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高考二轮复习知识点:原电池工作原理及应用5

更新时间:2023-08-19 浏览次数:22 类型:二轮复习
一、选择题
  • 1. (2016·上海)

    图1是铜锌原电池示意图.图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示(  )


    A . 铜棒的质量 B . c(Zn2+ C . c(H+ D . c(SO42
  • 2. (2023高三上·东莞月考) 为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的 溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是(    )
    A . 加入 溶液产生沉淀 B . 加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C . 加入 溶液无红色出现 D . 加入 溶液无蓝色沉淀生成
  • 3. (2022高二上·南阳期中) 科学家基于 易溶于 的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:

    下列说法正确的是(    )

    A . 充电时电极b是阴极 B . 放电时 溶液的 减小 C . 放电时 溶液的浓度增大 D . 每生成 ,电极a质量理论上增加  
  • 4. (2022·全国乙卷) 电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景.近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示).光照时,光催化电极产生电子和空穴 , 驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电.下列叙述错误的是(   )

    A . 充电时,电池的总反应 B . 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C . 放电时,从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D . 放电时,正极发生反应
  • 5. (2023·湖南模拟) 一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质,相关图示如图1、图2,电池总反应为MnO2+Zn+(1+)Zn+ZnSO4MnOOH+[ZnSO4•3Zn(OH)2•xH2O],下列说法错误的是

    A . 放电时,含有锌膜的碳纳米管纤维的反应为Zn+H2O+ZnSO4+OH--e-=[ZnSO4•3Zn(OH)2•xH2O] B . 充电时,含有MnO2膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连 C . 合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应 D . 有机高聚物中通过氢键的缔合作用,增强了高聚物的稳定性
  • 6. (2023·榆林模拟) 三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱的装置示意图如图,下列说法正确的是

    A . 酸碱的浓度:进等于出 B . 右侧电极的电极反应式为 C . 装置工作一段时间后, D . 右侧离子交换膜为阴离子交换膜
  • 7. (2023·龙岩模拟) 利用Cl2易溶于CCl4的性质,科学家研发了一种如图所示可作储能设备的无膜新型氯流电池。放电时电极a的反应为:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+。下列说法错误的是

    A . 放电时NaCl溶液的pH不变 B . 充电时NaCl溶液的浓度减小 C . 充电时电极b反应为:Cl2+2e-=2Cl- D . 电极a增重4.6g时,设备内生成0.1molCl2
  • 8. (2023·汕头模拟) 我国科学家利用电池,以水溶液作为锌离子电池的介质,可实现快速可逆的协同转化反应。如图所示,放电时该电池总反应为:。下列说法正确的是

    A . 放电时,为负极,发生氧化反应 B . 放电时,参与反应,转移 C . 充电时,通过阳离子交换膜从极移向 D . 充电时,阳极发生反应:
  • 9. (2023·重庆市模拟) pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为: (E的单位为V,K为常数)。下列说法错误的是

    A . 计工作时,化学能转化为电能 B . 玻璃电极玻璃膜内外的差异会引起电池电动势的变化 C . 若玻璃电极电势比参比电极低,玻璃电极反应: D . 若测得的标准溶液电池电动势E为 , 可标定常数
  • 10. (2023·淮北模拟) 一种新型电池装置如图所示。下列叙述错误的是

    A . 镍钴电极反应: B . II区的通过a交换膜向I区迁移,通过b交换膜向III区迁移 C . 该装置工作时总反应: D . 该装置工作时还利用了中和能
  • 11. (2022·通州模拟) 我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合,实现协同转化。

    ①单独制备 , 不能自发进行

    ②单独脱除 , 能自发进行

    协同转化装置如图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为 , 并向两极迁移)。下列分析错误的是

    A . 反应②释放的能量可以用于反应① B . 产生 H2O2的电极反应: C . 反应过程中不需补加稀 D . 协同转化总反应:
  • 12. (2022·惠州模拟) 中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案,其基本工作原理如图所示,下列说法错误的是

    A . 该电化学装置中,Pt电极作正极 B . BiVO4电极上的反应孔为-2e-+2OH-=+H2O C . Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势 D . 电子流向:Pt电极→外电路→BiVO4电极
  • 13. (2022·柳州模拟) 科学家近年发明了一种新型水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是( )

    A . 放电时,负极区pH升高 B . 放电时,1mol转化为HCOOH,转移的电子数为4mol C . 充电时,Zn电极连电源正极 D . 充电时,产生22.4L(标准状况下) , 生成的Zn为130g
二、多选题
  • 14. (2016·海南) 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 . Zn为电池的负极 B . 正极反应式为2FeO42+10H++6e=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OH向负极迁移
  • 15. (2020·潍坊模拟) 我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池,其工作原理示意图如下。已知电池反应:Na1-xMnO2+NaxCn NaMnO2+nC。下列说法正确的是(    )

    A . 电池放电过程中,NaMnO2/Al上的电势低于石墨烯/Al上的电势 B . 电池放电时,正极可发生反应Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 C . 电池充电时,外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极 D . 电池充电时,Na+由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极
  • 16. (2018·重庆模拟) 一种可连续使用的锂电池结构如图所示,下列有关该电池放电时的说法正确的是(  )

    A . 电子由Li电极经Li+透过膜进入Fe2+、Fe3+的水溶液移向Ti电极 B . Ti电极上发生的电极反应为:Fe3+ + e- = Fe2+ C . Li+透过膜除允许Li+通过外,还允许H2O分子通过 D . 贮罐中发生的离子反应为:S2O82- + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2SO42-
  • 17. (2020高三上·海林期末) 下图所示为镍锌可充电电池放电时电极发生物质转化的示意图,电池使用KOH 和K2Zn(OH)4为电解质溶液,下列关于该电池说法正确的是( )

    A . 放电时溶液中的K+移向负极 B . 充电时阴极附近的pH会升高 C . 放电时正极反应为H+ +NiOOH+e-=Ni(OH)2 D . 负极质量每减少6.5 g,溶液质量增加6.3 g
  • 18. (2018高二上·黑龙江期末) 某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属,它们的硫酸盐可溶于水,当K闭合时,Y极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是( )

    A . 溶液中c(A2)增大 B . B极的电极反应:B-2e=B2 C . Y电极上有Cl2产生,发生还原反应 D . 反应初期,X电极周围出现白色胶状沉淀
  • 19. (2018高二上·黑龙江期末) 某兴趣小组同学利用氧化还原反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O设计如下原电池,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是( )

    A . b电极上发生还原反应 B . 外电路电流方向是从a到b C . 电池工作时,盐桥中的SO42-移向甲烧杯 D . a电极上发生的反应为MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O
  • 20. (2018高二上·黑龙江期末) 研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )

    A . d为石墨,铁片腐蚀加快 B . d为石墨,石墨上电极反应为2H+2e=H2 C . d为锌块,铁片不易被腐蚀 D . d为锌块,铁片上电极反应为2Cl--2e-=Cl2
  • 21. (2018高一下·扬州期末) 某原电池装置如图所示,下列说法正确的是(   )

    A . Zn棒作原电池的正极 B . Cu棒的质量逐渐增大 C . Zn棒处的电极反应式:Zn - 2e- = Zn2+ D . 该装置能将电能转化为化学能
  • 22. (2018高一下·海安期末) 锌-空气电池(原理如下图〉适宜用作城市电动车的动力电源,放电时Zn转化为ZnO。则该电池放电时下列说法正确的是(   )

    A . 将电能转化为化学能    B . 氧气在石墨电极上发生还原反应 C . 电子由Zn电极经导线流向石墨电极    D . 该电池放电时OH-向石墨电极移动
  • 23. (2017高二上·天水期末) 由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源.根据如图所示的装置,判断下列说法不正确的是(  )

    A . 该装置中Pt极为阳极 B . 当c极的质量变化了2.16g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为1.12L C . 该装置中b极的电极反应式是:H2+2OH﹣2e=2H2O D . 该装置中a极为正极,发生氧化反应
  • 24. (2017高二上·吉林期末) 下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO43+2I+2H+⇌AsO33+I2+H2O”设计成的原电池装置,其中C1、C2均为碳棒.甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液.下列叙述中正确的是(  )

    A . 甲组操作时,微安表(G)指针发生偏转 B . 甲组操作时,溶液颜色变深 C . 乙组操作时,C2做正极 D . 乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e═2I
  • 25. (2017高二上·石河子期末) 某原电池总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+ , 不能实现该反应的原电池是(  )
    A . 正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液 B . 正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO33溶液 C . 正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO43溶液 D . 正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液
  • 26. (2016高一下·武汉期末) 在盛有稀硫酸的烧杯中,放入用导线连接的铜片和锌片,下列说法正确的是(   )
    A . 一段时间负极质量明显减轻 B . 电子通过导线由铜片流向锌片 C . 只有正极上有氢气逸出,正极电极反应式为:2H++2e═H2 D . 正极附近的SO42离子浓度逐渐增大
三、非选择题
  • 27. (2022高二上·重庆市期末) 为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。

    1. (1) I.用图甲所示装置进行第一组实验时:

      在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是(    ) (填字母)。

      A . 石墨 B . C . D .
    2. (2) 实验过程中, (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象是
    3. (3) II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根()在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:

      电解过程中,X极处溶液的OH-浓度(填“增大”“减小”或“不变)。

    4. (4) 电解过程中,Y极发生的电极反应为
    5. (5) 电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为mL(均己折算为标准状况时气体体积)。
    6. (6) K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应总反应式为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 , 该电池正极发生的电极反应式为
  • 28. (2022高二上·成都期末) 铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置,丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题:

    1. (1) 上述三个装置中能实现题给反应的是(填装置序号)。
    2. (2) ①原电池装置甲中,铜电极上发生的现象是

      ②原电池装置乙中有明显现象发生时,铁电极上的电极反应方程式为

      ③原电池装置丙中,原电池工作时盐桥中的K+移向(填“铜”或“铁”)极,若反应产生2.24L气体(标准状况),则右侧溶液中溶质的质量增加g。

    3. (3) 实验后同学们经过充分讨论,得出了有关原电池如下结论,你认为这些结论正确的是____(填标号)。
      A . 氧化还原反应都能设计为原电池 B . 凡是有盐桥的原电池,盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性 C . 在经典原电池中,活动性强的金属做原电池的负极,与电解质溶液种类无关 D . 上述装置丙中,右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替,对原电池的放电效率无影响
  • 29. (2022高二上·顺义期末) 某小组探究硝酸银与碘化钾的反应。
    1. (1) 实验Ⅰ:向盛有溶液的试管中,加入溶液,振荡试管,产生黄色沉淀,然后向其中滴入淀粉溶液,溶液无明显变化。

      ①常温下,溶液中,(填“>”、“<”或“=”)。

      ②发生反应生成黄色沉淀的离子方程式是

    2. (2) 小组同学依据物质性质分析,反应产物中可能存在Ag。依据是
    3. (3) 经检验,黄色沉淀中不含Ag。小组同学设计实验Ⅱ证实了溶液与KI溶液可以发生反应得到Ag。装置如图。

      ①甲溶液是

      ②该装置中发生的总反应的离子方程式是。(该反应的平衡常数)。

    4. (4) 结合实验及数据,推测实验Ⅰ中生成黄色沉淀而没有产生Ag的原因
  • 30. (2022高二上·河东期末)           
    1. (1) Ⅰ、某小组同学用下列试剂研究将转化为。(已知:)

      实验操作:所用试剂:溶液,溶液,溶液;向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,充分振荡后, (将操作补充完整)。

    2. (2) 实验现象:上述实验中,沉淀由白色变为色现象可证明转化为
    3. (3) 分析及讨论

      ①该沉淀转化反应的离子方程式是

      ②定量分析。由上述沉淀转化反应的化学平衡常数表达式可推导:(列式即可,不必计算结果)。

      ③同学们结合②中的分析方法,认为教材中的表述:“一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现”,可进一步表述为对于组成形式相同的沉淀,(填“小”或者“大”)的沉淀转化为(填“更小”或者“更大”)的沉淀容易实现。

    4. (4) Ⅱ、某同学设计如图实验装置研究溶液和溶液间的反应(a、b均为石墨)。

      当K闭合后,发现电流计指针偏转,b极附近溶液变蓝。

      ①b极发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。

      ②a极上的电极反应式是

    5. (5) 事实证明:溶液与的溶液混合只能得到沉淀,对比(4)中反应,从反应原理的角度解释产生该事实的可能原因是之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度(填“小”或者“大”)。
  • 31. (2022高二上·宁德期末) 甲烷在化工领域中应用广泛,是一种重要能源。
    1. (1) 一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行,其中,第步的正反应活化能最大。

    2. (2) 用甲烷催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染,发生的主反应如下:

      ①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574.0 kJ·mol1

      ②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1160.0 kJ·mol1

      ③CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH3

      则:ΔH3=kJ·mol1

    3. (3) 如图所示,装置甲为甲烷-空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置乙实现铁棒上镀铜。

      ①电镀结束后,装置甲溶液中的阴离子除了OH-以外还含有(忽略水解),装置乙中Cu电极的质量将(填“变大”“变小”或“不变” )。

      ②在此过程中每消耗2.24L(标准状况下)甲烷,理论上装置乙中阴极质量变化g。

    4. (4) 模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,可以用甲烷-空气燃料电池作为电源,用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

      ①该电解槽的阴极反应式为。此时通过阳离子交换膜的离子数(填“大于”“小于”或“等于”)通过阴离子交换膜的离子数。

      ②制得的硫酸溶液从出口(填“A”“B”“C”或“D”)导出。

  • 32. (2022高二上·延庆期末) 电化学在工业生产中有广泛的应用价值。
    1. (1) 下图中,为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀,材料B可以选择(填字母序号)。

      a.碳棒    b.锌板    c.铜板

      用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因:

    2. (2) 利用电解法制备(下图为简易原理装置)。

      (填“A”或“C”)区生成。请结合电极反应式分析产生的过程

    3. (3) 用二甲醚()燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有)转化为。原理如下图:

      ①燃料电池中的负极是(填“M”或“N”)电极,其电极反应为

      ②用电极反应式和离子反应方程式解释阳极区域能将酸性含铬废水(主要含有)转化为的原因

  • 33. (2021高二上·深圳期末) 氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出。

    1. (1) 电解池的阳极反应式为
    2. (2) 通入空气的电极的电极反应式为,燃料电池中的离子交换膜是(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
    3. (3) 电解池中产生1molCl2 , 理论上燃料电池中消耗O2的物质的量为
    4. (4) a、b的大小关系为:
  • 34. (2022高三上·大兴期末) 二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。
    1. (1) I.利用合成甲醇,涉及的主要反应如下:

      已知:a.

      b.

      c.

      计算

    2. (2) 一定条件下,向密闭容器中充入物质的量之比为1:3的发生上述反应,使用不同催化剂经相同反应时间,的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示:

      甲醇的选择性

      ①210-270℃间,在甲醇的选择性上,催化效果较好的是

      ②210-270℃间,催化剂2条件下的转化率随温度的升高而增大,可能原因为

    3. (3) II.工业上用通过如下反应合成尿素。t℃时,向容积恒定为的密闭容器中充入发生反应。

      下列能说明反应达到化学平衡状态的是(填字母)。

      a.相同时间内,键断裂,同时有键形成

      b.容器内气体总压强不再变化

      c.

      d.容器内气体的密度不再改变

    4. (4) 的物质的量随时间的变化如下表所示:

      时间/min

      0

      30

      70

      80

      100

      1.6

      l.0

      0.8

      0.8

      0.8

      的平衡转化率为;t℃时,该反应的平衡常数K=

    5. (5) III.中科院研究所利用和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示:

      放电时,正极上的电极反应为;若电池工作时产生a库仑的电量,则理论上消耗锌的质量为g。(已知:转移1mol电子所产生的电量为96500库仑)

  • 35. (2022高一下·吉林期末) 回答下列问题
    1. (1) 如图,某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。

      ①若两个电极分别是锌、铜,电解质溶液是稀硫酸,正极的电极反应式

      ②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠时,该原电池的负极为;该原电池的电池总反应为

      ③若电池的总反应是 , 正极反应式是;若该电池反应消耗了0.1mol , 则转移电子的数目约为

    2. (2) 为了验证氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是(填序号)。

  • 36. (2022高一下·农安期末) 根据所学知识,回答下列问题。
    1. (1) I.铁片与稀硫酸反应的能量变化特征如图所示:

      该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。

    2. (2) 若要使该反应速率加快,下列措施可行的是____(填正确选项的字母编号)。
      A . 改用铁粉 B . 改用98%的硫酸 C . 适当升高温度
    3. (3) II.以相同大小铜片和锌片为电极研究水果电池,得到的实验数据如下表所示:

      实验编号

      水果种类

      电极间距离/cm

      电流

      1

      番茄

      1

      98.7

      2

      番茄

      2

      72.5

      3

      苹果

      2

      27.2

      该实验目的是研究水果种类和对水果电池电流大小的影响。

    4. (4) 该实验装置中,正极的材料是,负极的电极反应式是
    5. (5) 当有3.25gZn参与反应,转移的电子数目为
    6. (6) III.某温度下,体积为1L恒容密闭容器中,X、Y两种气体物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题:

      由图中数据分析,该反应的化学方程式为

    7. (7) 2min时容器内的压强与起始压强之比为
    8. (8) 在0~2min内,用Y表示的反应速率为
    9. (9) 不能说明该反应达到平衡状态的是____(填正确选项的字母编号)。
      A . 容器内压强不再变化 B . 混合气体的密度不再变化 C . X气体与Y气体的浓度不再变化 D . 容器内混合气体平均摩尔质量不再变化

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