高中化学化学电源新型电池试题

近几年科学家发明的一种新型可控电池——锂水电池，工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是

A．碳极发生的反应是：2H2O+2e^-＝H2↑+2OH^-

B．有机电解质和水溶液不可以互换区域

C．标况下产生22.4L的氢气时，正极消耗锂的质量为14g

D．该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气

下列说法中正确的是

A．镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池

B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池

C．化学电池的反应基础是氧化还原反应

D．铅蓄电池放电的时候正极是Pb负极是PbO2

金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如下，下列说法正确的是

A．放电时,空气极为负极

B．放电时，电池反应为：4Li+O2=2Li2O

C．有机电解液可以是乙醇等无水有机物

D．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液

有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是Y₂O₃－Na₂O，O^2－可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是

A．电极a的反应式为：CH4＋4O^2^－-8e^－=CO2＋2H2O

B．电极b是正极，O^2^－由电极a流向电极b

C．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极a流向电极b

D．当固体电解质中有1 mol O^2^－通过时，电子转移4 mol

化学镀铜废液中含有一定量的CuSO₄，任意排放会污染环境，利用电化学原理可对废液进行回收处理，装置如图，其中质子交换膜只允许H⁺通过。已知：①Cu²⁺+ HCHO + 3OH^－=Cu + HCOO^－+ 2H₂O；②还原性：HCHO > M(—种金属）> Cu。
下列说法正确的是

A．反应之前，应将含OH^－的HCHO溶液加人到装置的左侧

B．右侧发生的电极反应式：HCHO-2e^－+H2O=HCOO^－+3H^+

C．若将质子交换膜换成阴离子交换膜，放电过程中，大量的OH^－将向左侧迁移

D．放电一段时间后打开开关，移去质子交换膜，装置中可能会有红色固体、蓝色絮状物出现

电动汽车具有绿色、环保等优点，镍氢电池(NiMH)是电动汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金，电池中主要以KOH作电解液。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)₂+M=NiOOH+MH。下列有关镍氢电池的说法中正确的是

A．充电过程中OH^－离子从阳极向阴极迁移

B．充电过程中阴极的电极反应式：H2O+M+e^一=MH+OH^－，H2O中的H被M还原

C．电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH+H2O+e^－= Ni(OH)2+OH^－

D．电池放电过程中，负极附近的溶液pH增大

全固态锂硫电池是一种新型电池，其能且密度约为一般电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍，且成本更低廉．已知锂硫电池的总反应为2Li+SLi₂S，用此电池作电源电解足量的AgNO₃溶液，其工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是

A．乙池溶液中的NO3^一移向铁电极

B．乙池石墨电极反应式为Ag^++e^－=Ag

C．甲池充电时，锂电极发生氧化反应

D．甲池中消耗14g锂，乙池中产生11.2L氧气《标准状况下）

水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点成为当前电池研究领域的热点。以钒酸钠（NaV₃O₈）为正极材料的电极反应式为：NaV₃O₈+xLi⁺+xe^－= NaLi_xV₃O₈，则下列说法不正确的是

A．放电时，负极的电极反应式：Li－e^－Li^+

B．充电过程中Li^＋从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8－xe^－=NaV3O8+xLi^+，NaLixV3O8中钒的化合价发生变化

D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质

以硼氢化合物NaBH₄（B元素的化合价为+3价）和H₂O₂作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO₂，其工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．电池放电时Na^+从b极区移向a极区

B．该电池的负极反应为：BH4^－+8OH^－－8e^－===BO2^－+6H2O

C．电极a采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用

D．每消耗3 mol H2O2，转移的电子为3 mol

高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应式为3Zn＋2K₂FeO₄＋8H₂O===3Zn(OH)₂＋2Fe(OH)₃＋4KOH。下列叙述正确的是

A．放电时，负极反应式为3Zn－6e^－＋6OH^－===3Zn(OH)2

B．放电时，正极区溶液的pH减小

C．充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe(OH)3被还原

D．充电时，电池的锌电极接电源的正极

铅蓄电池的工作原理为：Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄====2PbSO₄ + 2H₂O
研读下图，下列判断不正确的是

A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4 + 2H2O－2e^-^－==== PbO2 + 4H^+ +SO

B．当电路中转移0.2mol电子时，I中消耗的 H2SO4为0.2 mol

C．K闭合时，II中SO向c电极迁移

D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极

(13分)有A、B、C、D、E、F、G、H八种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A原子的核外电子数与电子层数相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，A、E同主族，F的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，B、G同族，H的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍。请回答下列问题：
（1）H元素在周期表中属于    区。G的基态原子电子排布式为    CD₂中C的杂化类型是___________
（2）下列说法不正确的是    。
a．B₂A₂分子中含有σ键和π键
b．B₂A₂分子的沸点明显低于A₂D₂分子
c．A₂D₂分子的空间构型为直线形
d．B、C、D的电负性由大到小的顺序为D>C>B
e．B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为D>C>B
f．H²⁺能与BD分子形成[H(BD)₄]^2+，其原因是BD分子中含有空轨道
g.B和G的单质能形成相同类型的晶体，其熔点B > G
（3）由B、F、H三种元素形成的一种具有超导性的晶体，B位于F和H原子紧密堆积所形成的空隙当中。晶胞如图所示,该晶体的化学式为___________

（4）CD₂、D₂和熔融ECD₃可制作燃料电池，其原理如下图所示。该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，石墨Ⅰ电极反应式为___________

新一代锂电池的反应为: FePO₄ + LiLiFePO₄该电池可用于电动汽车，其以含 Li⁺的导电固体为电解质。下列有关LiFePO₄ 电池说法正确的是

A．放电时电池正极反应为: FePO4 + Li^++ e^- =LiFePO4

B．充电时LiFePO4只发生氧化反应不发生还原反应

C．充电过程中, 电池正极材料的质量增加

D．加入硫酸可以提高电解质的导电性

镁—次氯酸盐燃料电池具有比能量高、安全方便等优点，该电池主要工作原理如图所示，其正极反应为：ClO^－+ H₂O + 2e^－＝Cl^－+ 2OH^－，关于该电池的叙述正确的是

A．该电池中镁为负极，发生还原反应

B．电池工作时，OH^－向正极移动

C．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小

D．该电池的总反应为：Mg + ClO^－+ H2O＝Mg(OH)2↓+ Cl^－

甲醇来源丰富，价格低廉，是一种重要的化工原料，有着非常重要、广泛的用途。工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热的条件下生产甲醇，其热化学方程式为：
2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)   ΔH=-90.8kJ/mol。
（1）该反应的平衡常数表达式为：K=      ，如升高温度，K值将     （填：增大、减小或不变）。
（2）以下各项不能说明该反应达到平衡状态的是            .
A、混合气体的密度保持不变         B、甲醇的质量分数保持不变
C、CO的浓度保持不变              D、2v_逆(H₂)=v_正(CH₃OH)
（3）在210⁰C、240⁰C和270⁰C三种不同温度、2L恒容密闭容器中研究合成甲醇的规律。

上图是上述三种温度下不同的H₂和C0的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是       。由起始达到a点所需时间为5min，则H₂的反应速率      mol/(L·min)。
（4）某兴趣小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时，正极是     极（填“a”或 “b”）；
②该电池负极反应的离子方程式为                                    。