2022届高考化学一轮复习常考题型72原电池原理的实际应用综合练习含解析

1、- -原电池原理的实际应用综合练习注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上一、单选题(共13题)1-如图是利用微生物将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质而形成的化学电源，可给二次电池充电，下列说法错误的是A.H+透过质子交换膜由M极向N极移动需要充电的二次电池的正极与N极相连M极电极反应式：HN(CH)NH+4HO-16e-=2COf+NI+16H+2222222若N极消耗了2.24L0,则转移了0.4mol电子22.锌空气电池驱动的汽车已用于公共交通，其电极总反应为2Zn+0-2Zn0。下列说法中,2不正确的是电极反应可通过空气流速

2、控制可使用催化剂加速正极反应为了保存锌空气电池，应在电池负极贴上封条Zn是负极，电极反应为Zn+20H-Zn0+H0+2e-23种新型NaCaFeq可充电电池，其工乍原理如图所示。下列说法正确的是电CaPcO,电厂j-Nuxz(胡叱1；N叫O人吃0才?有机堪解质讷离子交慢腺放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO+2e-=2CaFeO+O2-32.5充电时，M应与电源的正极相连接放电时，Na+向M电极移动电极材料中，单位质量放出的电能大小：NaLi4化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯类水系有机液流电池示意图如下，采用惰性电极材料，电池工作原理XN-N-X+2Fe(CN)3-放电XN=NX+2F

3、e(CN),下列说法中正确66充电的是肖机;漠諫电启请亟机理示总密放电时，电池的正极反应为：Fe(CN)3-e-=Fe(CN)4-66充电时，M为阴极，发生还原反应放电时，Na+通过离子交换膜从右极室移向左极室充电时，当电路中转移0.5mol电子时，有106gFe(CN)4-得到电子6一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，0与Li+在多孔碳材料电极处生成2Li202-x(X=0或1)。下列说法不正确的是【i理Ii卄虫电解质碍棄物隔膜多扎碳材料放电时，多孔碳材料电极为负极放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极充电时，电解质溶液中Li+向锂电极区迁移x充电时，电池总反应为Li0=2L

4、i+(1-)022-x22一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是使用的隔膜是阳离子交换膜充电时，电子流入Mg电极不能使用碱性电解质水溶液放电时，正极反应包括3Mg2+MgS-6e-=4MgS82氧化铅-铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池（如图所示），电池总反应为PbO+Cu+2HSO=PbSO+CuSO+2HO。下列有关该电池的说法正确的是224442电池工作时，电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO电极2电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小正极反应式：PbO+2e-+4H+SO2-=PbSO+2HO2442放电后，循环液中HSO与CuSO的物质的量之比不变244科学家设

5、想利用图示装置进行CO的固定，同时产生电能。该装置工作时，生成的碳附着2在电极上。下列说法错误的是多孔催化剂电扱电解板(Li)作该电池的负极若导线中流过4mole-，理论上负极区减少4molLi+负极区不适合选用水溶液作电解质溶液D采用多孔催化剂电极有利于巴扩散到电极表面9某微生物燃料电池脱氯的工作原理如图所示。下列说法不正确的是质6交换脱CHOOH.OA.氢离子由N电极通过质子交换膜移向M电极N电极的反应式为CHCOO-+4HO-8e-=2HCO-+9H+323M电极的反应式为+2e-+H+二Q?+C1-若想使112.5氯苯脱氯，理论消耗4.0mol的CHCOO-310.锂铜空气燃料电池容量

6、高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li+CU2O+H2O=2Cu+2Li+2OH-，下列说法不正确的是CuCuzO空气整个反应过程中，氧化剂为02放电时，正极的电极反应式为Cu0+H0+2e-=20H-+2Cu22若负载为铅蓄电池，则在对铅蓄电池充电时与Cu极相连一极发生还原反应整个反应过程中，铜相当于催化剂11.2020年11月28日，第四届锂电池技术与产业发展论坛在江苏昆山举行，必将助力固态锂电池得到快速规模化应用。某可充电固态锂电池工作原理如图所示，反应原理为：LiC+LLaZrTaO=LiLaZrTaO+C，下列说法错误的是x6

7、1-x6A.a极采用石墨烯材料吸附锂，充电时a极发生还原反应充电时，b极反应为：xLi+LiLaZrTaO+xe-=LiLaZrTaO1-x放电时，电子从a极通过导线流向b极当电池工作时，每转移lmol电子，两极的质量变化都是7g12.以柏林绿FeFe(CN)为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列6说法错误的是含NX的育机电解质Fc|Fu(CIS,|放电时，正极反应为FeFe(CN)+2e-+2Na+=NaFeFe(CN)626充电时，Mo箔接电源的负极充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室D.外电路中通过0.2mol电子时，负极质量变化为2.4g13中科院董绍俊课题组将二

8、氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是(CsH18O6)(C6H12Oe)MnO3Aa极为正极随着反应不断进行，负极区的pH不断增大消耗O.Olmol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子b极的电极反成为：MnO+2H0+2e-=Mn2+40H-22二、填空题(共5题)二氧化硫在生产和生活中有着广泛的用途。用足量NaOH溶液吸收尾气中的SO，反应的离子方程式为；吸收后的浓溶液可用2图1的装置再生循环脱硫，并制得硫酸，电极a的电极反应为，乙是。浓幽OH溶液乙图1甲稀吸收液稀櫛哼苗寸詞评皆稀酥溶液铝

9、离子交挽膜T阴离干交换庫浓吸收液图2交换HSh尾气含込K0)空住(HQ)可设计二氧化硫空气质子交换膜燃料电池处理尾气中的二氧化硫，原理如图2所示。其能量转化的主要形式是，c电极是_极，移动的离子及方向是。某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车(用电动机表示)。A6酋5溶液图1初步设计的实验装置示意图如图1所示,CuSO溶液在图1所示装置中的作用是(答4两点)。实验发现：该装置不能驱动小车。该小组同学提出假设：可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开,降低了能量利用率,为进一步提高能量利用率,该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行,优化的实验装置示意图如图2所示,图2中A溶液和B溶

10、液分别是和,盐桥属于(填“电子导体”或“离子导体”)，盐桥中的Cl-移向溶液(填“A”或“B”)。为降低电池自重，该小组用阳离子交换膜代替盐桥,实验装置示意图如图3所示。CQR涪液利用改进后的实验装置示意图3，仍不能驱动小车，该小组同学再次提出假设可能是电压不够；可能是电流不够；可能是电压和电流都不够；实验发现：1.5V的干电池能驱动小车，其电流为750uA；实验装置示意图3的最大电压为1.0V，最大电流为200uA该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化，请补全优化后的实验装置示意图4，并在图中标明阳离子的流向。16钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。

11、(DAKNOh是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：加入试剂a后发生反应的离子方程式为操作b为，操作c为。Al(NO)待测液中，c(Ab+)=molL-i(用m、v表示)。33(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(NaS)分别作为两个电极的反应物，固体2xAl2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质，其反应原理如下图所示:用电器!NT(AljOj)亠Nf亍S；和N逊险11根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在范围内(填字母序号)。物质NaSAlO23熔点/c97.81152050沸点/c892444.62

12、980a.lOOC以下b.lOOC300Cc.300C350Cd.350C2050C放电时，电极A为极。放电时，内电路中Na+的移动方向为(填“从A到B”或“从B到A”)。充电时，总反应为NaS=2Na+xS(3x5),则阳极的电极反应式为。2x17.氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一，请根据以下方法的选用回答相应问题：利用CH催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知：4CH(g)+4N0(g)4N0(g)+C0(g)+2H0(l)H=-662kJ/molTOC o 1-5 h z4222CH(g)+2NO(g)N(g)+CO(g)+2HO(l)H=-955kJ/mol42222其中式的平

13、衡常数为K,式的平衡常数为K,则：(1)CH(g)+4NO(g)=2N(g)+CO(g)+HO24222(H=:改反应的平衡常数K=(用含K、K的代数式表示)。l2II利用燃料电池的原理来处理氮氧化物是一种新方向。装置如图所示，在处理过程中石墨电极I上反应生成一种氧化物Y。ITO士一麗U熔融盐石墨W(2)写出氧化物Y的化学式；石墨II电极为(填“正”或“负”)极，该电极反应为；III利用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO/g)H=akJ/mol。某研究小组向某恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温(TC)条件1下反应，已知在不同时间测得各物质的浓

14、度如下:0.12(4050cj.ino0.076(9加fl.0600.012(1.020UiCO00250.025O2ft.020IMCIfIMH1”、“A13+3NHH0=Al(0H)；+3NH+234过滤洗涤灼烧(或加热)冷却1000m/51v详解】试题分析：从A到BS2-2e-=xxS解：(1)由操作流程可知实验原理是Al(N03)3和氨水反应生成Al(0H)3,试剂a为氨水，反应的方程式为Al3+3NHH0Al(0H)；+3NH+；3234Al(0H)3经过滤、洗涤、灼烧后生成Al203，冷却后称量，故答案为过滤；洗涤、灼烧(或加23热)、冷却；n(Al0)23mgm=mol，102g

15、/mol102贝yn(Al(NO)=2n(AlO)323m=mol,51c(Al(NO)33mmol51vxlO-3L1000m51vmolL-i；(2)原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115C而低于444.6C，只有c符合，故答案为c；放电时，Na被氧化，应为原电池负极负；阳离子向正极移动，即从A到B；充电时，是电解池反应，阳极反应为：S2-2e-=xS。x考点：本题考查物质的分离、提纯以及含量的测定和原电池知识K21248kJmol-iK=2NO正0+4e-+2N0=4N0-TOC o 1-5 h z252251c(CO)c(N)K=2厂0.001224%减

16、小CO的浓度Vc2(NO)2【解析】(1)CH(g)+4N0(g)4N0(g)+C0(g)+2H0(l)H=-662kJ/mol,222CH(g)+2N0(g)N(g)+C0(g)+2H0(l)H=-955kJ/mol2222由盖斯定律X2-可得：CH(g)+4N0(g)=2N(g)+C0(g)+H0(1)H222=2X(-955kJ/mol)-(-662kJ/mol)=-1248kJ/mol，则K=K2故答案为一1248kJ/mol；十;1II、正极上氧气得到电子与N0-结合生成N0,所以Y的化学式为N0,故答案为N0；TOC o 1-5 h z3252525燃料电池中通氧气的为正极，通燃料

17、的为负极，则石墨I极为负极，石墨II极为正极,正极发生还原反应，电极反应为0+4e-+2N0=4N0-，故答案为N0；正；0+4e-22532522N0=4N0-；253K=。SO上呼2；在010s内，N的平均反应速率为0.012moL=0.0012mol/(Ls)；N0的2小III.(4)根据C(s)+2N0(g)N2(g)+C02(g)H=akJ/mol，反应的平衡常数表达式2c2(NO)，”一2一J710s0.1转化率为=0.10.076X100%=24%，故答案为3恳丄；0.0012；24%；c2(NO)(5)30s后，NO和C02的浓度减小，但氮气的浓度增大，表示平衡正向移动，则改变

18、的条件可能是减小CO的浓度，若30s后升高温度至TC,平衡时，容器中NO的浓度由0.060mol/L变22为0.072mol/L，表示平衡逆向移动，说明正反应属于放热反应，则该反应的aV0,故答案为减小CO的浓度；V。218.2H+2e-=Hf减弱石墨CuFeCl溶液正极CH0H-6e-+H0=C0+6H+233225.6【分析】根据原电池原理进行判断，负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应。根据氧化还原反应，化合价升高的一极作负极，失电子，发生氧化反应；化合价降低的一极作正极，得电子，发生还原反应。燃料电池中，正极通入的是氧气，负极充入的是CHOH，根据化3合价的变化写出电极反应式。【详解】若C为稀HSO溶液，电流表指针发生偏转，B极电极材料为Fe且作负极，A电极为正极，24电极材料为较铁不活泼的金属或非金属，发生还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应方程式为：2H+2e-=H2f；由原电池的总反应可知，反应一段时间后，溶液C的pH升高，酸性减弱；分析反应Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,将其拆分为两个半反应，分别为：Cu-2e-=Cu2+,2Fe3+2e-=2Fe2+,根据原电池原理，可知负极电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+，正极的电极反应式为:2Fe3+2e-=2Fe2+，正负极材料分别为：负极为