2020届一轮复习人教版原电池化学电源作业(1)

2020届一轮复习人教版原电池化学电源作业(1)

原电池 化学电源 一、选择题 ‎1、某锂离子电池工作原理如下图所示,电池反应为:Li1-xCoO2+LixC =LiCoO2+C。下列说法不正确的是(   )  ‎ A.放电时,电子从b极经用电器流向a极 B.放电时,若转移1mol e-,碳材料将增重‎7g C.充电时,锂离子通过隔膜进入右室 D.充电时,a极反应:LiCoO2-xe-= Li1-xCoO2+xLi+‎ ‎2、如图是一种锂钒氧化物热电池装置,电池总反应为xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8。工作时,需先引发铁和氯酸钾反应使共晶体熔化,下列说法不正确的是(   )‎ A.组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行 B.整个过程的能量转化涉及化学能转化为热能和电能 C.放电时LiV3O8电极反应为:xLi++LiV3O8-xe-=Li1+xV3O8 D.充电时Cl-移向LiV3O8电极 ‎3、国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li+电池体系,该体系征集采用含有I-、Li+的水溶液,负极采用固体有机聚合物,电解质溶液采用LiNO3溶液,聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如图)。已知:I-+I2=,则下列有关判断正确的是(   )‎ A.图甲是原电池工作原理图,图乙是电池充电原理图 B.放电时,正极液态电解质溶液的颜色变浅 C.充电时,Li+从右向左通过聚合物离子交换膜 D.放电时,负极的电极反应式为:‎ ‎4、一种突破传统电池设计理念的镁—锑液态金属储能电池工作原理如下图所示,该电池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法不正确的是(   )‎ A.放电时,Mg(液)层的质量减小 B.放电时.正极反应为:Mg2++2e-=Mg C.该电池充电时,Mg-Sb(液)层发生还原反应 D.该电池充电时,Cl-有向下层移动的趋势 ‎5、关于下列各装置图的叙述中,不正确的是(   )‎ A.用装置①精炼铜,则极为粗铜,电解质溶液为溶液 B.装置②的总反应是 C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连 D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀 ‎6、LiFePO4电池广泛用于电动车。电池反:Li+FePO4LiFePO4 电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。下列说法正确的是(   )‎ 选项 放电过程 充电过程 A Li+向电池的正极迁移 化学能转化成电能 B 可以加入磷酸以提高电解质的导电率 阳极的电极反应式为LiFePO4-e-=FePO4+Li+‎ C 若正极增加‎7g,则有NA个电子经电解质由负极流向正极 阳极材料的质量不断减少 D 若有n mol的Li+迁移,则理论上负极失去n mol电子 阴极的电极反应式为Li++e-=Li A.A          B.B          C.C          D.D ‎7、已知高能锂离子电池的总反应式为2Li+FeSFe+Li2S,LiPF6·SO(CH3)2为电解质,用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法不正确的是(   )‎ A.电极Y应为Li B.电解过程中,b中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小 C.X极反应式为FeS+2Li++2e-Fe+Li2S D.若将图中阳离子膜去掉,将a、b两室合并,则电解反应总方程式发生改变 ‎8、利用食盐水制取的工业流程如图所示, 装置①中的反应:,装置②中的反应: .下列关于该流程说法不正确的是(   )‎ A.该流程中、都可以循环利用 B.装置①中是阴极产物 C.装置②发生的反应中,是氧化产物,是还原产物 D.为了使完全转化为,需要向装置③中补充 ‎9、一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如下图所示,下列说法不正确的是(   ) ‎ A.X极为电池的负极 B.电池工作时,光能转变为电能 C.电池工作时,Y极上发生还原反应 D.电池的电解质溶液中I-和的浓度不断减少 ‎10、电解硫酸钠溶液生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,以下说法正确的是(   )‎ A.a极与电源的负极相连 B.a电极反应式:2H2O+2e-H2↑+2OH- C.离子交换膜d为阴离子交换膜(允许阴离子通过) D.产物丙为硫酸溶液 ‎11、下列装置图及有关说法正确的是(   )‎ A.装置①中键闭合时,片刻后溶液中增大 B.装置①中键闭合时,片刻后可观察到滤纸点变红色 C.装置②中铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只闭合只闭合只闭合都断开 D.装置③中当铁制品上析出1.6铜时,电源负极输出的电子数为0.025‎ ‎12、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是(   )‎ A.通电后中间隔室的离子向正极迁移,正极区溶液pH增大 B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C.负极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成 ‎13、用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法中正确的是(   )‎ A.燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH- B.a极为阳极,b极为阴极 C.左侧装置能将化学能转化为电能,右侧装置能将电能转化为化学能 D.a、b两极均是石墨时,a极上产生的O2与电池中消耗的H2体积比(相同条件下)为2:1‎ 二、非选择题 ‎14、燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。‎ ‎⑴用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。‎ 已知:‎ ‎①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH= -574kJ•mol-1    ‎ ‎②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH= -1160kJ•mol-1    ‎ ‎③H2O(g) = H2O(l)   ΔH= -44kJ•mol-1                            ‎ 则CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=__________kJ/mol ‎⑵ 某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:‎ 反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH1 = -200.9kJ•mol-1   = 3.2kJ•mol-1‎ 反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g)SO3(g)+O2(g)  ΔH2 = -241.6kJ•mol-1  = 58 kJ•mol-1‎ 已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g)  3O2(g)。‎ 请回答:‎ 其它条件不变,每次向容积为‎2L的反应器中充入含1.0mol NO、1.0mol SO2的模拟烟气和2.0mol O3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示 ‎①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因___________________________________。‎ ‎②下列说法正确的是_________。‎ A.P点一定为平衡状态点 B.温度高于‎200℃‎后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零 C.其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率 ‎③假设‎100℃‎时P、Q均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,NO的平均反应速率为____________;反应Ⅱ在此时的平衡常数为________。‎ ‎⑶用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能: ‎ ‎①M极发生的电极反应式为_____________________。 ‎ ‎②当外电路通过0.2mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量________(填“增大”或“减小”)________克。‎ ‎15、某小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色间体,溶液呈黄色。‎ ‎⑴检验产物 ‎①取出少量黑色固体,洗涤后,__________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag ‎②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有__________‎ ‎⑵针对"溶液呈黄色",甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是__________(用离子方程式表示),针对两 种观点继续实验: ①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:‎ 序号 取样时间/min 现象 i ‎3‎ 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 ii ‎30‎ 产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深 iii ‎120‎ 产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅 ‎(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)‎ ‎②对Fe3+产生的原因作出如下假设:‎ 假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;‎ 假设b:空气中存在O2,由于__________(用离子方程式表示),可产生Fe3+;‎ 假设c:酸性溶液中的;具有氧化性,可产生Fe3+;‎ 假设d:根据__________现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+‎ ‎③下述实验I可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因,实验II可证实假设d成立 实验I:向硝酸酸化的__________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色 实验II:装置如下图。其中甲溶液是__________,操作及现象是__________‎ ‎⑶根据实验现象,结合方程式推测实验i~iii中Fe3+浓度变化的原因:__________‎ 答案及解析 ‎1答案：B ‎2答案：C 解析：A、Li是活泼的金属,因此组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行,A正确;B、整个过程的能量转化涉及化学能转化为电能以及化学能和热能之间的转化,B正确;C、放电时正极发生得电子的还原反应,即正极反应式为xLi++LiV3O8+xe-=Li1+xV3O8,C错误;D、放电时Cl‾移向负极,移向锂电极,因此充电时Cl‾移向LiV3O8电极,D正确,答案选C。‎ ‎3答案：B ‎4答案：C ‎5答案：B 解析：装置②中总反应是 ‎6答案：D ‎7答案：B 解析：电解含镍酸性废水并得到单质Ni,则Ni2+在阴极发生还原反应生成Ni,故镀镍铁棒为阴极,电极Y为负极,应为Li电极,A正确;碳棒作电解池的阳极,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2,为保持电中性,a室中Na+透过阳离子膜进入b室,c室中Cl-透过阴离子膜进入b 室,故b室中NaCl溶液的浓度增大,B错误;Y电极(负极)的电极反应式为2Li-2e-2Li+,用电池总反应式减去Y电极(负极)的电极反应式即可得X极(正极)的电极反应式:FeS+2Li++2e-Fe+Li2S,C正确;将图中阳离子膜去掉,将a、b两室合并,由于Cl-要优于OH-在碳棒(阳极)上放电,则阳极上产生Cl2,电解反应总反应式发生改变,D正确。‎ ‎8答案：C ‎9答案：D ‎10答案：D ‎11答案：B 解析：A项,K闭合时,左边Zn电极为负极,则Cl-移向ZnSO4溶液,A项错误。‎ B项,a为阴极,b为阳极,在阴极上发生反应2H2O+2e-H2↑+2OH-,则a点附近溶液呈碱性,溶液变红,B项正确。‎ C项,只闭合K1铁作阳极,加速腐浊,只闭合K2铁作阴极,被保护,只闭合K3铁作负极,加速腐蚀,则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是:只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2,C项错误.‎ D项,根据电子守恒可知,负极输出的电子数为,D项错误。‎ ‎12答案：B ‎13答案：BC 解析：燃料电池工作时,正极反应为O2+4H++4e-2H2O,A项错误;a极与燃料电池的正极相连,为阳极,则b极为阴极,B项正确;左侧是燃料电池,右侧为电解装置,C项正确;a、b两极均是石墨时,根据电子守恒,a极上产生Cl2与电池中消耗的H2体积比为1:1,D项错误。‎ ‎14答案：⑴-955; ‎ ‎⑵①反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,相同条件下更易发生反应②BC③ 0.0425mol/(L·min);0.96 ⑶①SO2+2H2O-2e- =+4H+②增大;6.2‎ ‎15答案：‎ ‎⑴①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 ‎②Fe2+ ⑵2Fe3++Fe3Fe2+‎ ‎②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O;   加入KSCN溶液后产生白色沉淀 ‎③0.05mol·L-1 NaNO3, FeSO4溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深 ⑶溶液中存在反应:①2Ag++FeFe2++2Ag ‎②Ag++Fe2+Fe3++Ag ‎③Fe+2Fe3+3Fe2+;  反应开始时,c(Ag+)大,以反应①、②为主,c(Fe3+)增大。约30min后,c(Ag+)小,以反应③为主, c(Fe3+)减小 解析：⑴黑色固体中含有过量铁,如果同时含有银,则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而银不能溶解。K3[Fe(CN)3]是检验Fe2+的试剂,所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+。 ⑵③要证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因,需将原实验中的溶液换成c(H+)、c()分别相同,但不含Ag+的溶液,可选硝酸酸化的0.05mol·L-1 NaNO3,溶液(pH≈2),通过向上层清液中滴加KSCN溶液后的现象差异进行验证。实验II中甲溶液是FeSO4溶液,电极反应为:负极Fe2+-e-Fe3+,正极Ag++e-Ag,—段时间后检验Fe3+的存在及浓度,即可得出Ag+能将Fe2+氧化成Fe3+的结论 ‎ ‎⑶由于存在过量铁粉,溶液中存在的反应有①Fe+2Ag+Fe2++2Ag,反应生成的Fe2+能够被Ag+氧化发生反应②Ag++Fe2+Ag+Fe3+,③生成的Fe3+与过量铁粉发生反应③Fe+2Fe3+3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应①②为主,c(Fe3+)增大。约30min后,c(Ag+)小,以反应③为主,c(Fe3+)减小。‎