【推荐】专题4-2+化学电源（测）-2017-2018学年高二化学同步精品课堂（选修4）

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‎ ‎ ‎(测试时间：30分钟 满分 100分)‎ 姓名： 班级： 得分： ‎ 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)‎ ‎1．不久前，美国一个海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃﹣700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2+O2═2H2O，负极反应为H2+CO32﹣﹣2e﹣═H2O+CO2，则下列推断正确的是（ 　）‎ A．正极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣‎ B．放电时CO32﹣向负极移动 C．电池供应1mol水蒸气，转移电子4mol D．放电时正极发生氧化反应 ‎【答案】B ‎2．在铅蓄电池的充放电过程中，涉及不到的物质是 A．PbS B．PbO2 C．PbSO4 D．Pb ‎【答案】A ‎【解析】铅蓄电池中Pb是负极、PbO2是正极、硫酸是电解质，放电过程生成硫酸铅，故选A。‎ ‎3．甲醇燃料电池中，使用ZrO2/Y2O3固体电解质导电，下列有关说法正确的是 A．甲醇在电池的正极区通入，发生还原反应 B．若使用KOH溶液作电解质，可减少温室气体的排放 C．电池工作时，O2-可在电解质中自由移动 D．正极反应式为02+4e-＋2H2O=4OH-‎ ‎【答案】B ‎【解析】A．甲醇失去电子，在电池的负极区通入，发生氧化反应，A错误；B．若使用KOH溶液作电解质，可吸收二氧化碳生成碳酸钾，可减少温室气体的排放，B正确；C．电池工作时，O2-由正极移向负极，不能自由移动，C错误；D．由于是固体电解质，则正极反应式为O2+4e-=2O2-，D错误，答案选B。‎ ‎4．下列说法正确的是 A．铅蓄电池工作时，电解质溶液H2SO4的浓度不变 B．加水稀释0.1 mol·L－1CH3COOH溶液时，CH3COOH的电离程度增大，pH减小 C．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小 D．标准状况下，2.24 LCCl4含有的共价键数为0.4×6.02×1023个 ‎【答案】C ‎5．以熔融Na2CO3为电解质，H2和CO混合气为燃料的电池原理如下图所示。‎ 下列说法正确的是 A．b是电池的负极 B．a电极的反应为：CO＋CO32ˉ－2eˉ== 2CO2；H2＋CO32ˉ－2eˉ== H2O＋CO2‎ C．a电极上每消耗22.4L原料气，电池中转移电子数约为2╳6.02╳1023‎ D．a、b两极消耗的气体的物质的量之比是1︰1‎ ‎【答案】B ‎【解析】A、根据原电池的工作原理，通燃料的一极为负极，通空气或氧气的一极为正极，即a为负极，b为正极，故A错误；B、根据燃料电池的原理，电解质为熔融状态的 Na2CO3，因此a电极反应式为H2＋CO32－－2e－=H2O＋CO2、CO＋CO32－－2e－=2CO2，故B正确；C、题目中没有指明是否是标准状况，因此不能直接用22.4L·mol－1进行计算，故C错误；D、正极反应式为 O2＋2CO2＋4e－=2CO32－，根据得失电子数目守恒，即a、b两极消耗气体的物质的量之比为2：1，故D错误。‎ ‎6．Al—Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是 A．电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极 B．电池负极附近溶液pH升高 C．正极反应式为Ag2O+2e-＋H2O=2Ag+2OH-‎ D．负极会发生副反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑‎ ‎【答案】B ‎7．科研人员设想用如图所示装置生产硫酸，下列说法正确的是（ ）‎ A．a为正极，b为负极 B．生产过程中a电极质量减轻 C．电子从b极向a极移动 D．负极反应式为：SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+‎ ‎【答案】D ‎【解析】A．该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极、通入氧气的电极是正极，所以a是负极、b是正极，故A错误；B．a电极上电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，生成阴阳离子，所以a电极质量不变，故B错误；C．a是负极、b是正极，所以电子从a极流向b极，故C错误；D．负极上二氧化硫失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故D正确；故选D。‎ ‎8．下列有关电池的说法错误的是 A．燃料电池的能量转化率超过80%，远高于普通燃料过程的能量转化率 B．燃料电池需要通过燃烧实现发电 C．燃料电池废弃物排放少，运行噪音低，被誉为绿色发电站 D．废弃电池中的重金属和酸碱等物质严重污染环境，应回收利用，即可节约资源，又可保护环境 ‎【答案】B ‎9．燃料电池是一种新型电池。某氢氧燃料电池的基本反应是：‎ X极：O2（g）＋2H2O（l）＋4e－＝4OH－Y极：2H2（g）- 4e－＋4OH－＝4H2O（l）‎ 下列判断正确的是 A．该电池的电解质溶液为酸性 B．电池总反应为2H2 + O2 =2H2O C．X极是负极，发生氧化反应 D．电池工作一段时间后溶液PH增大 ‎【答案】B ‎【解析】A．Y电极有氢氧根参与，该电池的电解质溶液为碱性，A错误；B．根据正负价电 极反应式可知电池总反应为2H2 + O2 =2H2O，B正确；C．X极氧气得到电子，是正极，发生还原反应，C错误；D．电池工作一段时间后溶剂水增加，溶液pH减小，D错误，答案选B。‎ ‎10．以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．以甲烷为燃料，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池 B．A电极为电池正极，发生还原反应 C．B电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O D．若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L－1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为22.4L(标准状况下)‎ ‎【答案】D 二、非选择题(本题包括2小题，共40分)‎ ‎11．（I）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。‎ B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为_________________________，‎ 电解过程中Li+向 __________电极迁移（填“A”或“B”）。‎ ‎ (Ⅱ)如图为绿色电源“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图．b电极是________极。‎ 请写出负极的电极反应方程式：__________________‎ ‎【答案】 LiOH 2Cl-—2e-==Cl2↑ B 正 C2H6O-12e-+3H2O =2CO2+12H+‎ ‎12．甲醇是一种低碳能源，在全球能源危机和环境污染的背景下具有良好的发展前景。在催化剂作用下可用H2和CO合成甲醇，反应的化学方程式为 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)，三种物质的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）代表H2浓度变化的曲线为_______(填“a”、“b”或“c”)。‎ ‎（2）提出一条可以加快反应速率的措施：______________________________。‎ ‎（3）0〜4 min内，CH3OH的平均反应速率为_________________。‎ ‎（4）我国某高校化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。‎ ‎①该电池工作时，c口通入的物质为_____________，该电极为____(填“正极”或“负极”)。‎ ‎②该电池工作一段时间后,，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，消耗的氧气的体积为_____L(标准状况下)。‎ ‎【答案】 a 增大压强(或升高温度等其他合理答案） 0.15 mol • L-l • min-1 O2(或空气） 正极 6.72‎ ‎（3）根据图象CH3OH为生成物，即代表CH3OH浓度变化的曲线为b，则0-4 min内，CH3OH的平均反应速率===0.15mol/(L•min)，故答案为：0.15mol/(L•min)；‎ ‎ ‎