2020年高考化学《新型电池基础练习》专项复习及答案解析
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1、 2020 年高考化学年高考化学新型电池新型电池基础练习基础练习专项复习专项复习 一、单选题(本大题共 20 小题,共 40 分) 1. 发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一汽车上坡或加速时,电动机提供 推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗混 合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极, 储氢金属 以 M表示 为负极,碱液 主要为电解液镍氢电池充放电原理总反 应式为:下列有关混合动力车的判断正确的是 A. 在上坡或加速时,乙电极周围溶液的 pH 将减小 B. 在上坡或加速时,溶液中的向甲电极迁移 C. 在刹车和下坡时,甲电极的电
2、极反应式为: D. 在刹车和下坡时,乙电极增重 2. 某锂电池的电池总反应为 ,下列有关说法正确的是 A. 锂电极作电池负极,放电过程中发生还原反应 B. 1 mol 发生电极反应转移的电子数为 4 mol C. 电池的正极反应为 D. 组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行 3. 2010年 4 月中旬全球核安全峰会在华盛顿举行, 发展核电、 制裁核武器发展是会议 主题各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献下列有关电池的叙述正 确的是 A. 手机上用的锂离子电池属于一次电池 B. 锌锰干电池中,锌电极是负极 C. 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原 D. 太阳能电池的主要材料为二氧化硅
3、 4. 2019年 3 月,我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池,其原理如图所示。下 列说法不正确的是 A. 放电时 B电极反应式为: B. 放电时电解质储罐中离子总浓度增大 C. M 为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜 D. 充电时,A 极增重 65g时,C区增加离子数为 5. 下列说法正确的是 A. 光伏发电是将化学能转化为电能 B. 钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式是 C. 通过电解 NaCl水溶液的方法生产金属钠 D. 铅蓄电池的负极材料是 Pb,正极材料是 6. 新型锂一空气电池具有能量密度高的优点,有望成为新能源汽车的电源,其结构如 图所示,其中固体电解质只允许通过下列说法正确的是
4、A. 放电时,负极反应式: B. 放电时,当外电路中有转移时,水性电解液离子总数增加 C. 应用该电池电镀铜,阴极质量增加 64g,理沦上将消耗 D. 若把水性电解液换成固体氧化物电解质,则易引起正极材料碳孔堵塞 7. 图为氢氧燃料电池驱动 LED 发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是 A. 移向 b 极 B. 该装置将化学能最终转化为电能 C. a 处为电池负极,发生氧化反应 D. 通入的电极发生反应: 8. 科技工作者制造出厚度只有 l微米的超薄太阳能电池硅太阳能电池工作原理如图 所示: 9. 10. 下列有关判断错误的是 A. 硅原子最外层有 4 个电子 B. 太阳能电池是一种化学
5、电源 C. 太阳能电池实现了光能向电能的转化 D. B 电极为电源正极 11. 一种微生物燃料电池如下图所示,下列关于该电池的说法正确的是 12. A. a 电极反应式为 B. 电子流向为负载质子交换膜 C. 由右室通过质子交换膜进入左室 D. 当有 1mol电子转移时,正极产生气体 13. 环保、安全的铝 空气电池的工作原理如图所示,下列有关叙述错误的是 14. A. NaCl 的作用是增强溶液的导电性 B. 正极的电极反应式为 C. 电池工作过程中,电解质溶液的 pH不断增大 D. 用该电池作电源电解 KI溶液制取 1 mol ,消耗铝电极的质量为 54 g 15. 锂碘电池可用于心脏起搏
6、器的电源该电池反应为: 16. 已知: 17. 18. 下列结论中,不正确的是 A. 电池反应 B. 电池正极反应 C. 当有 14gLi消耗时,理论上会释放 2mol 的电量 D. 该电池放电完毕电池的总质量保持不变 19. 锂硫电池是一种非常有前景的锂电池。一种锂硫电池的电池反应式为: 下列说法正确的是 A. 正极材料是金属锂 B. 电池工作时,电解质中的由正极移向负极 C. 由于硫的绝缘性,所以锂硫电池的硏发集中在有机硫化物材料或硫碳复合材料 D. 硫是一种对环境友好的元素,所以该电池不会对环境造成影响,废电池可以随 意乱扔 20. 电池可用作水下动力电源,其原理如图所示,电池工作时,下
7、列说法错 误的是 21. A. 电子由 Al电极通过外电路流向电极 B. 电池负极附近溶液 pH升高 C. 正极反应式为: D. 负极会发生副反应: 22. 2013年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述正确的 是 23. A. 充电时,a为阴极 B. 充电时,溶液中从 b向 a迁移 C. 电池放电时负极反应为 D. 利用该电池电解水,消耗锂 14 g可生成气体 L 24. 下列电池中不属于充电电池的是 A. 普通干电池 B. 对讲机镍镉电池 C. 汽车铅蓄电池 D. 手机锂离子电池 25. 如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料 涂 覆
8、在纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应 为: 26. 27. 激发态 28. 29. 30. 31. 下列关于该电池叙述错误的是: A. 电池工作时,是将太阳能转化为电能 B. 电池工作时,离子在镀铂导电玻璃电极上放电 C. 电池中镀铂导电玻璃为正极 D. 电池的电解质溶液中和的浓度不会减少 32. 锂 碘电池可用来为心脏起能源,其电池反应可简化为:。下列有关 说法正确的是 A. 发生氧化反应 B. 碘电极为该电池的负极 C. 正极反应为: D. 该电池放电时化学能转化为电能 33. 人造地球卫星用到的一种高能电池-银锌蓄电池,其电极反应为: ;据此判断,氧 化银是
9、A. 正极,被还原 B. 正极,被氧化 C. 负极,被还原 D. 负极,被氧化 34. 一种全天候太阳能电化学电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 该电池能将太阳能转化为化学能和电能 B. 光照时,a 极周围 pH减小 C. 光照时,由 a极室透过质子膜进入 b极室 D. 光照时,a极的电极反应式为 35. 金属空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 金属 M作电池负极 B. 电解质是熔融的 MO C. 正极的电极反应: D. 电池反应: 二、简答题(本大题共 4 小题,共 60 分) 36. 二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题,请根据要求回到下列问 题
10、: 37. 38. 研究表明,利用太阳能可以将 分解制收炭黑,其原理如图 1所示,制取炭黑 的化学反应方程式是_; 39. 已知: 40. 41. 则过程 2 的热化学方程式为_。 42. 一定温度下,在密闭容器中进行反应 ,下列说法正确的是_ 填字母 序号 43. A.当反应容器中压强不变时,反应达到平衡状态 44. B.升产温度,加快反应速率, 的转化率增大 45. C.增大 的浓度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大 46. D.平衡时 CO、 的体积分数一定相等 47. 在 2L恒容密闭容器中充入 和 nmol ,在一定条件下发生反应, ,的转化率与温度、投料比 的关系如图 2所示。
11、48. 该反应的平衡常数衣达式为_,若 ,则 B点的 K_ 计算结果精 确至; 49. 若在 500K时,按 投料,在恒压下进行,达到平衡状态,此时的转化率 _ 填“ ”“ ”或“ ” ; 50. 某研究团队设计出一种新型太阳能电池,能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化 合物燃料。如图 3是通过 51. 和作用制备 的原理示意图。b电极的电极反应为_。 52. 海洋资源的开发与利用具有广阔的前景海水的 pH一般在之间某地海 水中主要离子的含量如下表: 成分 含量 9360 83 160 1100 16000 1200 118 海水显弱碱性的原因是 用离子方程式表示 :,该海水中的物质的量浓度 为
12、_ 电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图 1所示其 中阴 阳 离子交换膜只允许阴 阳 离子通过,电极均为惰性电极 开始时阳极的电极反应式为 _ 电解一段时间,极 填“阴”或“阳” 会产生水垢,其成份为 _ 填化学 式 淡水的出口为 a、b、c中的 _ 出口 海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力锂是制造化学 电源的重要原料,如电池某电极的工作原理如图 2所示: 该电池电解质为能传导 的固体材料上面图 1 中的小黑点表示 _ 填粒子 符号 ,充电时该电极反应式 为 _ 利用海洋资源可获得可用来制备高锰酸钾:将与 KOH 混合后 在空气中加热熔融,得到绿色的锰
13、酸钾,再利用氯气将锰酸钾氧化成高 锰酸钾该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为 _ 空气中氧 气的体积分数按计 53. 过氧化氢是用途很广的绿色氧化剂,它的水溶液俗称双氧水,常用于消毒、杀菌、 漂白等试回答下列问题: 54. 55. 写出在酸性条件下氧化氯化亚铁的离子反应方程式: _ 56. ,以及都可与酸作用生成过氧化氢,目前实验室制取过氧化氢 可通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用,过滤即可制得则上述最适合的过氧 化物是 _ 57. 甲酸钙广泛用于食品工业生产上, 实验室制取甲酸钙的方法之一是 将氢氧化钙和甲醛溶液依次加入到质量分数为的过氧化氢溶液中,则 该反应的化学方程式为 _
14、58. 过氧化氢比理论用量稍多,其目的是 _ 59. 反应温度最好控制在 ,温度不易过高,其主要原因是 _ 60. 如图 1 是硼氢化钠一过氧化氢燃料电池示意图该电池工作时,正极附近溶液 的 pH _ 填“增大”、“减小”或“不变” 61. 可消毒、漂白现称取 100g 的 晶体加热,实验结 果如图 2所示,则该晶体的组成为 _ 62. 近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量的空气吹入溶液中,再 把从溶液中提取出来,并使之与反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图 所示: 63. 64. 进入分解池的主要物质名称是_。 65. 在合成塔中的反应条件下,若有 4400g 与足量反应,生成气态的
15、和甲 醇,可放出的热量,写出该反应的热化学方程式_。 66. 该工艺中可以循环使用的原料是_。 67. 一定条件下,往 2L恒容密闭容器中充入 1mol 和 3mol ,发生上述合成甲 醇的反应,要加快反应速率并提高的转化率,可以采取下列_措施 选填序 号 68. 升温并加入催化剂 69. 降温并再加入 70. 恒容将生成的甲醇和水液化 71. 加压并将生成的水液化 72. 恒容再充入 1mol 和 73. 室温下,在吸收液碳酸钾溶液中加入适量醋酸调节溶液中 ,此 时溶液中的_。:, : 74. 科学家还研究了其它转化温室气体的方法, 利用下图所示装置可以将 转化为 气体燃料该装置工作时,N电
16、极的电极反应式为_;若反应开始前交换膜 两侧溶液质量相同,反应产生 lmol氧气时,膜两侧溶液质量差为_g。 75. 参考参考答案和解析答案和解析 1.【答案】C 【解析】解:A、混合动力车上坡或加速时,属于原电池的工作原理,电动机提供推动 力,是电池放电,由图转化关系可知,NiOOH转变为,电极反应式为 ,乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大,pH 将增 大,故 A 错误; B、放电过程为原电池,原电池工作时,溶液中的阳离子钾离子向,正极即乙电极迁移, 故 B 错误; C、在刹车和下坡时电池处于充电状态即电解池的工作原理,甲电极是阴极,氢离子发 生得电子发生还原反应,电极反应式为,故 C正确;
17、D、 在刹车和下坡时, 属于电解池的工作原理, 乙电极为阳极, 是氢氧化镍转化为 NiOOH 的过程,电极质量减轻,故 D 错误 故选 C A、放电过程为原电池,根据乙中的电极反应来分析 pH; B、放电过程为原电池,原电池工作时,溶液中的阳离子向正极迁移; C、电解池的阴极上水得电子发生还原反应; D、根据电解池的工作原理知识来回答 本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识, 注意平时知识的积累以及基础知识的掌 握,难度中等 2.【答案】D 【解析】【分析】 根据电池总反应可知,电池工作时,Li被氧化,为原电 池的负极,电池反应式为,被还原,为电池的正极,电极反应式为 ,由于 Li和都易与水
18、反应,电解池应为非水电解 质 本题考查化学电源新型电池,题目难度不大,注意把握电极反应式的书写,为解答该题 的关键,也是易错点,学习中注意把握电极反应式的书写方法 【解答】 解:锂电极作电池负极,放电过程中发生氧化反应,故 A错误; B.正极电极反应式为,发生反应时, 转移的电 子数为 2mol,故 B 错误; C.正极电极反应式为,题中电子数目错误,故 C 错误; D.由于 Li和都易与水反应,电解池必须在无水、无氧的条件下进行,故 D 正确。 故选:D。 3.【答案】B 【解析】解:手机上的锂离子电池可以充电、放电,属于二次电池,故 A 错误; B.锌锰干电池中锌失去电子发生氧化反应生成,
19、所以锌作负极,故 B 正确; C.氢氧燃料电池工作时,氢气在负极失电子被氧化,故 C错误; D.太阳能电池的主要材料为硅,光导纤维的主要材料是二氧化硅,故 D错误; 故选:B。 A.锂离子电池属于二次电池; B.锌锰干电池中,易失电子的锌作负极; C.氢氧燃料电池中,氢气在负极被氧化; D.太阳能电池的主要材料是硅 本题考查较综合,涉及原电池原理、太阳能电池等知识点,根据一次电池和二次电池的 判断方法、原电池正负极上发生的反应即可解答,难度不大 4.【答案】C 【解析】 解: 放电时, B电极为正极, 得到电子生成, 电极反应式为, 故 A 正确; B.放电时,左侧即负极,电极反应式为,所以储
20、罐中的离子总浓度增 大,故 B 正确; C.离子交换膜是防止正负极 、Zn接触发生自发电,负极区生成、正电荷增加,正 极区生成、负电荷增加,所以通过 M 膜进入负极,通过 N膜进入正极,所以 M 为阴离子交换膜,N 为阳离子交换膜,故 C 错误; D.充电时,A极反应式,A极增重 65g转移 2mol电子,所以 C区增加 、,离子总数为,故 D 正确; 故选:C。 由装置图可知,放电时,Zn 是负极,负极反应式为,石墨是正极,反 应式为,外电路中电流由正极经过导线流向负极,充电时,阳极反应式 为、阴极反应式为,据此分析解答。 本题考查化学电源新型电池,会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关
21、键,会正 确书写电极反应式,注意交换膜的特点,选项是 C为易错点,题目难度中等。 5.【答案】B 【解析】解:光伏发电是将光能转化为电能,不属于原电池原理,故 A错误; B.铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应,正极反应式为 ,故 B正确; C.工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶炼钠,如果电解氯化钠溶液时,阴极上氢离子放 电生成氢气而得不到 Na,故 C 错误; D.铅蓄电池的负极材料是 Pb,正极材料是,故 D 错误; 故选 B A.光伏发电是将光能转化为电能; B.铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应; C.工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶炼钠; D.铅蓄电池的负极材料是
22、 Pb,正极材料是 本题考查原电池原理、金属腐蚀与防护、金属冶炼等知识点,为高频考点,侧重考查学 生分析判断能力,明确原电池原理及金属性质是解本题关键,会根据金属活泼性强弱选 取金属的冶炼方法,难点是电极反应式的书写 6.【答案】D 【解析】解: 放电时,负极上 Li失电子得到,则负极反应式:,故 A 错误; B.当外电路中有转移时,水性电解质溶液中生成氢氧根离子为 1mol,同时 向 正极移动 1mol,则水性电解液离子总数增加,故 B错误; C.没有说明是否是标准状况,气体摩尔体积不知道,所以氧气的体积无法计算,故 C错 误; D.电解液换成固体氧化物电解质,则正极会生成,这样会引起碳孔堵
23、塞,不利于正 极空气的吸附,故 D 正确。 故选:D。 A.放电时,负极上 Li 失电子得到; B.水性电解质溶液中生成氢氧根离子,同时向正极移动; C.没有说明是否是标准状况,氧气的体积无法计算; D.电解液换成固体氧化物电解质,则正极会生成 本题考查了原电池有关知识,侧重于考查学生的综合运用能力,题目难度中等,注意基 础知识的积累掌握,掌握原电池中正负极上发生的反应为解答关键 7.【答案】C 【解析】解:根据 LED 发光二极管中电子移动方向知,b 是正极、a是负极, A.燃料电池中 a是负极,b是正极,原电池工作时,阴离子移向负极 a极,故 A错 误; B.原电池是将化学能转化为电能,电
24、能通过 LED 发光二极管,则电能最终转化为光能, 部分还转化为热能,故 B错误; C.通过以上分析知,a 为负极、b为正极,负极上氢气失电子发生氧化反应,故 C正确; D.负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为 ,故 D错误; 故选:C。 氢氧燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极、通入氧化剂氧气的电极是正极,电解质 溶液呈碱性,则负极上电极反应式为,正极电极反应式为 ,根据 LED 发光二极管中电子移动方向知,b 是正极、a是负 极,原电池工作时,阴离子移向负极 a,阳离子移向正极 b,电子由负极 a经过 LED 进 入正极 b,据此分析解答。 本题考查化学电源新型电池,为高考
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