0.80，得y=3.2mol，c(CO)=0.4mol?L-1，c(CO2)=1.6mol?L-1，T1時化學(xué)平衡常數(shù)K=cCO25cCO5=1.650．45=1024； (6)A．因為條件為恒容，而反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，所以容器內(nèi)氣體密度不變時，表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A正確；B．c點為交點，氣體物質(zhì)的量分別相等，所以兩種溫度下，體系中混合氣體的壓強不等，故B錯誤；C．反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強變化對平衡無影響，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故C正確；D．b點比d點時生成物CO2體積分?jǐn)?shù)大，說明進行的程度大，則化學(xué)平衡常數(shù)：Kb＞Kd，故D錯誤。 32．（2018屆安徽省江淮十校高三第三次聯(lián)考）鐵在生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛，煉鐵技術(shù)和含鐵新材料的應(yīng)用倍受關(guān)注。 (1)高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應(yīng)有: 反應(yīng) △H(kJ/mol) K i. Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g) +489 K1 ii. Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) X K2 iii. C(s)+CO2(g) 2CO(g) +172 K3 試計算，X=_____，K1、K2與K3之間的關(guān)系為____________。 (2)T1℃時,向某恒溫密閉容器中加入一定量的Fe2O3和C，發(fā)生反應(yīng)i，反應(yīng)達到平衡后，在t1時刻,改變某條件,V(逆)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖1所示，則t1時刻改變的條件可能是_____(填寫字母)。 a.保持溫度不變,壓縮容器 b.保持體積不變，升高溫度 c.保持體積不變,加少量碳粉 d.保持體積不變,增大CO濃度 (3)在一定溫度下，向某體積可變的恒壓密閉容器(p總)加入1molCO2 與足量的碳，發(fā)生反應(yīng)ⅲ，平衡時體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖2 所示。 ①650℃時,該反應(yīng)達平衡后吸收的熱量是______。(計算時不考慮溫度對△H的影響) ②T℃時,若向平衡體系中再充入一定量按V(CO2):V(CO) =5:4的混合氣體，平衡_____(填“ 正向”、“ 逆向”或“ 不” )移動。 ③925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp為_____。[氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總) 體積分?jǐn)?shù)，用某物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)，記作Kp] (4)用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙烯、AsO3-，其原理如圖3所示( 導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米零價鐵)。 在除污過程中，納米零價鐵中的Fe為原電池的______極 (填“正"或“負”)，寫出C2HCl3在其表面被還原為乙烷的電極反應(yīng)式為_____________。 【答案】 -27 K3=3K2K1 ad 43kJ 正向 23.04P總 負 C2HCl3 +5H++8e-=C2H6 +3C1- (3). ①. 由圖2可知，650℃時，反應(yīng)達到平衡后，CO的體積分?jǐn)?shù)為40%，根據(jù)化學(xué)平衡“三段式”法有： C(s)+CO2(g) 2CO(g) 起始(mol) 1 0 轉(zhuǎn)化(mol) x 2x 平衡(mol) 1－x 2x 則2x1-x+2x100%=40%，解得x=0.25mol，由C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H=+172kJ/mol可知，該反應(yīng)達平衡后吸收的熱量是：0.25mol172kJ/mol=43kJ，故答案為：43kJ； ②. T℃時，若向平衡體系中再充入一定量按V(CO2):V(CO)=5:4的混合氣體，因原平衡時V(CO2):V(CO)=1:1，則V(CO2):V(CO)=5:4大于原平衡狀態(tài)下的V(CO2):V(CO)=1:1，平衡正向移動； ③. 925℃時，CO的體積分?jǐn)?shù)為96%，則CO2的體積分?jǐn)?shù)為4%，所以用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=0.96P總20.04P總=23.04P總，故答案為：23.04P總； (4). 由圖3可知，納米零價鐵中Fe失電子作負極，C2HCl3在其表面被還原為乙烷，根據(jù)電荷守恒和原子守恒，該電極反應(yīng)式為：C2HCl3+5H++8e－=C2H6+3C1－。 33．（2019屆黑龍江省牡丹江市第一高級中學(xué)高三10月月考）化學(xué)變化中伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，在理論研究和生產(chǎn)生活中有很重要的作用。 Ⅰ．催化劑是化工技術(shù)的核心，絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。 （1）人們常用催化劑來選擇反應(yīng)進行的方向．圖1所示為一定條件下1 mol CH3OH 與O2發(fā)生反應(yīng)時．生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下，CH3OH與O2反應(yīng)主要生成________（填“CO”、“CO2”或“HCHO”）；2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H=________。 Ⅱ．第三代混合動力車，可以用電動機，內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輛。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力,降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)。 （2）混合動力車的內(nèi)燃機以汽油為燃料，汽油（以辛烷C8H18計）和氧氣充分反應(yīng)，生成1 mol 水蒸氣放熱550kJ；若1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱2.5kJ，則辛烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_____________。 （3）混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負極，堿液（主要為KOH）為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應(yīng)式為： H2+2NiOOH2Ni(OH)2。 根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時．乙電極周圍溶液的pH______（填“增大”,“減小”或“不變”），該電極的電極反應(yīng)式為_______________。 （4）遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)有腐蝕中的______腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的______（填“正”或“負”）極相連。 Ⅲ．A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如表所示： 陽離子 Ag＋ Na＋ 陰離子 NO3－ SO42 － Cl－ 如圖1所示的裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液。電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了27克。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2所示。據(jù)此回答下列問題： （5）M為電源的______極(填寫“正”或“負”)，甲為__________(填寫化學(xué)式)。 （6）計算電極f上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積_________。 （7）寫出乙燒杯中的電解池反應(yīng)______________________。 （8）若電解后甲溶液的體積為25 L，則該溶液的pH為_______。 （9）要使丙恢復(fù)到原來的狀態(tài)，應(yīng)加入_______g______。(填寫化學(xué)式) 【答案】HCHO -470kJ/molC8H18(l)+ 252O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5355kJ/mol增大NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-吸氧負負NaCl1.4L4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3122.25H2O 能量，則2molHCHO反應(yīng)放出235kJ2=470kJ能量，反應(yīng)2HCHO（g）+O2（g）=2CO（g）+2H2O（g）ΔH=-470kJ/mol。 II.（2）1molC8H18和O2充分反應(yīng)生成9molH2O（g），1molC8H18和O2充分反應(yīng)生成9molH2O（g）放熱9550kJ=4950kJ；9molH2O（g）轉(zhuǎn)化為9molH2O（l）放熱9mol18g/mol2.5kJ/g=405kJ，1molC8H18和O2充分反應(yīng)生成9molH2O（l）放熱4950kJ+405kJ=5355kJ，辛烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C8H18（l）+252O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）ΔH=-5355kJ/mol。 （4）海水不呈強酸性，遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生吸氧腐蝕。防止金屬腐蝕的電化學(xué)保護法有：犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法，把船體與浸在海水里的Zn塊相連為犧牲陽極的陰極保護法，為了防止船體的腐蝕，也可以用外加電流的陰極保護法，將船體與像鉛酸蓄電池的直流電源的負極相連。 III.陽離子的放電順序為Ag+>H+>Na+，接通電源經(jīng)一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加了27g，c電極上析出Ag且析出Ag的物質(zhì)的量為n（Ag）=27g108g/mol=0.25mol，c電極的電極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag，則電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol，c電極為陰極，d電極為陽極，Ag+與SO42-、Cl-不能大量共存，乙中盛放的是AgNO3溶液；甲燒杯中溶液的pH隨著時間的推移而增大，甲中盛放的是NaCl溶液；丙燒杯中溶液的pH隨著時間的推移不變，丙中盛放的是NaNO3或Na2SO4溶液。 （5）c電極為陰極，c與直流電源的M相連，M為電源的負極，N為電源的正極。甲燒杯中溶液的pH隨著時間的推移而增大，甲為NaCl。 （6）電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol；f與N相連，f為陽極，f電極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O，f電極上產(chǎn)生O2物質(zhì)的量為14n（e-）=0.0625mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.0625mol22.4L/mol=1.4L。 （7）乙燒杯中電解AgNO3溶液生成Ag、O2和HNO3，電解的總反應(yīng)為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。 （8）甲燒杯中陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol，反應(yīng)生成的OH-物質(zhì)的量為n（OH-）=n（e-）=0.25mol，c（OH-）=0.25mol25L=0.01mol/L，則c（H+）=110-12mol/L，該溶液的pH=-lgc（H+）=12。