第十九周　　时间：45分钟　　　满分：100分一、选择题(每题7分，共63分)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还原反应B．某可逆电池充、放电时的反应式为Li1－xNiO2＋xLiLiNiO2，放电时此电池的负极材料是Li1－xNiO2C．铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175g铅溶解，正极上就有1120mL(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设计成原电池答案　D解析　A中原电池工作时电极上一定都发生氧化反应或还原反应；B中电池放电时，负极材料是Li；C中通过计算知正极上生成的气体在标准状况下应为560mL。2．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，其工作示意图如图，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===2Li2OC．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，要更换水性电解液答案　D解析　放电时，通入空气的一极为正极，A选项错误；放电时，电池总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，B选项错误；不能用乙醇代替有机电解液，因为乙醇与锂反应，C选项错误；由以上分析可知，在更换锂电极的同时，要更换水性电解液，D选项正确。3．[2022·安徽合肥高三质检]NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是(　　)8A．放电时，NO向石墨Ⅱ电极迁移B．石墨Ⅱ附近发生的反应为NO＋O2＋e－===NOC．电池总反应式为4NO2＋O2===2N2O5D．当外电路通过4mole－，负极上共产生2molN2O5答案　C解析　以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料电池，在使用过程中，O2通入石墨Ⅱ电极，则石墨Ⅱ电极为原电池的正极，石墨Ⅰ电极为原电池的负极，NO2被氧化，N元素化合价升高，故生成的氧化物Y为N2O5。放电时，NO向负极移动，即向石墨Ⅰ电极迁移，A错误；由装置图可知，O2和N2O5(Y)在石墨Ⅱ电极上发生还原反应，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e－===4NO，B错误；电池的负极反应式为4NO2＋4NO－4e－===4N2O5，故电池总反应式为4NO2＋O2===2N2O5，C正确；当外电路中通过4mole－时，负极上产生4molN2O5，D错误。4．如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是(　　)A．该装置将化学能转化为电能B．催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强C．催化剂a表面的反应是SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋8D．若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15答案　B解析　由装置知，电子由a电极流向b，a为负极，是SO2发生氧化反应，电极反应为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，b极是氧气发生还原反应，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，若得到的硫酸浓度仍为49%，生成100g硫酸，其中的H2SO4为49g，水质量为51g，因此由电极反应知参加反应的SO2为0.5mol，由电池反应2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，参加反应的水为0.5mol即9g，所以开始加入水的质量为60g，加入SO2的质量为32g，故参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15。5．[2022·湖北襄阳高三调研]废水中的乙酸钠和对氯酚()可以利用微生物电池除去，其原理如图所示(设电极两边溶液分别为1L)。下列说法中不正确的是(　　)A．在微生物的作用下，该装置为原电池，B极是电池的负极B．A极的电极反应式为C．微生物相当于催化剂，促进了电子的转移D．电池的总反应实质是对氯酚被乙酸钠还原答案　B解析　A项，由CH3COO－转化成CO2知，B极上发生了氧化反应，则B极为负极，氢离子向A极迁移，A极为正极，A项正确；B项，A极的电极反应式为8，B项错误；C项，微生物相当于催化剂，促进了电子的转移，C项正确；D项，对氯酚被还原，乙酸钠被氧化，D项正确。6．如图为摇摆电池的工作原理图，在充放电过程中，Li＋在两极之间“摇来摇去”，其总反应为LiCoO2＋6CLi(1－x)CoO2＋LixC6。下列有关说法正确的是(　　)A．当B极失去xmole－，电池消耗6molCB．放电时，负极反应式LiCoO2－xe－===Li(1－x)CoO2＋xLi＋C．充电时，A极发生氧化反应D．充电时，Li＋穿过隔离膜向B极移动答案　A解析　由可知，转移xmole－会消耗6molC，A正确；放电时失去电子的一极为负极，即负极反应为：LixC6－xe－===xLi＋＋6C，B错误；充电时，B极失电子为阳极，则A极为阴极发生还原反应，C错；充电时Li＋移向阴极(A极)，D错误。7．[2022·甘肃诊断性测试]据报道，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，其负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO28，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．该电池的负极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2OB．电池放电时Na＋从b极区移向a极区C．每消耗3molH2O2，转移的电子为3molD．电极a采用MnO2作电极材料答案　A解析　A项，电池总反应为BH＋4H2O2===BO＋6H2O，正极反应为H2O2＋2e－===2OH－，总反应减去正极反应即可得到负极反应，正确；B项，在电池中电极a为负极，电极b为正极，在电池放电过程中阳离子向正极移动，错误；C项，通过正极反应方程式可知，每消耗3molH2O2转移电子6mol，错误；D项，电极a作负极，电极b作正极，正极用MnO2作电极，错误。8．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C．电极A极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋D．当有4.48LNO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8mol答案　C解析　电极反应式为负极：8NH3－24e－＋24OH－===4N2＋24H2O；正极：6NO2＋24e－8＋12H2O===3N2＋24OH－，因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；C项，是碱性介质，OH－参与，错误；D项，根据正极反应式转移电子为×24＝0.8mol。9．如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是(　　)A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207gD．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案　C解析　铅蓄电池负极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，通过2mol电子时，质量增加96g。二、非选择题(共37分)10．(20分)(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填字母，下同)。a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH>0b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0c．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH<0若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为__________________。(2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组成形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：8电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为______________________________________。若线路中转移2mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标况下的体积为________L。答案　(1)b　O2＋4e－＋2H2O===4OH－(2)负　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2解析　(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H＋，故正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，线路中转移2mol电子时消耗氧气0.5mol，标况下体积为11.2L。11．(17分)SO2、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。(1)利用电化学原理将SO2、NO2转化为重要化工原料，装置如图所示：①若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为__________________________。②若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则正极的电极反应式为________________。(2)某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。8现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。在该电极上同时还引入CO2的目的是____________________________________________。答案　(1)①SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋②O2＋4e－＋4H＋===2H2O(2)在电极上与O2共同转化为CO，保持熔融盐成分不变解析　(1)二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸过程中，硫元素化合价升高，二氧化硫被氧化做负极。二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸过程中，氧元素的化合价降低，氧气被还原做正极。(2)燃料电池工作时燃料失电子，做负极，因此氢气做负极，失去电子被氧化，转化为氢离子，氢离子和碳酸根离子结合，最终转化为二氧化碳和水，氧气做正极，得到电子被还原，转化为氧负离子，氧负离子和二氧化碳结合，最终转化为碳酸根离子，进而保证了电解质熔融盐成分不变。8