高考化学试题《常见的化学电源》典型例题 - 高考化学题库

高考化学试题《常见的化学电源》典型例题(八)

2021-02-18 07:09:37 【大中小】

1、选择题最新研制的一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池．下列有关此电池的叙述错误的是（　　）
A．正极电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．负极电极反应：CH3OH+8OH--6e-=C

O
2-3

+6H2O
C．电池在使用过程中电解质溶液的pH降低
D．当外电路通过0.6mol电子时，理论上消耗甲醇6.4g

参考答案：A．氧气在正极得电子被氧化生成OH-，电极反应式为O2+2H2O-4e-=4OH-，故A正确；
B．放电时，负极是甲醇发生失电子的氧化反应生成CO32-，电极反应式为CH3OH+8OH-=6H2O+CO32-+6e-，故B正确；
C．由正负极方程式可得电池总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，反应消耗OH-，溶液的pH降低，故C正确；
D．负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，当外电路通过0.6mol电子时，理论上消耗0.1mol甲醇，质量为3.2g，故D错误．
故选D．

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋2Pb2＋＋2H2O。下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是
A．充放电时，溶液中Pb2＋浓度保持不变
B．充放电时，溶液的导电能力变化不大
C．放电时的负极反应式为：Pb－2e－＝Pb2＋
D．充电时的阳极反应式为：Pb2＋＋4OH－＋2e－＝PbO2＋2H2O

参考答案：BC

本题解析：放电时为原电池原理：
负极反应为：Pb－2e－＝Pb2＋?正极反应为：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋＋2H2O
充电时为电解池原理：
阴极反应为：Pb2＋＋2e－＝Pb?阳极反应为：Pb2＋＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋
A．充电时，溶液中Pb2＋浓度增大，反之减小，排除
B．溶液中自由移动离子所带电荷不变，正确
C．正确
D．错误
答案为BC

本题难度：简单

3、选择题下图为普通锌锰电池（即“干电池”）的组成和结构示意图，其中MnO2的作用是吸收正极放出的H2，下列说法正确的是

[? ]
A．锌是正极，MnO2是负极
B．锌是负极，MnO2是正极
C．锌是正极，石墨是负极
D．锌是负极，石墨是正极

参考答案：D

本题解析：

本题难度：简单

4、填空题（15分）科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是?。（选填字母）
A．电解水
B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水
D．分解天然气

（2）用水分解获得氢气的能量变化如右图所示，表示使用催化剂是曲线?。该反应为?(放热还是吸热)反应

（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式：?。
（4）利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g)

?CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol－1
② 2CH3OH(g)

?CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
③ CO(g) + H2O(g)

?CO2(g) + H2(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol－1
总反应：3H2(g) + 3CO(g)

?CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝?
（5）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：

①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为?。
②上图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为
?L。
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式?。

参考答案：20．（15分)
（1）C?（2）b?吸热
（3）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H= －571.6 kJ·mol－1
（4）-246.4kJ· mol -1?（5）①O2+2H2O+4e－=4OH－?② 0.56?
（6）N2+6e-＋8H+=2NH4+?（(1)1分，其余每空2分）

本题解析：1、电解水消耗了大量的电力，锌和稀硫酸反应制得氢气量少，分解天然气也需要消耗大量的能源。?光解海水只需要太阳能就可以了既经济又环保。
2、使用催化剂能降低反应需要的能量，所以为b，生成物的能量高于反应物能量，所以反应为吸热反应。
4、总反应为2①+②+③,将反应热相加即可算出总反应的反应热。
5、氢氧燃料电池氧气在正极进行反应，O2+2H2O+4e－=4OH－?根据铜减少的质量可以计算出其转移的电子数，根据正极的反应式就可以算出消耗氧气的量。
6、正极为氮气反应式为N2+6e-＋8H+=2NH4+
点评：本题难度中等，主要考察了氢氧燃料电池的原理及运用，采用类比的思想更能迅速准确的解题。

本题难度：一般

5、选择题目前人们正研究开发一种高能电池-钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为：2Na＋xSNa2Sx，以下说法错误的是
[? ]
A．放电时，钠作负极，硫作正极
B．若此电池用作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生11.2L（标况）气体时，消耗金属钠23g
C．充电时，钠极与外电源的正极相连，硫极与外电源的负极相连
D．充电时，阳极发生的反应是：Sx2--2e-＝xS

参考答案：C

本题解析：

本题难度：一般

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