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高二化学选修四《原电池》专项测试题 - 副本.doc

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高二化学选修四《原电池》专项测试题 - 副本.doc
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1高二化学选修四《原电池》专项测试题一、选择题(20*2=40 分)1、镁/H 2O2 酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸) ,下列说法不正确的是( )A.此燃料电池的总反应为: Mg+H2O2= Mg(OH)2B.正极发生的电极反应为:H 2O2+2H++2e-= 2H2OC.工作时,正极周围海水的 pH 增大D.电池工作时,溶液中的 H+向正极移动2、一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y 2O3)的氧化锆(ZrO 2)晶体,在熔融状态下能传导 O2-。下列对该燃料电池说法不正确的是 ( )A.在熔融电解质中,O 2-移向负极B.电池的总反应是:2C 4H10+13O2 = 8CO2+10H2OC.通入空气的一极是正极,电极反应为:O 2+4e- = 2O2-D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为: C4H10 +26e-+13O2- = 4CO2↑+5H 2O3.、理论上不能用于设计成原电池的反应是( )A.HCl+NaOH= NaCl+H2O ΔH<0B.2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H 2O(l ) ΔH <0C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g) = 4 Fe(OH)3(s) ΔH<0D.2H2(g)+O 2(g)= 2H2O(l) ΔH <04、被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为 Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnO(OH ) 。下列说法正确的是 ( )A.该电池的正极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C.当 0.1 mol Zn 完全溶解时,流经电解液的电子个数为 1.204×1023D.电池正极反应式为 2MnO2+2e-+2H2O= 2MnO(OH )+2OH -5、燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达 80%(一般柴油发电机只有 40%左右) ,产物污染也少。下列有关 燃料电池的说法错误的是 ( )A.上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇 等物质B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇航员使用C.乙醇燃料电池的电解质常用 KOH 溶液,该电池的负极反应为 C2H5OH-12e- = 2CO2↑+3H 2OD.甲烷燃料电池的正极反应为 O2+2H2O+4e- = 4OH-6、锌银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)2 = Ag2O+Zn+H2O 在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn充电放电27、将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀硫酸,同时向 a 中加少量 CuSO4 溶液,下图中产生 H2 的体积 V(L)与时间 t(min)的关系,其中正确的是 ( ) 8、固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse) 公司研制开发的。它以固体氧化锆 —氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O 2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极 a、b 均不参与电极反应。下列判断正确的是 ( )A.有 O2 放电的 a 极为电池的负极 B.有 H2 放电的 b 极为电池的正极C.a 极对应的电极反应为:O 2+2H2O+4e- = 4OH D.该电池的总反应方程式为: 2H2+O2= 2H2O9、下列有关电池的说法不正确的是 ( )A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中,锌电极是负极10、控制适合的条件,将反应 2Fe3++2I- 2Fe2++I2 设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 ( )A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应 B.反应开始时,甲中石墨电极上 Fe3+被还原C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态 D.电流计读数为零后,在甲中溶入 FeCl2 固体,乙中石墨电极为负极311、以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 ( )A.该电池能够在高温下工作B.电池的负极反应为 C6H12O6+6H2O-24e- = 6CO2↑+24H +C.放电过程中,H +从正极区向负极区迁移D.在电池反应中,每消耗 1 mol 氧气,理论上能生成标准状况下 CO2 气体 22.4/6 L 12、用铜片、银片、Cu(NO 3) 2 溶液、AgNO 3 溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO 3 的 U 形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( )①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag ++e- = Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.①② B.②③ C.②④ D.③④13、一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是 ( )A.CH3OH(g)+O2(g)-2e- = H2O(l)+CO2(g) +2H+(aq) B.O2(g)+4H+(aq)+4e-= 2H2O(l)C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-= CO2(g)+6H+(aq) D.O2(g)+2H2O(l)+4e-= 4OH-14、 在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的铜片和锌片,下列叙述正确的是 ( )A.正极附近的 SO42- 离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有 O2 放出 D.铜片上有 H2 放出15、将两个铂电极插入 KOH 溶液中,向两极分别通入 CH4 和 O2,构成甲烷燃料电池。已知,通入 CH4的一极,其电极反应式是:CH 4+10OH--8e-= CO32- +7H2O;通入 O2 的另一极,其电极反应式是:2O2+4H2O+8e-= OH-。下列叙述不正确的是( )A.通入 CH4 的电极为负极 B.正极发生氧化反应C.燃料电池工作时,溶液中的 OH-向负极移动 D.该电池使用一段时间后应补充 KOH16、关于铅蓄电池的说法正确的是 ( )A.在放电时,正极发生的反应是 Pb(s)+SO 42-(aq )-2e - = PbSO4(s)B.在放电时,该电池的负极材料是铅板C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时,阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e - = Pb(s)+SO 42- (aq)43Zn + 2K2FeO4 + 8H2 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH17、根据右图,可判断出下列离子方程式中错误的是( )A、2Ag(s)+Cd 2+(aq) = 2Ag+(aq)+Cd(s) ;B、Cd(s)+Co 2+(aq) = Cd2+(aq)+Co(s) ;C、2Ag +( aq)+Cd( s) = 2Ag(s)+Cd2+(aq) ; D、2 Ag +(aq) + Co(s) = 2 Ag(s)+ Co2+(aq)。18、Li-Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e—= Li2S+Fe 有关该电池的下列中,正确的是( )A、Li-Al 在电池中作为负极材料,该材料中 Li 的化合价为+1 价; B、该电池的电池反应式为:2Li+FeS = Li2S+Fe;C、负极的电极反应式为 Al —3e—= Al3+ ; D、充电时,阴极发生的电极反应式为: Li2S +Fe—2e—= 2Li++FeS。 19、某固体酸燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H 2+O 2=2H 2O,下列有关说法正确的是( )A、H +由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极;B、b 极上的电极反应式为:O 2+2H 2O+4e —= 4OH—;C、每转移 0.1 mol 电子,消耗 1.12 升的 H2;D、电子通过外电路从 b 极流向 a 极。20、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 下列叙述不正确的是A.充电时阳极反应为:Fe(OH) 3-3e - + 5 OH- = FeO42- + 4H2OB.充电时电池的正极和电源的正极相连C.放电时正极反应为 Zn-2e - + 2OH- = Zn(OH)2D.放电时每转移 3 mol e- ,有 1 mol FeO42- 被还原二、非选择题(60 分)21、 (9 分) (1)将 Al 片和 Cu 片用导线相连,插入稀 H2SO4 中组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al 片( ) ,Cu 片( ) 。(2)若将 Al 片和 Cu 片用导线相连,插入浓 HNO3 中能否组成原电池? (填“能”或“ 不能”), 若能组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al 片( ) ,Cu 片( ) 。放电充电522、 (10 分) 燃料在电池中直接被氧化而产生电能的装置叫燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。肼分子(H 2N—NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水,利用肼、氧气与 KOH 溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池反应的电极反应式和总反应式: ;并指出电解质溶液中,OH -向哪极移动: 。23、 (8 分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,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,H 2 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+H 2= 2LiH Ⅱ.LiH+H 2O= 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 0.82 g/cm3,用锂吸收 224 L(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。24、(12 分) 北京奥运会“ 祥云 ”火炬燃料是丙烷(C 3H8) ,亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C 3H6) 。(1)丙烷脱氢可得丙烯。已知:C 3H8(g) CH4(g)+HC CH(g)+H2(g) ΔH 1=+156.6 kJ/molCH3CH=CH2(g) CH4(g)+HC CH(g) ΔH 2=+32.4 kJ/mol则相同条件下,反应 C3H8(g) CH3CH= CH2(g) + H2(g)的 ΔH= kJ/mol。(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入 O2 和 CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ;放电时,CO 32- 移向电池的 (填“ 正”或“负”)极。(3)碳氢化合物完全燃烧生成 CO2 和 H2O。常温常压下,空气中的 CO2 溶于水,达到平衡时,溶液6的 pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol/L。若忽略水的电离及 H2CO3 的第二级电离,则 H2CO3 HCO3- +H+的平衡常数 K1= 。 (已知: 10-5.60=2.5×10-6)(4)常温下,0.1 mol/L NaHCO 3 溶液的 pH 大于 8,则溶液中 c(H2CO3) c(CO32- )(填“”、 “=”或“”),原因是 (用离子方程式和必要的文字说明) 。25、 (6 分)我国首创以铝-空气 -海水电池作为能源的新型海水标志灯,它以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。则;(1)该电源负极材料为 ;正极材料为 。(2)负极反应为 。(3)正极反应为 。26、 (16 分)铁及铁的化合物应用广泛,如 FeCl3 可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等(1)写出 FeCl3 溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应: ;负极反应: 。(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若 Cu2+、Fe 3+和 Fe2+的浓度均为 0.10 mol/L,请参照下表给出的数据和药品,简述除去 CuCl2 溶液中 Fe3+和 Fe2+的实验步骤: 。氢氧化物开始沉淀时的 pH氢氧化物沉淀完全时的 pHFe3+ 1.9 3.2Fe2+ 7.0 9.0Cu2+ 4.7 6.7提供的药品:Cl 2 浓 H2SO4 NaOH 溶液 CuO Cu(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选) ,设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式: ; 。6劣质不锈钢腐蚀的实验现象: 。
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