高中化学化学电源新型电池试题

铅蓄电池的工作原理为：

研读左图，下列判断不正确的是

A．	K闭合时，d电极反应式：
B．	当电路中转移0.2 电子时，Ⅰ中消耗 为0.2
C．	闭合时，Ⅱ中 向 电极迁移
D．	闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池， 电极为正极

右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆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：

（激发态）



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I^-和I3^-的浓度不会减少

根据右图回答，下列说法不正确的是：

A．此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变

B．燃料电池中正极反应为O2＋4e^－＋4H^＋＝2H2O

C．若a为粗铜，b为纯铜，该装置可用于粗铜的精炼

D．电子经导线流入a电极

近年来，科学家研制了一种新型的乙醇电池，它用酸性电解质（H⁺）作溶剂。电池总反应为：C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O，下列说法不正确的是

A．乙醇在电池的负极上参加反应	B．1mol CH3CH2OH被氧化转移6mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极	D．电池正极的电极反应为4H^++O2+4e^—→2H2O

近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。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。
   
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C₈H₁₈计)和氧气充分反应，每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_________________________________。
(2)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KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式是:
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将_______(填“增大”、“不变”或“减小”)，该电极的电极反应式为_________________。
(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过如下反应降低其浓度：
CO(g)+1/2O₂(g) CO₂(g)。一定温度下达平衡时是一个常数。
①某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。   

容器编号	c(CO)／mol·L^-1	c (O2)／mol·L^-1	c (CO2)／mol·L^-1	v(正)和v (逆) 比较
I	2.0×10^-4	4.0×10^-4	4.0×10^-2	v(正)=v(逆)
Ⅱ	3.0×10^-4	4.0×10^-4	5.0×10^-2

    ②相同温度下，某汽车尾气中CO、CO₂的浓度分别为1.0×10^-5mol·L^-1和1.0×10^-4mol·L^-1。若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充O₂并使其浓度保持为1.0×10^-4mol·L^-1，则最终尾气中CO的浓度为_________mol·L^-1。

下列说法正确的是                                                               （   ）

A．大量使用化石燃料，有利于“节能减排”

B．在使紫色石蕊试液变红的溶液中，Fe^2+、Mg^2+、、可以大量共存

C．1molNa2O2与H2O完全反应时转移的电子数为6．02×10^23个

D．碱性氢氧燃料电池工作时，负极反应为：==

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、
絮凝、杀菌、灭菌、去浊、脱色、除臭为一体的新
型、高效、绿色环保的多功能水处理剂。近十几年
来，我国对高铁酸钾在饮用水处理中的应用的研究
也不断深入，已取得可喜成果。比较理想的制备方
法是次氯酸盐氧化法：先向KOH溶液中通入足量
Cl₂制备次氯酸钾饱和溶液，再分次加入KOH固体，
得到次氯酸钾强碱性饱和溶液，加入三价铁盐，合成高铁酸钾。
（1）向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式：
①Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃；②                                   。
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）₃，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。将适量K₂Fe₂O₄溶液于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO^2-₄) =1.0mmol·L^-1试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO^2-₄)的变化，结果见下图。高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为   ，该反应的△H      0（填“>”“<”或“=”）。
（3）高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料，用它做成的电池能量高，放电电流大，能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：

 
3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O        3Zn（OH）₃+2Fe（OH）₃+4KOH
该电池放电时的负极反应式为          ，若外电路有5.418×10²²个电子通过，则正极有        g高铁酸钾参与反应。
（4）测定某K₂FeO₄溶液浓度的实验步骤如下：
步骤1：准确量取V mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中
步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO^-₂与FeO^2-₄反应生成Fe（OH）₃和CrO^2-₄
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO^2-₄转化为Cr₂O^2-₂，CrO^-₂转化为Cr³⁺，Fe（OH）₃转化为Fe²⁺
步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol·L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定至终点，消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液V₁mL。
①滴定时发生反应的离子方程式为                      。
②原溶液中K₂FeO₄的浓度为                  （用含字母的代数式表示）。

高铁电池的总反应为：
3Zn + 2K₂FeO₄ + 8H₂O3Zn(OH)₂ + 2Fe(OH)₃ + 4KOH
下列叙述错误的是                                                                                                 （   ）

A．放电时每转移6mol电子，负极有2mol K2FeO4被还原

B．充电时阴极反应为：Zn(OH)2 + 2e^—= Zn+ 2OH^—

C．放电时正极反应为：FeO+ 3e^—+ 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH^—

D．充电时Zn电极与外电源的负极相连

胶体燃料电池是电动车常用的四种蓄电池中的一种，该电池的总反应式为：
2PbSO₄ + 2H₂O Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄。下列说法正确的是

A．胶体能发生电泳是由于胶体带电

B．放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb- 2e^− = Pb^2+

C．这种电池达到使用寿命之后可以随意丢弃，不会造成环境污染

D．利用这种电池电解精炼铜，当阴极析出0.64g铜时，该蓄电池中消耗H2SO4 0.02mol

由硫可制得多硫化钠Na₂S_x，x的值一般为2~6。当x=2时，多硫化钠称为过硫化钠。
Ⅰ．过硫化钠加入盐酸中有硫沉淀析出，写出该反应的化学方程式            ，该反应的还原产物是          。
Ⅱ．某些多硫化钠可用于制作蓄电池。下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的原理图。
电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜只允许钠离子通过。电池充、放电的化学反应方程式为：


（1）电池中的左侧“电极”的电极名称是        （填“正极”或“负极”）。
（2）放电过程中钠离子从       （选“左到右”或“右到左”）通过离子交换膜。
（3）写出充电过程中阳极的电极反应式                                  。

肼（N₂H₄）—空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。电池总反应为：N₂H₄＋O₂＝N₂＋2H₂O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是

A．正极的电极反应式是：O2＋4H^＋＋4e^－==2H2O

B．溶液中阴离子向正极移动

C．负极的电极反应式是：N2H4＋4OH^－==4H2O＋N2↑＋4e^－

D．电解后电解质溶液的碱性增强

(14分)
（1）最早使用的化学电池是锌锰电池，即大家熟悉的干电池。这种电池在使用过程中，锌外壳会逐渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀。后来人们采用了什么方法将其改造成了防漏电池。请列举一种方法即可_____________。
这种电池还有一个缺点：即使不用，放置过久，也会失效，请说明失效的原因_________。
（2）为提高电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH₄Cl换成湿的KOH，并在构造上做了改进，制成了碱性锌锰电池。其总反应为：
Zn + 2MnO₂ + 2H₂O ="===" 2MnOOH + Zn(OH)₂
写出该电池正极反应式___________。电池工作时，电子流向   （填“正”或“负”）极。
（3）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是             。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为               。
（4）生产MnO₂另一种方法：以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰。流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si（16.72%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥–0.42	≥2.5	≥7	≥7

①硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式
为                              。
②加入MnS的目的是除去           杂质。

可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e^－＝4OH^－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH^－－3e^-＝Al(OH)3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

右图是水煤气(成分为CO、H₂)空气燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。下列叙述中正确的是                                                                      （   ）

A．A处通人的是空气，B处通人的是水煤气

B．a电极发生还原反应，b电极发生氧化反应

C．a电极的反应式包括：CO+4OH^－+2e^－=CO+2H2O

D．如用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下的水煤气2.24 L

某新型 “纸”电池以碳纳米管和金属锂作为两极，造纸用的纤维素在一种离子液体X中溶解并做成隔离膜，电池工作时的总反应为：xLi＋C（碳纳米管）Li_xC，下列有关说法正确的是

A．放电时Li^+由正极向负极移动

B．充电时的阳极反应为：LixC－xe^－＝C＋xLi^+

C．X可能为羧酸、醇等含活泼氢的有机物

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低