高中化学化学电源新型电池试题

人工光合系统装置（如图）可实现以CO₂和H₂O合成CH₄。下列说法不正确的是

A．该装置为原电池，且铜为正极

B．电池工作时，H^+向Cu电极移动

C．GaN电极表面的电极反应式为：2H2O－4e^-=O2+4H^+

D．反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole^-

依据原电池原理，回答下列问题：

图（1）                          图（2）
（1）图（1）是依据氧化还原反应：Cu(s)＋2Fe^3＋(aq)＝Cu^2＋(aq)＋2Fe^2＋(aq)设计的原电池装置。
①电极X的材料为是             ；电极Y的材料为是           。
②Y电极发生的电极反应式为：                                。
（2）图（2）是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH₄和空气，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导阳极生成的O^2－离子(O₂＋4e^―→2O^2－)。
① c电极的名称为                    ②d电极上的电极反应式为                                   。

中国环境监测总站数据显示，颗粒物（PM2.5等）为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
Ⅰ．将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度 /mol．L^-1	4×10^-5	6×10^-5	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM2.5的酸碱性，试样的pH=_________。
Ⅱ．NO_x是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

①N₂（g）+O₂（g）2NO（g）△H＝________。
②当尾气中空气不足时，NO_x在催化转化器中被还原成N₂排出．写出NO被CO还原的化学方程式___。
2CO（g）═2C（s）+O₂（g），已知该反应的△H＞0，该设想不能实现，他的依据是_______。
Ⅲ．碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应___________________________。
②用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池．电池充放电时的总反应为：Ni（OH）₂+M  NiO（OH）+MH，电池放电时，负极电极反应式为：________________________。

液流电池是一种新型可充电的高性能蓄电池，其工作原理如下图。两边电解液存储罐盛放的电解液分别是含有V^3＋、V^2＋的混合液和VO₂^＋、VO^2＋酸性混合液，且两极电解液分开，各自循环。下列说法不正确的是（   ）

A．充电时阴极的电极反应是V^3++e^-=V^2+

B．放电时，VO2^＋作氧化剂，在正极被还原，V^2^＋做还原剂，在负极被氧化

C．若离子交换膜为质子交换膜，充电时当有1mol e^-发生转移时，左槽电解液的H^＋的物质的量增加了1mol

D．若离子交换膜为阴离子交换膜，放电时阴离子由左罐移向右罐

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^－

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:下列叙述不正确的是（   ）

A．放电时负极反应为：Zn－2e^－ ＋2OH^－= Zn(OH)2

B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e^－＋5OH^－= FeO4^2^－＋4H2O

C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强

可以将反应Zn+Br₂ = ZnBr₂设计成蓄电池，下列4个电极反应①Br₂ + 2e^－= 2Br^-
②2Br^- - 2e^－= Br₂   ③Zn – 2e^－= Zn²⁺   ④Zn²⁺ + 2e^－= Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（   ）

A．②和③

B．②和①

C．③和①

D．④和①

一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y₂O₃)的氧化锆(ZrO₂)晶体,在熔融状态下能传导O^2－。下列对该项燃料电池说法正确的是 ( )

A．在熔融电解质中，Ｏ^２－移向正极

B．电池总反应式是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+2 H2O+ 4e^－=4OH^－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e^-+13O^2^－==4CO2+5H2O

碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn＋2MnO₂＋2H₂O＝Zn(OH)₂＋2MnOOH，下列说法错误的是（ ）

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为：2MnO2＋2H2O＋2e^－＝2MnOOH＋2OH^－

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少6.5 g

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。

（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄（g），△H＜0；
利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是_______（填字母编号）。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，△H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v正[Ni(CO)4]=v正(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO₂将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫．
已知：CO(g)+ 1/2O₂(g)=CO₂(g) △H=-Q₁ kJ•mol^-1
S(s) +O₂(g) =SO₂(g) △H=-Q₂ kJ•mol^-1
则SO₂(g) +2CO(g) ="S(s)" +2CO₂(g) △H=________________；
（3）对于反应：2NO（g）+O₂═2NO₂（g），向某容器中充入10mol的NO和10mol的O₂，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下随温度变化的曲线（如图1）．
①比较P₁、P₂的大小关系_______________；
②700℃时，在压强为P₂时，假设容器为1L，则在该条件平衡常数的数值为_______(最简分数形式)；
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如图2所示．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______________；若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为________L。

短周期元素A、B、C、D、E，A为原子半径最小的元素，A、D同主族，D、E同周期，CE同主族且E的原子序数为C的原子序数的2倍，B为组成物质种类最多的元素。
（1）E离子的原子结构示意图__________________；
（2）分别由A、C、D、E四种元素组成的两种盐可相互反应得到气体，写出这个反应的离子方程式__________________；
（3）由A、B、C三种元素组成的物质X，式量为46，在一定条件下与C、D两种元素的单质均可反应．写出X与C单质在红热的铜丝存在时反应的化学方程式__________________；
（4）A、C、D三种元素组成的化合物Y中含有的化学键为_______________，B的最高价氧化物与等物质的量的Y溶液反应后，溶液显________（“酸”、“碱”或“中”）性，原因是________________；
（5）A的气体单质和C的气体单质可发生反应，在“神舟六号”飞船上使用了根据这反应设计的燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，电池负极反应为__________，使用这种电池的优点为_____________；

如图所示装置Ⅰ是一种可充电池，装置Ⅱ为电解池，离子交换膜只允许Na⁺通过，充放电的化学方程式为Na₂S₄+3NaBr2Na₂S₂+NaBr₃．闭合开关K时，b极附近先变红色．下列说法正确的是（ ）

A．负极反应为4Na-4e^-═4Na^+

B．闭合K后，b电极附近的pH变小

C．当有0.01mol Na^+通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112mL

D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性

已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池，铅蓄电池上的两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”，关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是

A．充电时作阳极，放电时作负极

B．充电时作阳极，放电时作正极

C．充电时作阴极，放电时作负极

D．充电时作阴极，放电时放正极

可用于电动车的铝—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

一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是

A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol 电子

B．电池工作时，CO3^2^－向电极B移动

C．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e^－=2CO3^2^－

D．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH^－－2e^－=2H2O