2022届高考化学一轮复习 专题十四 原电池1检测

1、2022届高考化学一轮复习 专题十四 原电池1检测2022届高考化学一轮复习 专题十四 原电池1检测年级：姓名：- 9 -专题十四 原电池考点1原电池1. 2020山东,10,2分微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以nacl溶液模拟海水,采用惰性电极,用如图所示装置处理有机废水(以含ch3coo-的溶液为例)。下列说法错误的是()a.负极反应为ch3coo-+2h2o-8e-2co2+7h+b.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜c.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 gd.电池工作一段时间后,正、负极产

2、生气体的物质的量之比为212. 2019全国卷,12,6分利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时mv2+/mv+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。下列说法错误的是()a.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能b.阴极区,在氢化酶作用下发生反应h2+2mv2+2h+2mv+c.正极区,固氮酶为催化剂,n2发生还原反应生成nh3d.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动3.2018全国卷,13,6分最近我国科学家设计了一种co2+h2s协同转化装置,实现对天然气中co2和h2s的高效去除。示意图如图所示,其中电极分别为zno石墨烯(石墨烯包裹的zno)和石墨烯

3、,石墨烯电极区发生反应:edta-fe2+-e-edta-fe3+2edta-fe3+h2s2h+s+2edta-fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是()a.阴极的电极反应:co2+2h+2e-co+h2ob.协同转化总反应:co2+h2sco+h2o+sc.石墨烯上的电势比zno石墨烯上的低d.若采用fe3+/fe2+取代edta-fe3+/edta-fe2+,溶液需为酸性考点2常见的化学电源3. 2020全国卷,12,6分 科学家近年发明了一种新型zn-co2水介质电池。电池示意图如图所示,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体co2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提

4、供了一种新途径。下列说法错误的是()a.放电时,负极反应为zn-2e-+4oh-zn(ohb.放电时,1 mol co2转化为hcooh,转移的电子数为2 molc.充电时,电池总反应为2zn(oh2zn+o2+4oh-+2h2od.充电时,正极溶液中oh-浓度升高5.2020全国卷,12,6分一种高性能的碱性硼化钒(vb2)-空气电池如图所示,其中在vb2电极发生反应:vb2+16oh-11e-v+2b(oh+4h2o该电池工作时,下列说法错误的是()a.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 l(标准状况)o2参与反应b.正极区溶液的ph降低、负极区溶液的ph升高c.电池总反应为4v

5、b2+11o2+20oh-+6h2o8b(oh+4vd.电流由复合碳电极经负载、vb2电极、koh溶液回到复合碳电极6.2019全国卷,13,6分为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状zn(3d-zn)可以高效沉积zno的特点,设计了采用强碱性电解质的3d-znniooh二次电池,结构如图所示。电池反应为zn(s)+2niooh(s)+h2o(l)zno(s)+2ni(oh)2(s)。下列说法错误的是()a.三维多孔海绵状zn具有较高的表面积,所沉积的zno分散度高b.充电时阳极反应为ni(oh)2(s)+oh-(aq)-e-niooh(s)+h2o(l)c.放电时负极反应为

6、zn(s)+2oh-(aq)-2e-zno(s)+h2o(l)d.放电过程中oh-通过隔膜从负极区移向正极区7. 2018全国卷,12,6分我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的na-co2二次电池。将naclo4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为3co2+4na2na2co3+c。下列说法错误的是()a.放电时,cl向负极移动b.充电时释放co2,放电时吸收co2c.放电时,正极反应为3co2+4e-2c+cd.充电时,正极反应为na+e-na拓展变式1.根据原理图判断下列电池的电极名称,并指出离子移动方向。编号(1)利用原电池原理处理氮氧化合物(

7、2)锌- 碘溴液流电池(3)微生物电池除去废水中的有害有机物原理图电极名称左侧为(填“正”或“负”)极室b极为(填“正”或“负”)极a极为(填“阴”或“阳”)极,b极为(填“正”或“负”)极离子移动方向电池工作时h+由(填“左”或“右”,下同)侧移向侧电池工作时zn2+由(填“阴”或“阳”,下同)极室移向极室电池工作时h+由(填“正”或“负”,下同)极移向极正极反应2.运用“加减法”书写下列四种常见燃料电池的电极反应式。电池种类导电离子总反应方程式正极反应式负极反应式(1)酸性甲醇燃料电池h+2ch3oh+3o22co2+4h2o(2)丁烷固体氧化物燃料电池o2-2c4h10+13o28co2

8、+10h2o(3)co熔融碳酸盐燃料电池c2co+o22co2(4)甲醇碱性燃料电池oh-2ch3oh+3o2+4oh-2c+6h2o3.2020四川成都七中三诊锌-空气燃料电池(如图)有比能量高、高功率、使用寿命长等优点,可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为 koh 溶液,放电时发生反应:2zn+o2+4oh-+2h2o2zn(oh。下列说法正确的是()a.放电时,负极反应为 zn-2e-zn2+b.该隔膜为阳离子交换膜,允许k+通过c.充电时,当 0.1 mol o2 生成时,流经电解质溶液的电子个数约为 1.2041022d.充电时,电解质溶液中c(oh-)逐渐增大4.2020四川成

9、都树德中学三诊已知某种二次锂离子电池工作时反应为lixcn + li1-xcoo2licoo2+nc,原理如图所示,下列说法错误的是()a.放电时,碳材料极失去电子,发生氧化反应,电子经外电路、li+经内电路同时移向正极b.放电时正极反应为 li1-xcoo2 +xli+xe-licoo2c.充电时, li+从负极脱出,又嵌入正极d.锂离子电池的比能量(单位质量的电极材料释放的能量)较高答案专题十四原电池1.b根据题图可知放电时,a极上发生的反应为ch3coo-+2h2o-8e-2co2+7h+,a极为负极,a项正确;该电池工作时,可实现海水的淡化,原电池中阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移,

10、则cl-应向a极移动,na+应向b极移动,即隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,b项错误;当电路中转移1 mol电子时,向a极和b极分别移动1 mol cl-和1 mol na+,则模拟海水理论上可除盐58.5 g,c项正确;电池工作时,正极反应式为2h+2e-h2,正极产生h2,负极产生co2,结合正、负极的电极反应知,一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为21,d项正确。2.b由题意知,电池总反应为3h2+n22nh3。该合成氨反应在常温下进行,并形成原电池产生电能,反应不需要高温、高压和催化剂,a项正确。观察题图知,左边电极发生氧化反应mv+-e-mv2+,为负极(阳极),

11、b项错误。正极区n2在固氮酶作用下发生还原反应生成nh3,c项正确。电池工作时,h+通过交换膜,由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移,d项正确。3.c阴极发生还原反应,氢离子由质子交换膜右侧向左侧迁移,阴极的电极反应式为co2+2h+2e-co+h2o,a项正确。结合阳极区发生的反应,可知协同转化总反应为co2+h2ss+co+h2o,b项正确。石墨烯作阳极,其电势高于zno石墨烯的,c项错误。f、fe2+在碱性或中性介质中会生成沉淀,它们只稳定存在于酸性较强的介质中,d项正确。4.d由题图知,放电时,zn失去电子被氧化为zn(oh,负极反应为zn-2e-+4oh-zn(oh,a正确;放电时,

12、co2在正极得到电子被还原为hcooh(c可看作+2价),故1 mol co2转化为hcooh时转移电子的物质的量为2 mol,b正确;充电时负极反应为2zn(oh+4e-2zn+8oh-,正极反应为2h2o-4e-o2+4h+,则电池总反应为2zn(oh2zn+o2+4oh-+2h2o,c正确;充电时,正极产生h+,h+浓度升高,oh-浓度降低,d错误。5.b由题给信息知vb2电极上发生失电子的氧化反应,则vb2电极为负极,复合碳电极为正极,正极发生还原反应,电极反应式为o2+4e-+2h2o4oh-,则电路中通过0.04 mol电子时,正极有0.01 mol o2参加反应,其在标准状况下的

13、体积为0.224 l,a项正确;由正、负极的电极反应式可知,该电池工作时,负极区溶液的ph降低,正极区溶液的ph升高,b项错误;由正、负极反应式知该电池总反应为4vb2+11o2+20oh-+6h2o8b(oh+4v,c项正确;电流与电子的流动方向相反,电流从正极出发,沿负载流向负极,再经过电解质溶液最终回到正极,d项正确。6.d该电池采用的三维多孔海绵状zn具有较大的表面积,可以高效沉积zno,且所沉积的zno分散度高,a正确。根据题干中总反应可知该电池充电时,ni(oh)2在阳极发生氧化反应生成niooh,其电极反应式为ni(oh)2(s)+oh-(aq)-e-niooh(s)+h2o(l

14、),b正确。放电时zn在负极发生氧化反应生成zno,电极反应式为zn(s)+2oh-(aq)-2e-zno(s)+h2o(l),c正确。电池放电过程中,oh-等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区,d错误。7.d电池放电时阴离子移向负极,a项正确。由电池总反应和题图知,放电时吸收co2,充电时释放co2,b项正确。放电时,正极上co2得电子被还原为单质c,电极反应式为3co2+4e-2c+c,c项正确。充电时,阳(正)极上c被氧化为co2,电极反应式为c+2c-4e-3co2,阴(负)极上na+被还原为na,电极反应式为na+e-na,d项错误。1.(1)正右左2no+4e-+4h+n2+2h2o

15、(2)负阳阴 i2br-+2e-2i-+br-(3)阴负负正+2e-+h+cl-【解析】(3)右侧ch3coo-失去电子被氧化为hc,b极是负极(阳极),a极是正极(阴极)。2.(1)3o2+12h+12e-6h2o2ch3oh-12e-+2h2o2co2+12h+(2)13o2+52e-26o2-2c4h10+26o2-52e-8co2+10h2o(3)o2+4e-+2co22c2co-4e-+2c4co2(4)3o2+12e-+6h2o12oh-2ch3oh-12e-+16oh-2c+12h2o3.d由题图可知,电子由金属锌流出,则金属锌为负极,结合题给总反应可知,负极反应为zn+4oh-2e-zn(oh,a项错误。正极发生反应o2+4e-+2h2o4oh-,正极生成oh-,负极消耗oh-,可知该隔膜为阴离子交换膜,允许oh-通过,b项错误。不论放电还是充电,电子都不会流经电解质溶液