高中化学化学电源新型电池试题

某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H₂＋O₂===2H₂O，正极反应为O₂＋2CO₂＋4e^－===2CO₃^2-，则下列推断正确的是

A．负极反应为H2＋2OH^－－2e^－===2H2O

B．该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性

C．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子

D．放电时负极有CO2生成

浙江大学成功研制出能在数分钟之内将电量充满的锂电池，其成本只有传统锂电池的一半。若电解液为LiAlCl₄-SOCl₂，电池的总反应为：4Li+2SOCl₂4LiCl+S+SO₂。下列说法正确的是：

A．充电时阳极反应式为：4Cl^－+S+SO2－4ｅ^－＝2SOCl2

B．电池的电解液可用LiCl水溶液代替

C．放电时电子从负极经电解液流向正极

D．该电池放电时，负极发生还原反应

如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，电解质是H₂SO₄溶液．已知放电时电池反应为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2﹣═2PbSO₄+2H₂O．下列有关说法正确的是

A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能

B．K与N相接时，Pb上发生反应为：Pb-2e^- = Pb^2+

C．K与M连接时，所用电源的a极为负极

D．K与M连接时，PbO2上发生反应为：PbO2+4e^_+4H^++SO4^2^﹣═PbSO4+2H2O

（1）某课外活动小组同学用图1装置进行实验，试回答下列问题：
      
图1                           图2
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的___________腐蚀。请写出正极反应式：           。
②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则N端是电源的__________极(填正或负)则总反应的离子方程式为______________________
（2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。
①制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)___________导出。通过阴离子交换膜的离子数________ (填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：_________________________

科学家设想以N₂和H₂为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是

A．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2+6e^-+8H^+=2NH4^+

B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸

C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极

D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl

写出下列电极方程式书写：
（1）酸性电解质的条件下氢氧燃料电池负极的电极方程式         ；正极的电极方程式     ；
（2）氢氧化钾做电解质条件下写出甲醇(CH₃OH)的燃料电池的负极的电极方程式                     ；正极的电极方程式             ；
（3）写出碱性锌锰原电池的负极的电极方程式              ；正极的电极方程式          ；
（4）写出铅蓄电池放电的负极的电极反应方程式                   ；

下列说法不正确的是

A．多孔碳可用氢氧燃料电池的电极材料

B．pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断

C．科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素

D．和CO2反应生成可降解聚合物n，该反应符合绿色化学的原则

[化学—选修2化学与技术]《科学》曾评出10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。海洋是化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有广阔的前景。人类把海水淡化，就可以得到大量的饮用水，常规蒸馏法，技术和工艺比较完备，但也存在较大缺陷，大量推广离子交换法和电渗析法。
（1）天然水在净化处理过程中加入明矾做混凝剂，其净水作用的原理是_________（用离子方程式表示）
（2）家庭用水可以用肥皂水检验其硬度，因为               。家用净水器中装有活性炭和阳离子交换树脂（NaR)，用过的阳离子交换树脂放入          中可再生。
（3）电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。

阳极的主要电极反应式是________。在阴极附近加入无色酚酞，看到的现象是___________________________。淡水的出口为________(填“a”“b”或“c”)。
（4）利用海水制得的食盐，制取纯碱的简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①滤出晶体C后，从滤液D中提取氯化铵有两种方法：
方法一、通入氨，冷却、加食盐，过滤；
方法二、不通氨，冷却、加食盐，过滤。
对两种方法的评价正确的是（选填编号）_____________。
a．方法一析出的氯化铵纯度更高          b．方法二析出的氯化铵纯度更高
c．方法一的滤液可直接循环使用          d．方法二的滤液可直接循环使用
②提取的NH₄Cl中含有少量Fe^2＋、SO₄^2―。将产品溶解，加入H₂O₂，加热至沸，再加入BaCl₂溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵。加热至沸的目的是___________。滤渣的主要成分是_______________、____________________。

微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。RFC的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是

A．当有0．1 mol电子转移时，a电极产生2．24 L H₂
B．b电极上发生的电极反应式为4H₂O＋4e^－===2H₂↑＋4OH^－
C．c电极上进行还原反应，B池中的H^＋可以通过隔膜进入A池
D．d电极上发生的电极反应式为O₂＋4H^＋＋4e^－===2H₂O

全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为：v³⁺+VO²⁺+H₂OVO₂⁺+2H⁺+V²⁺。下列叙述正确的是

A．充电时阳极附近溶液的酸性减弱

B．充电时阳极反应式为：VO2^++2H^++e^-=VO^2++H2O

C．放电过程中电解质溶液中阳离子移向负极

D．放电时每转移1mol电子，负极有1mol V^2+被氧化

某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag₂O，电解质溶液为KOH溶液。该电池的总反应是：Zn＋Ag₂O＝2Ag＋ZnO ，下列说法正确的是：

A．Zn极为负极，其电极反应为：Zn＋2OH^――2e^－＝ZnO＋H2O

B．Ag2O极为负极，其电极反应为：Ag2O＋H2O―2e^－＝2Ag＋2OH^―

C．电池放电过程中，负极周围溶液的pH不断增大

D．该电池用完后，可作为普通垃圾处理，因为它不会造成环境污染

Mg—H₂O₂电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是

A．Mg电极是该电池的正极

B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的pH增大

D．溶液中Cl^－向正极移动

甲醇－空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是(   )

A．H^＋从正极区通过交换膜移向负极区
B．负极的电极反应式为：CH₃OH(l)＋H₂O(l)－6e^－===CO₂(g)＋6H^＋
C．d导出的是CO₂
D．图中b、c加入的分别是O₂、甲醇

一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH₃CH₂OH－4e^－+H₂O=CH₃COOH+4H^＋。下列有关说法正确的是（  ）

A．检测时，电解质溶液中的H^＋向负极移动

B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O

D．正极上发生的反应是：O2+4e^－+2H2O=4OH^－