第二节化学电源知识点题库

常用的钮扣式银锌电池，放电时的电极反应式分别为：

Zn极：Zn+2OH^﹣﹣2e^﹣→Zn（OH）₂

Ag₂O极：Ag₂O+H₂O+2e^﹣→2Ag+2OH^﹣

则下列说法中不正确的是（　　）

A . 放电过程中OH^﹣物质的量不变 B . Zn为负极而Ag₂O为正极 C . 电解质溶液呈碱性 D . 电子从Ag₂O流出经用电器流入Zn极

近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过．其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

（1） Pt（a）电极反应式为
（2）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH₃OH有 mol
（3）下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是

燃煤能排放大量的CO、CO₂、SO₂ ， PM2.5(可入肺颗粒物)。污染跟冬季燃煤密切相关，SO₂ ． CO、CO₂也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。

（1）工业上可用CO₂和H₂反应合成甲醇。已知25℃、101 kPa下：
H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O (g) △H₁=－242kJ/mol
CH₃OH+3/2O₂(g) =CO₂(g)+2H₂O △H₂=－676kJ/mol
写出CO₂与H₂反应生成CH₃OH(g)与H₂O (g)的热化学方程式。
（2）工业上还可以通过下列反应制备甲醇：CO (g) +2H₂ (g) $\text{[math]}$ CH₃OH (g)。在一容积可变的密闭容器中充入l0molCO和20molH₂ ， CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是（填字母）。
a． H₂的消耗速率等于CH₃OH的生成速率的2倍
b.H₂的体积分数不再改变
c.体系中H₂的转化率和CO的转化率相等
d.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小P_AP_B（填“>”“<”或“=”）。
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 mol CO和20molH₂ ，则在平衡状态B时容器的体积V(B）=L。
（3） SO₂在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图：
①该电池的负极反应：；
②当甲中消耗2.24LO₂（标准状况）时，乙中a极增重g。

锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( )

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A . 正极反应为Zn－2e^－=Zn²^＋ B . 电池反应为Zn＋Cu²^＋=Zn²^＋＋Cu C . 盐桥中的K^＋移向ZnSO₄溶液 D . 在外电路中，电流从负极流向正极

氯化亚铜(CuCl，白色、易被氧化，K_sp=1.2×10^-6)广泛用作催化剂、脱臭剂、脱色剂等。工业上用初级铜矿粉(主要含Cu₂S、CuS、Fe₂O₃、FeO等)制备活性CuCl的流程如下：

（1）滤渣Ⅰ是Fe(OH)₃和单质硫的混合物，反应Ⅰ中Cu₂S参与反应的化学方程式为：Cu₂S+MnO₂+ H₂SO₄→CuSO₄ +S+MnSO₄ + H₂O(未配平)；氧化产物为：。
（2）除Mn²⁺时得MnCO₃沉淀，该反应的离子方程式为。

（3）已知：Cu(OH)₂可溶于氨水形成深蓝色溶液。Cu(OH)₂+4NH₃ $\text{[math]}$ [Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^－。蒸氨条件及蒸氨效果见下表：

序号	温度/℃	时间/min	压强/KPa	残液颜色
a	100	60	101.3	浅蓝色
b	100	40	74.6	几乎很浅
c	100	30	60.0	无色透明

由表中信息可知蒸氨的条件应选(填序号)，请用平衡移动原理解释选择该条件的原因是。

（4）反应Ⅱ的离子方程式。
（5）实验证明通过如图装置也可获得CuCl，现象为

阴极：产生无色气体；

阳极：有白色胶状沉淀生成且逐渐增多；

U形管底部：靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀。

①生成CuCl的电极反应式为。

②有同学提出：淡黄色沉淀可能是CuOH，以下是从资料中查阅到CuOH的有关信息，哪些可以支持该同学的说法。(填序号)

a.容易脱水变成红色的Cu₂O

B.CuOH是黄色或淡黄色固体，不溶于水

C.CuOH的K_sp=2×10^-15

D.易被氧化成Cu(OH)₂

铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述错误的是（）

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A . 正极反应为：Cu²⁺+2e^–= Cu B . 电池反应为：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺ +Cu C . 在外电路中，电子从负极流向正极 D . 盐桥中的K⁺移向ZnSO₄溶液

如图是我国科学家研制的一种新型化学电池，成功实现了废气的处理和能源的利用(H₂R和R都是有机物)。下列说法错误的是（）

A . 电池工作时，电子从电极b流出 B . 负极区，发生反应2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S+2H⁺ C . 电池工作时，负极区要保持呈酸性 D . 电路中每通过2mol电子，理论上可处理标准状况下H₂S22.4L

用如图所示装置进行实验(a、b电极均为Ag单质)，观察到了灵敏电流计指针发生偏转。下列说法正确的是（）

A . b极电极反应式为Ag–e^–= Ag⁺ B . 离子交换膜为阴离子交换膜 C . 去掉离子交换膜，电流表仍然有电流通过 D . 电流计指针不再偏转时，右边硝酸银溶液的物质的量浓度依然大于左边

如图装置所示，是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：

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（1）若电池B使用了亚氨基锂(Li₂NH)固体作为储氢材料，其储氢原理是：Li₂NH＋H₂=LiNH₂＋LiH，则下列说法中正确的是________。

A . Li₂NH中N的化合价是-1 B . 该反应中H₂既是氧化剂又是还原剂 C . Li^＋和H^-的离子半径相等 D . 此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
（2）在电池B工作时：
①若用固体Ca(HSO₄)₂为电解质传递H^＋，则电子由极流出，H^＋向极移动(填“a”或“b ”)。

②b极上的电极反应式为。

③外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗 L的H₂(标准状况下)。
（3）若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则B工作时：
①电解池中X极上的电极反应式是。在X极这边观察到的现象是。

②检验Y电极上反应产物的方法是。

从明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的流程如下：

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已知：明矾焙烧的化学方程式为：4[KAl(SO₄)₂·12H₂O] + 3S＝2K₂SO₄+ 2Al₂O₃+ 9SO₂↑+ 48H₂O

请回答下列问题：

（1）在焙烧明矾的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为：。
（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有_____________。

A . 粉碎固体混合物 B . 降低温度 C . 不断搅拌 D . 缩短浸泡时间
（3）明矾焙烧完全后，从步骤②的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是。
（4）步骤③电解的化学方程式是，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：。
（5）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂ ，则该电池的正极电极反应式是。
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO₂的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H₂SO₄质量为吨(列出计算表达式)。

以硫酸铜为电解质的原电池装置如图所示，下列叙述错误的是（）

A . 红色的铜在锌片表面生成 B . 电池的总反应为 $\text{[math]}$ C . 锌片为负极，发生氧化反应 D . 铜片质量逐渐增大，锌片质量逐渐减小

如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录卡如下，则卡片上的描述合理的是（）

实验后的记录：

①Zn为正极，Cu为负极

②Cu极上有气泡产生，发生还原反应

③SO $\text{[math]}$ 向Zn极移动

④若有0.5 mol电子流经导线，则产生5.6 L气体

⑤电流的流向是：Cu→Zn

⑥负极反应式：Cu－2e^－=Cu²^＋，发生氧化反应

A . ②③⑤ B . ②③④⑤ C . ①④⑥ D . ③④⑤⑥

一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是( )

A . 电子的移动方向由a经外电路到b B . 活性炭可以加快O₂在负极上的反应速率 C . 负极反应式为：Mg-2e^-+2OH^-=Mg(OH)₂↓ D . 电池总反应式为：2Mg+O₂+2H₂O=2Mg(OH)₂

锰-锂锂离子电池结构如图所示。放电时总反应为：C(Li)+LiMn₂O₄=C+Li₂Mn₂O₄[C(Li)表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料］。下列说法错误的是（）

A . 放电时，C(Li)为电池的负极 B . 电解质溶液用稀H₂SO₄效果更好 C . 放电时，电极LiMn₂O₄发生还原反应 D . 负极反应为C(Li)-e^-=C+Li⁺

镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为 $\text{[math]}$ ，制造密封式镍镉电池的部分工艺如下：

（1） I. $\text{[math]}$ 的制备
以硫酸镍( $\text{[math]}$ )为原料制备 $\text{[math]}$ 的主要过程如下图所示。制备过程中，降低 $\text{[math]}$ 沉淀速率，可以避免沉淀团聚，提升电池性能。

已知： $\text{[math]}$

制备过程中，需先加氨水，再加过量NaOH，请分析：

①先加氨水的目的是，用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因。
（2） II.镍镉电池的组装
②主要步骤：①将 $\text{[math]}$ (内含增强导电性的石墨粉)和 $\text{[math]}$ (内含防结块的氧化铁粉)固定，中间用隔膜隔成阴极室和阳极室(如下图所示)；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液；④密封。

下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是_______(填字母)。

A . 密封镍镉电池可以避免KOH变质 B . 镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极 C . 电池组装后，应先充电，再使用
III.池充电时，若 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的 $\text{[math]}$ 可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。
（3）若 $\text{[math]}$ 耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质的化学式为。
（4）已知：①隔膜可以透过阴离子和分子；②O₂可以与Cd发生反应生成 $\text{[math]}$ 。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理。

下列“类比”合理的是（）

A . 1molCH₃CHO与足量银氨溶液反应可生成2molAg，则1molHCHO与足量银氨溶液反应可生成2molAg B . CH₃CH₂Cl既能发生水解反应又能发生消去反应，则CH₃Cl既能发生水解反应又能发生消去反应 C . 甘油与新制Cu(OH)₂反应得绛蓝色溶液，则葡萄糖溶液与新制Cu(OH)₂反应得绛蓝色溶液 D . 镁、铝、稀硫酸组成原电池时镁作负极，则镁、铝、NaOH溶液组成原电池时镁作负极

（1） I．一定的条件下，合成氨反应为：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N₂的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

该反应的平衡常数表达式为，升高温度，平衡常数(填“增大”或“减小”或“不变”)。
（2）由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H₂)=，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N₂)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)
（3）图3的a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是点，温度T₁T₂(填“＞”或“=”或“＜”)
（4） Ⅱ．如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

M电极的材料是。
（5）通入乙醇的铂电极的电极反应式为：。

工业上，一种以低品位菱锌矿(主要成分是ZnCO₃ ，含少量Fe₂O₃、CaO、CuO等)为原料制备金属锌的流程如图所示。

（1）浸出
①浸出前，菱锌矿需研磨。目的是。
②浸出时，生成Zn²⁺的离子方程式是。
（2）萃取
萃取剂由烷基磷酸(用HA表示，是弱酸)溶解在有机溶液中制得，萃取金属离子的反应是Mⁿ⁺_(aq)+nHA_(org)⇌MA_n(org)+nH⁺_(aq)(Mⁿ⁺：Fe³⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺；org：有机相；aq：水相)
已知：相同温度下，金属离子的平衡萃取率与pH的关系如图所示。
①操作i是。
②下列操作一定能提高锌的平衡萃取率的是。
A．升高温度
B．提高萃取剂中HA的浓度
C．适当提高溶液的pH
③本步骤应选的pH是。
（3）电解
用图所示装置电解获得Zn。Pb极生成PbO₂并沉积于表面，使Pb钝化而无法继续参加反应，PbO₂具有导电性。
①b为极(填“正”或“负”)。
②Pb极钝化后，电解装置仍能持续工作制备Zn的原因是(结合电极反应式解释)。