课时规范练21 化学能转化为电能——电池
一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.关于原电池的叙述正确的是( )
A.原电池工作时,电极上不一定都发生氧化或还原反应 B.某可充电电池充、放电时的总反应式为L
xNiO2+xLiLiNiO2,放电时此电池的负极材料是Li1-
NiO2
C.铅、银和盐酸构成的原电池工作时,铅板上有5.175 g铅溶解,正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出
D.在理论上可将反应CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0设计成原电池
2.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )
Ⅰ.碱性锌锰电池 Ⅱ.铅—硫酸蓄电池 Ⅲ.铜锌原电池 Ⅳ.银锌纽扣电池 A.Ⅰ所示电池工作中,MnO2的作用是催化剂 B.Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大 C.Ⅲ所示电池工作过程中,盐桥中K移向硫酸锌溶液
D.Ⅳ所示电池放电过程中,Ag2O是氧化剂,在电池工作过程中Ag2O被还原为Ag 3.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
+
A.电子通过盐桥从乙池流向甲池
B.用铜导线替换盐桥,原电池将能继续工作
C.开始时,银片上发生的反应是Ag-e
-
Ag
+
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
4.下面是4种燃料电池的工作原理示意图,其中正极的反应产物为水的是( )
5.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,下列与此原理有关的说法错误的是( )
A.正极反应为S
+5H2O+8e
-
HS+9OH
--
B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C.这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
6.利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法不正确的是( )
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀 B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁电极的反应为Fe-2eC.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀 D.若X为碳棒,开关K置于N处,铁电极的反应为2H+2e
+
--2+
Fe
H2↑
7.(2018广东汕头模拟)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.电子从b流出,经外电路流向a B.HS在硫氧化菌作用下转化为S
-
的反应是HS+4H2O-8e
--
S+9H
+
C.如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化
D.若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移,则有0.5 mol H通过质子交换膜
8.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8
8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是
( )
+
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e
+
-
3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多 二、非选择题(本题共3小题,共44分)
9.(14分)(1)如图所示,若溶液C为浓硝酸,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe,A电极材料为Cu,则B电极的电极反应式为 ,A电极的电极反应式
为 ;反应进行一段时间后溶液C的pH会 (填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2)我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水数分钟,就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是 (填化学名称),负极反应为 ;正极反应为 。
(3)熔融盐电池具有高的发电效率,因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650 ℃下工作的燃料电池,其负极反应式为2CO+2C
-4e
-
4CO2,则正极反应式为 ,电池总反应式
为 。
10.(15分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题: (1)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。 已知:①N2(g)+2O2(g)②N2H4(l)+O2(g)
N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·mol
-1-1
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2 kJ·mol
写出肼和N2O4反应的热化学方程式: 。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的电极反应式为 。
(3)科研人员开发出一种由甲醇和氧气构成,以强碱溶液作电解质溶液的新型手机电池,充一次电可供手机连续使用一个月,则通入甲醇的是 (填“正”或“负”)极,写出该电池的负极反应式: 。
(4)Zn-MnO2干电池应用广泛,电解质溶液是ZnCl2和NH4Cl的混合溶液。
①该电池的负极材料是 (填名称)。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。
②若ZnCl2和NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu,则会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。 ③MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阳极的电极反应式
为 。若电路中通过4 mol电子,标准状况下产生气体的物质的量为 。
11.(15分)SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
2+
(1)利用电化学原理将CO、SO2转化为重要的化工原料,装置如图所示: ①若A为CO,B为H2,C为CH3OH,则通入CO的一极为 极。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为 。 ③若A为NO2,B为O2,C为HNO3,则正极的电极反应式为 。 (2)某碳酸盐燃料电池,以一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,操作温度为650 ℃,在此温度下以镍为催化剂,以煤气(CO、H2的体积比为1∶1)直接做燃料,其工作原理如图所示。