第二节化学电源知识点题库

锌﹣空气电池是一种新型的高校电池，其荷电量一般比同体积的锌锰电池大3倍以上．在碱性环境下，其总反应方程式为2Zn+2NaOH+O₂=2NaHZnO₂ ．下列说法正确的是（）

A . 该电池的负极反应方程式为Zn﹣2e^﹣+3OH^﹣=HZnO₂^﹣+H₂O B . 当负极减重65g时，正极消耗O₂的体积为11.2L C . 电池在放电过程中阳离子移向负极，阴离子移向正极 D . 随着放电过程进行，电池正极区域附近pH减小

某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：Li₁_﹣_xCoO₂+Li_xC₆═LiCoO₂+C₆（x＜1），下列关于该电池的说法不正确的是（）

A . 放电时，Li⁺在电解质中由负极向正极迁移 B . 放电时，负极的电极反应式为Li_xC₆﹣xe^﹣═xLi⁺+C₆ C . 充电时，若转移1mol e^﹣ ，石墨（C₆）电极将增重7x g D . 充电时，阳极的电极反应式为LiCoO₂﹣xe^﹣═Li₁_﹣_xCoO₂+xLi⁺

直接甲醇燃料电池（DMFC）有望取代传统电池，它主要由阴极极板、阳极极板和膜电极构成，其中膜电极包括质子膜、催化剂层和气体扩散层（如图）．下列关于DMFC工作原理的叙述正确的是（）

A . 通入O₂的电极反应式为：O₂+4e^﹣+2H₂O═4OH^﹣ B . 电池内部H⁺由正极渗过交换膜向负极移动 C . 甲醇在正极发生反应，电流经过外电路流向负极 D . 注入CH₃OH的电极反应式为：CH₃OH+H₂O﹣6e^﹣═CO₂+6H⁺

如图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图．下列说法不正确的是（）

A . 该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大 B . 工作时处电路电子流向为X→Y C . 检测结束后，X极区的pH增大 D . 电池总反应为2CH₃CH₂OH+O₂═2CH₃CHO+2H₂O

甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455kJ/mol，甲醚可作燃料电池的燃料．

（1）已知H₂（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8kJ•mol^﹣¹、393.5kJ•mol^﹣¹；计算反应
4C（s）+6H₂（g）+O₂（g）═2CH₃OCH₃（g）的反应热为；
（2）工业上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反应如下：
6H₂（g）+2CO₂（g）⇌CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H＜0
①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是（选填编号，注意大小写）
a．c（H₂）与c（H₂O）的比值保持不变
b．单位时间内有2mol H₂消耗时有1mol H₂O生成
c．容器中气体密度不再改变
d．容器中气体压强不再改变
②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH₃OCH₃的产率将（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将；
（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池的负极反应式为；
（4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象；当燃料电池消耗2.8LO₂（标准状况下）时，计算此时：NaCl溶液的pH=（假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）．

固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆﹣氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O²^﹣）在其间通过．该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，下列判断正确的是（）

A . 有O₂参加反应的a极为电池的负极 B . b极的电极反应式为H₂+O²^﹣﹣2e^﹣═H₂O C . a极对应的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^﹣═4OH^﹣ D . 氧化锆的作用是让电子在电池内部通过

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应．

（1）工业上由金红石（含TiO₂大于96%）为原料生产钛的流程如下：
①沸腾氯化炉中发生的主要反应为：．
②已知：Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）△H=a kJ•mol^﹣¹；2Na（s）+Cl₂（g）=2NaCl（s）△H=b kJ•mol^﹣¹；Na（s）=Na（l）△H=c kJ•mol^﹣¹；则：TiCl₄（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）△H=kJ•mol^﹣¹ ．
（2） TiO₂直接电解法生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示，二氧化钛电极连接电源极，该极电极反应为：．但此法会产生有毒气体，为减少对环境的污染，在电池中加入固体氧离子隔膜（氧离子能顺利通过），将两极产物隔开，再将石墨改为金属陶瓷电极，并通入一种无毒的还原性气体，该气体是．
（3）海绵钛可用碘提纯，原理为：，下列说法正确的是．

A . 该反应正反应的△H＞0 B . 在不同温度区域，TiI₄的量保持不变 C . 在提纯过程中，I₂的作用是将粗钛从低温区转移到高温区 D . 在提纯过程中，I₂可循环利用．

CH₃OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料．

（1）已知CH₃OH（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）⇌CO₂（g）+2H₂（g）能量变化如图，下列说法正确的是

A . CH₃OH转变成H₂的过程是一个吸收能量的过程 B . H₂的生成速率与CH₃OH的消耗速率之比为1：2 C . 化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化 D . 1mol H﹣O键断裂的同时2mol C=O键断裂，则反应达最大限度
（2）某温度下，将5molCH₃OH和2molO₂充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c（O₂）=0.2mol•L^﹣1 ， 4min内平均反应速度v（H₂）=，则CH₃OH的转化率为．
（3） CH₃OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH（电解质溶液）构成．则下列说法正确的是．

A . 电池放电时通入空气的电极为负极 B . 电池放电时负极的电极反应式为CH₃OH﹣6e^﹣═CO₂↑+2H₂O C . 电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱 D . 电池放电时每消耗6.4gCH₃OH转移1.2mol电子
（4）写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为．

固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O²^－)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。

下列判断正确的是( )

A . 有O₂参加反应的a极为电池的负极 B . 正极极的电极反应式为H₂－2e^－＋O²^－=H₂O C . a极对应的电极反应式为O₂＋2H₂O＋4e^－=4OH^－ D . 该电池的总反应式为2H₂＋O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O

铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )

A . 正极的电极反应式为：2H^＋＋2e^－=H₂↑ B . 此过程中还涉及反应：4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂=4Fe(OH)₃ C . 此过程中铜并不被腐蚀 D . 此过程中电子从Fe移向Cu

一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是（）

A . 气体X是氢气，电极E是阴极 B . H⁺由左室进入右室，发生还原反应 C . 该储氢过程就是C₆H₆与氢气反应过程 D . 电极D的电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂

用氟硼酸（HBF₄ ，属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb＋PbO₂＋4HBF₄

2Pb（BF₄）₂＋2H₂O；Pb（BF₄）₂为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是（）

A . 放电时的负极反应为：PbO₂＋4H^＋＋2e^－＝Pb²^＋＋2H₂O B . 充电时，当阳极质量增加23.9g时，溶液中有0.2mol电子通过 C . 放电时，正极区pH增大 D . 充电时，Pb电极与电源的正极相连

已知CuCl难溶于水。电解合成1，2一二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是（）

A . 阳极反应式：CuCl-e^-=Cu²⁺+Cl^- B . CuCl₂能将C₂H₄氧化为1，2-二氯乙烷 C . Ⅹ、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D . 该装置总反应为CH₂=CH₂+2H₂O+2NaCl $\text{[math]}$ H₂↑+2NaOH+ ClCH₂CH₂Cl

我国北方一些化工城市雨水pH=4，此时钢铁制品腐蚀的正极反应主要是（）

A . Fe -2e^-＝Fe²⁺ B . 2H₂O＋O₂＋4e^-＝4OH^- C . 2H⁺＋2e^-＝H₂↑ D . 4OH^—-4e^-＝2H₂O＋O₂↑

如右图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。若电解过程中共有0.02mol电子通过，正确的是（）

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A . 甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g B . 甲烧杯中B极上电极反应式4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑ C . 乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近先变红 D . 烧杯中C极上电极反应式为4H⁺+4e^-=2H₂↑

如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。

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请按要求回答相关问题：

（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是：。
（2）乙中X是交换膜，工作一段时间后若要恢复成原溶液，应。
（3）欲用丙装置给铜镀银，b应是（填化学式）。
（4）若乙池中的饱和氯化钠溶液换成一定量CuSO₄溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)₂后恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子数为mol。（忽略溶液体积的变化）
（5）通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（），其原理如图所示，A极的电极反应为。
（6）化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解NO₃^-的原理如图所示。

①Ag-Pt电极上的电极反应式为。

②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm_左-Δm_右)为g。

某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下，下列说法错误的是（）

A . A为电源正极 B . 阳极区溶液中发生的氧化还原反应为： $\text{[math]}$ +6Fe²⁺+14H⁺= 2Cr³⁺+6Fe³⁺+ 7H₂O C . 阴极区附近溶液pH降低 D . 若不考虑气体的溶解，当收集到H₂13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol $\text{[math]}$ 被还原

某新型电池的工作原理如图所示，已知电池放电时的反应为Na₁_﹣xMnO₂+Na_xC_n═NaMnO₂+nC（反应前后C的化合价不变）。下列说法错误的是（）

A . 电极M是电池的正极 B . 电池的负极发生反应Na﹣e^﹣═Na⁺ C . 电池工作时，Na⁺移向电极M D . 电池工作时，电流由电极M经负载流向电极N

某原电池装置如图所示，下列说法正确的是（）

A . Cu是负极 B . 电子由Cu棒经导线流向Fe棒 C . Cu棒上有气体放出 D . Fe棒处的电极反应为Fe－3e^－=Fe³⁺

氢气因燃值高、燃烧产物无污染，被公认为清洁能源。

（1）电解饱和食盐水可制取氢气，该反应的化学方程式为。
（2）金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理为：
Ⅰ. $\text{[math]}$
Ⅱ. $\text{[math]}$
一定条件下，金属锂每吸收标准状况下 $\text{[math]}$ ，最多可以释放出 $\text{[math]}$ L（标准状况下）。
（3）已知 $\text{[math]}$ 完全燃烧生成 $\text{[math]}$ ，放出245kJ能量。根据如图信息，计算a=。
（4）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，图为氢氧燃料电池的示意图。
①在导线中电子流动方向为(用a、b表示)。
②电极表面镀一层细小的铂粉，其目的是。
③该电池的负极反应式为 $\text{[math]}$ ，请写出正极反应式。
④假设该电池每发1度电(1度 $\text{[math]}$ )能生成450g水蒸气，则该电池的能量转化率为

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