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第6章化學反應與能量（2） 1．下列有關電化學知識的描述正確的是(　D　) A．任何氧化還原反應都可能設計成原電池裝置 B．某原電池反應為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液 C．因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中，若能組成原電池，必是鐵作負極、銅作正極 D．理論上說，任何能放出能量的氧化還原反應都可設計成原電池 2．將Mg條、Al條平行插入一定濃度的NaOH溶液中，用電器連接成原電池，此電池工作時，下列敘述正確的是(　B　) A．Mg比Al活潑，Mg失去電子被氧化成Mg2＋ B．Al條表面雖有氧化膜，但可不必處理 C．該電池的內(nèi)、外電路中，電流均是由電子定向移動形成的 D．Al是電池負極，開始工作時溶液中會立即有白色沉淀析出 解析 A項，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，應為Al失電子；B項，Al2O3能與NaOH反應，故不必處理；C項，內(nèi)電路中陰、陽離子定向移動形成電流；D項，Al→[Al(OH)4]－無沉淀。 3．利用如圖所示電池裝置可以將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO，其中含有的固體電解質(zhì)能傳導質(zhì)子(H＋)。下列說法正確的是(　D　) A．該過程中有兩種形式的能量轉(zhuǎn)化 B．a(chǎn)電極表面的反應為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．該裝置工作時，H＋從b電極區(qū)向a電極區(qū)移動 D．該裝置中每生成2 mol CO，同時生成1 mol O2 解析 該過程中的能量轉(zhuǎn)化形式有太陽能轉(zhuǎn)化為化學能、化學能轉(zhuǎn)化為電能、化學能轉(zhuǎn)化為熱能，A項錯誤；根據(jù)題圖可知，a 電極表面H2O被氧化為O2，a電極表面的反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，B項錯誤；該原電池中，a電極為負極，b電極為正極，H＋從a電極區(qū)向b電極區(qū)移動，C項錯誤；該裝置中每生成2 mol CO，轉(zhuǎn)移4 mol電子，根據(jù)a電極表面的反應可知，每轉(zhuǎn)移4 mol電子，同時生成1 mol O2，D項正確。 4．人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學原料。如圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是(　C　) A．該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應，有O2產(chǎn)生 C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強 D．催化劑b表面的反應是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 解析 電池總反應式為2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2。負極：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正極：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH。A項，能量轉(zhuǎn)換過程是太陽能先轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為化學能，正確；C項，催化劑a附近生成H＋，酸性增強，催化劑b附近消耗H＋，酸性減弱，錯誤。 5．為增強鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下： 電池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O 電解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ 電解過程中，以下判斷正確的是(　D　) 選項 電池 電解池 A H＋移向Pb電極 H＋移向Pb電極 B 消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C 正極：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 陽極：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ D 解析 原電池中，陽離子向正極移動，所以H＋移向PbO2電極，電解池中，陽離子移向陰極，即H＋移向Pb電極，A項錯誤；B項，原電池中消耗3 mol Pb，轉(zhuǎn)移6 mol e－，在電解池中轉(zhuǎn)移6 mol e－生成1 mol Al2O3，錯誤；C項，原電池中正極反應為PbO2＋4H＋＋2e－＋SO===PbSO4＋2H2O，錯誤；D項，原電池中Pb失去電子轉(zhuǎn)化為PbSO4，所以Pb電極質(zhì)量增加，而電解池中Pb作陰極，不參與反應，所以質(zhì)量不變，正確。 6．斯坦福大學華人化學家戴宏杰的團隊發(fā)明了一種“一分鐘充滿電”的新型鋁離子電池。該電池的電極材料為鋁和Cn[AlCl4](Cn為石墨)，有機物陽離子和[AlCl4]－組成離子液體，電池放電時，在負極附近形成[Al2Cl7]－。充電和放電過程中離子液體中的陽離子濃度不變。下列說法不正確的是(　A　) A．放電時，鋁為電池負極，電極反應式為Al－3e－===Al3＋ B．放電時，負極材料和正極材料質(zhì)量均減少 C．充電和放電過程中，有機物陽離子移動方向相反 D．充電時，陽極的電極反應式為[AlCl4]－＋Cn－e－===Cn[AlCl4] 解析 A項，由題目信息提示，電池放電時，在負極形成[Al2Cl7]－，故電極反應式為Al＋7[AlCl4]－－3e－===4[Al2Cl7]－，錯誤；B項，放電時，Al溶解，負極質(zhì)量減少，正極反應式為Cn[AlCl4]＋e－===[AlCl4]－＋Cn，質(zhì)量也減少，正確；C項，放電時，陽離子從負極移向正極，充電時，陽離子從陽極移向陰極，正確；D項，充電時，電池的陽極發(fā)生氧化反應，正確。 7．H2S廢氣資源化利用途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫。反應原理為2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJmol－1。下圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法正確的是(　B　) A．電極a為電池的正極 B．電極b上發(fā)生的電極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．該裝置是一種將熱能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 D．H＋經(jīng)質(zhì)子膜進入a極區(qū) 8．利用反應6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O構(gòu)成電池的方法，既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學能，裝置如圖所示，下列說法不正確的是(　C　) A．電流從右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極 B．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜 C．電極A上的反應式為2NH3－6e－===N2＋6H＋ D．當有4.48 L NO2(標準狀況)被處理時，轉(zhuǎn)移電子為0.8 mol 解析 負極：8NH3－24e－＋24OH－===4N2＋24H2O，正極：6NO2＋24e－＋12H2O===3N2＋24OH－，因為是堿性介質(zhì)，所以應選用陰離子交換膜；C項，應生成H2O，錯誤；D項，根據(jù)正極反應式，轉(zhuǎn)移電子為24＝0.8 mol。 9．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關于該電池的敘述正確的是(　B　) A．b電極上發(fā)生氧化反應 B．a(chǎn)電極反應式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放電時，電流從a電極經(jīng)過負載流向b電極 D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 10．CO無色無味有毒，世界各國每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一種CO分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔—氧化鈉，其中O2－可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動。下列說法錯誤的是(　　) A．負極的電極反應式為CO＋O2－－2e－===CO2 B．工作時電極b作正極，O2－由電極a向電極b移動 C．工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b D．傳感器中通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高 解析 根據(jù)題意可知，a電極為負極，電極反應式為CO＋O2－－2e－===CO2，b電極為正極，電極反應式為O2＋4e－===2O2－，總反應為2CO＋O2===2CO2。工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b，O2－由電極b向電極a移動。傳感器中通過的電流越大，說明單位時間內(nèi)通過的電子越多，尾氣中CO的含量越高。 11．某學習小組的同學查閱相關資料知氧化性：Cr2O>Fe3＋，設計了鹽橋式的原電池，如圖。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是(　C　) A．甲燒杯中的溶液發(fā)生還原反應 B．乙燒杯中發(fā)生的電極反應為2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋ C．外電路的電流方向是從b到a D．電池工作時，鹽橋中的SO移向乙燒杯 解析 因為氧化性：Cr2O>Fe3＋，所以該原電池反應是Cr2O將Fe2＋氧化為Fe3＋，所以甲燒杯中發(fā)生氧化反應，A項錯誤；乙燒杯中發(fā)生還原反應，電極反應為Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，B項錯誤；根據(jù)以上分析，a是負極，b是正極，則電流方向是從正極向負極流動，C項正確；原電池中的陰離子向負極移動，所以SO向甲燒杯移動，D項錯誤。 12．(2018哈爾濱六中高三第一次月考)光電池是發(fā)展性能源。一種光化學電池的結(jié)構(gòu)如圖，當光照在表面涂有氯化銀的銀片上時，AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面]，接著Cl(AgCl)＋e－===Cl－(aq)，若將光源移除，電池會立即恢復至初始狀態(tài)。下列說法不正確的是(　B　) A．光照時，電流由X流向Y B．光照時，Pt電極發(fā)生的反應為2Cl－＋2e－===Cl2↑ C．光照時，Cl－向Pt電極移動 D．光照時，電池總反應為AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq) 解析 光照時，銀作正極，鉑作負極。負極上亞銅離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu＋(aq)－e－===Cu2＋(aq)，B項錯誤；正極上氯原子得電子發(fā)生還原反應，電池反應式為AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)。