1、- -原電池原理的實際應用綜合練習注意事項：1答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息2請將答案正確填寫在答題卡上一、單選題(共13題)1-如圖是利用微生物將廢水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化為環境友好物質而形成的化學電源，可給二次電池充電，下列說法錯誤的是A.H+透過質子交換膜由M極向N極移動需要充電的二次電池的正極與N極相連M極電極反應式：HN(CH)NH+4HO-16e-=2COf+NI+16H+2222222若N極消耗了2.24L0,則轉移了0.4mol電子22.鋅空氣電池驅動的汽車已用于公共交通，其電極總反應為2Zn+0-2Zn0。下列說法中,2不正確的是電極反應可通過空氣流速

2、控制可使用催化劑加速正極反應為了保存鋅空氣電池，應在電池負極貼上封條Zn是負極，電極反應為Zn+20H-Zn0+H0+2e-23種新型NaCaFeq可充電電池，其工乍原理如圖所示。下列說法正確的是電CaPcO,電廠j-Nuxz(胡叱1；N叫O人吃0才?有機堪解質訥離子交慢腺放電時N為正極，電極反應為：2CaFeO+2e-=2CaFeO+O2-32.5充電時，M應與電源的正極相連接放電時，Na+向M電極移動電極材料中，單位質量放出的電能大?。篘aLi4化學工作者近期研究了一種新型偶氮苯類水系有機液流電池示意圖如下，采用惰性電極材料，電池工作原理XN-N-X+2Fe(CN)3-放電XN=NX+2F

3、e(CN),下列說法中正確66充電的是肖機;漠諫電啟請亟機理示總密放電時，電池的正極反應為：Fe(CN)3-e-=Fe(CN)4-66充電時，M為陰極，發生還原反應放電時，Na+通過離子交換膜從右極室移向左極室充電時，當電路中轉移0.5mol電子時，有106gFe(CN)4-得到電子6一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時，0與Li+在多孔碳材料電極處生成2Li202-x(X=0或1)。下列說法不正確的是【i理Ii卄蟲電解質礙棄物隔膜多扎碳材料放電時，多孔碳材料電極為負極放電時，外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極充電時，電解質溶液中Li+向鋰電極區遷移x充電時，電池總反應為Li0=2L

4、i+(1-)022-x22一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是使用的隔膜是陽離子交換膜充電時，電子流入Mg電極不能使用堿性電解質水溶液放電時，正極反應包括3Mg2+MgS-6e-=4MgS82氧化鉛-銅電池是一種電解質可循環流動的新型電池（如圖所示），電池總反應為PbO+Cu+2HSO=PbSO+CuSO+2HO。下列有關該電池的說法正確的是224442電池工作時，電子由Cu電極經電解質溶液流向PbO電極2電池工作過程中，電解質溶液的質量逐漸減小正極反應式：PbO+2e-+4H+SO2-=PbSO+2HO2442放電后，循環液中HSO與CuSO的物質的量之比不變244科學家設

5、想利用圖示裝置進行CO的固定，同時產生電能。該裝置工作時，生成的碳附著2在電極上。下列說法錯誤的是多孔催化劑電扱電解板(Li)作該電池的負極若導線中流過4mole-，理論上負極區減少4molLi+負極區不適合選用水溶液作電解質溶液D采用多孔催化劑電極有利于巴擴散到電極表面9某微生物燃料電池脫氯的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是質6交換脫CHOOH.OA.氫離子由N電極通過質子交換膜移向M電極N電極的反應式為CHCOO-+4HO-8e-=2HCO-+9H+323M電極的反應式為+2e-+H+二Q?+C1-若想使112.5氯苯脫氯，理論消耗4.0mol的CHCOO-310.鋰銅空氣燃料電池容量

6、高、成本低，具有廣闊的發展前景。該電池通過一種復雜的銅腐蝕“現象”產生電能，其中放電過程為2Li+CU2O+H2O=2Cu+2Li+2OH-，下列說法不正確的是CuCuzO空氣整個反應過程中，氧化劑為02放電時，正極的電極反應式為Cu0+H0+2e-=20H-+2Cu22若負載為鉛蓄電池，則在對鉛蓄電池充電時與Cu極相連一極發生還原反應整個反應過程中，銅相當于催化劑11.2020年11月28日，第四屆鋰電池技術與產業發展論壇在江蘇昆山舉行，必將助力固態鋰電池得到快速規?；瘧谩Ｄ晨沙潆姽虘B鋰電池工作原理如圖所示，反應原理為：LiC+LLaZrTaO=LiLaZrTaO+C，下列說法錯誤的是x6

7、1-x6A.a極采用石墨烯材料吸附鋰，充電時a極發生還原反應充電時，b極反應為：xLi+LiLaZrTaO+xe-=LiLaZrTaO1-x放電時，電子從a極通過導線流向b極當電池工作時，每轉移lmol電子，兩極的質量變化都是7g12.以柏林綠FeFe(CN)為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列6說法錯誤的是含NX的育機電解質Fc|Fu(CIS,|放電時，正極反應為FeFe(CN)+2e-+2Na+=NaFeFe(CN)626充電時，Mo箔接電源的負極充電時，Na+通過交換膜從左室移向右室D.外電路中通過0.2mol電子時，負極質量變化為2.4g13中科院董紹俊課題組將二

8、氧化錳和生物質置于一個由濾紙制成的折紙通道內形成電池(如圖所示)，該電池可將可樂(pH=2.5)中的葡萄糖作為燃料獲得能量。下列說法正確的是(CsH18O6)(C6H12Oe)MnO3Aa極為正極隨著反應不斷進行，負極區的pH不斷增大消耗O.Olmol葡萄糖，電路中轉移0.02mol電子b極的電極反成為：MnO+2H0+2e-=Mn2+40H-22二、填空題(共5題)二氧化硫在生產和生活中有著廣泛的用途。用足量NaOH溶液吸收尾氣中的SO，反應的離子方程式為；吸收后的濃溶液可用2圖1的裝置再生循環脫硫，并制得硫酸，電極a的電極反應為，乙是。濃幽OH溶液乙圖1甲稀吸收液稀櫛哼苗寸詞評皆稀酥溶液鋁

9、離子交挽膜T陰離干交換庫濃吸收液圖2交換HSh尾氣含込K0)空住(HQ)可設計二氧化硫空氣質子交換膜燃料電池處理尾氣中的二氧化硫，原理如圖2所示。其能量轉化的主要形式是，c電極是_極，移動的離子及方向是。某課外小組利用原電池原理驅動某簡易小車(用電動機表示)。A6酋5溶液圖1初步設計的實驗裝置示意圖如圖1所示,CuSO溶液在圖1所示裝置中的作用是(答4兩點)。實驗發現：該裝置不能驅動小車。該小組同學提出假設：可能是氧化反應和還原反應沒有完全隔開,降低了能量利用率,為進一步提高能量利用率,該小組同學在原有反應的基礎上將氧化反應與還原反應隔開進行,優化的實驗裝置示意圖如圖2所示,圖2中A溶液和B溶

10、液分別是和,鹽橋屬于(填“電子導體”或“離子導體”)，鹽橋中的Cl-移向溶液(填“A”或“B”)。為降低電池自重，該小組用陽離子交換膜代替鹽橋,實驗裝置示意圖如圖3所示。CQR涪液利用改進后的實驗裝置示意圖3，仍不能驅動小車，該小組同學再次提出假設可能是電壓不夠；可能是電流不夠；可能是電壓和電流都不夠；實驗發現：1.5V的干電池能驅動小車，其電流為750uA；實驗裝置示意圖3的最大電壓為1.0V，最大電流為200uA該小組從電極材料、電極反應、離子導體等角度對裝置做進一步優化，請補全優化后的實驗裝置示意圖4，并在圖中標明陽離子的流向。16鈉硫電池作為一種新型儲能電池，其應用逐漸得到重視和發展。

11、(DAKNOh是制備鈉硫電池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收環境中的水分，需要對其進行定量分析。具體步驟如下圖所示：加入試劑a后發生反應的離子方程式為操作b為，操作c為。Al(NO)待測液中，c(Ab+)=molL-i(用m、v表示)。33(2)鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(NaS)分別作為兩個電極的反應物，固體2xAl2O3陶瓷(可傳導Na+)為電解質，其反應原理如下圖所示:用電器!NT(AljOj)亠Nf亍S；和N遜險11根據下表數據，請你判斷該電池工作的適宜溫度應控制在范圍內(填字母序號)。物質NaSAlO23熔點/c97.81152050沸點/c892444.62

12、980a.lOOC以下b.lOOC300Cc.300C350Cd.350C2050C放電時，電極A為極。放電時，內電路中Na+的移動方向為(填“從A到B”或“從B到A”)。充電時，總反應為NaS=2Na+xS(3x5),則陽極的電極反應式為。2x17.氮氧化物(NOx)是大氣主要污染物之一，請根據以下方法的選用回答相應問題：利用CH催化還原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知：4CH(g)+4N0(g)4N0(g)+C0(g)+2H0(l)H=-662kJ/molTOC o 1-5 h z4222CH(g)+2NO(g)N(g)+CO(g)+2HO(l)H=-955kJ/mol42222其中式的平

13、衡常數為K,式的平衡常數為K,則：(1)CH(g)+4NO(g)=2N(g)+CO(g)+HO24222(H=:改反應的平衡常數K=(用含K、K的代數式表示)。l2II利用燃料電池的原理來處理氮氧化物是一種新方向。裝置如圖所示，在處理過程中石墨電極I上反應生成一種氧化物Y。ITO士一麗U熔融鹽石墨W(2)寫出氧化物Y的化學式；石墨II電極為(填“正”或“負”)極，該電極反應為；III利用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO/g)H=akJ/mol。某研究小組向某恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，恒溫(TC)條件1下反應，已知在不同時間測得各物質的濃

14、度如下:0.12(4050cj.ino0.076(9加fl.0600.012(1.020UiCO00250.025O2ft.020IMCIfIMH1”、“A13+3NHH0=Al(0H)；+3NH+234過濾洗滌灼燒(或加熱)冷卻1000m/51v詳解】試題分析：從A到BS2-2e-=xxS解：(1)由操作流程可知實驗原理是Al(N03)3和氨水反應生成Al(0H)3,試劑a為氨水，反應的方程式為Al3+3NHH0Al(0H)；+3NH+；3234Al(0H)3經過濾、洗滌、灼燒后生成Al203，冷卻后稱量，故答案為過濾；洗滌、灼燒(或加23熱)、冷卻；n(Al0)23mgm=mol，102g

15、/mol102貝yn(Al(NO)=2n(AlO)323m=mol,51c(Al(NO)33mmol51vxlO-3L1000m51vmolL-i；(2)原電池工作時，控制的溫度應為滿足Na、S為熔融狀態，則溫度應高于115C而低于444.6C，只有c符合，故答案為c；放電時，Na被氧化，應為原電池負極負；陽離子向正極移動，即從A到B；充電時，是電解池反應，陽極反應為：S2-2e-=xS。x考點：本題考查物質的分離、提純以及含量的測定和原電池知識K21248kJmol-iK=2NO正0+4e-+2N0=4N0-TOC o 1-5 h z252251c(CO)c(N)K=2廠0.001224%減

16、小CO的濃度Vc2(NO)2【解析】(1)CH(g)+4N0(g)4N0(g)+C0(g)+2H0(l)H=-662kJ/mol,222CH(g)+2N0(g)N(g)+C0(g)+2H0(l)H=-955kJ/mol2222由蓋斯定律X2-可得：CH(g)+4N0(g)=2N(g)+C0(g)+H0(1)H222=2X(-955kJ/mol)-(-662kJ/mol)=-1248kJ/mol，則K=K2故答案為一1248kJ/mol；十;1II、正極上氧氣得到電子與N0-結合生成N0,所以Y的化學式為N0,故答案為N0；TOC o 1-5 h z3252525燃料電池中通氧氣的為正極，通燃料

17、的為負極，則石墨I極為負極，石墨II極為正極,正極發生還原反應，電極反應為0+4e-+2N0=4N0-，故答案為N0；正；0+4e-22532522N0=4N0-；253K=。SO上呼2；在010s內，N的平均反應速率為0.012moL=0.0012mol/(Ls)；N0的2小III.(4)根據C(s)+2N0(g)N2(g)+C02(g)H=akJ/mol，反應的平衡常數表達式2c2(NO)，”一2一J710s0.1轉化率為=0.10.076X100%=24%，故答案為3懇丄；0.0012；24%；c2(NO)(5)30s后，NO和C02的濃度減小，但氮氣的濃度增大，表示平衡正向移動，則改變

18、的條件可能是減小CO的濃度，若30s后升高溫度至TC,平衡時，容器中NO的濃度由0.060mol/L變22為0.072mol/L，表示平衡逆向移動，說明正反應屬于放熱反應，則該反應的aV0,故答案為減小CO的濃度；V。218.2H+2e-=Hf減弱石墨CuFeCl溶液正極CH0H-6e-+H0=C0+6H+233225.6【分析】根據原電池原理進行判斷，負極發生失電子的氧化反應，正極發生得電子的還原反應。根據氧化還原反應，化合價升高的一極作負極，失電子，發生氧化反應；化合價降低的一極作正極，得電子，發生還原反應。燃料電池中，正極通入的是氧氣，負極充入的是CHOH，根據化3合價的變化寫出電極反應式。【詳解】若C為稀HSO溶液，電流表指針發生偏轉，B極電極材料為Fe且作負極，A電極為正極，24電極材料為較鐵不活潑的金屬或非金屬，發生還原反應，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，電極反應方程式為：2H+2e-=H2f；由原電池的總反應可知，反應一段時間后，溶液C的pH升高，酸性減弱；分析反應Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,將其拆分為兩個半反應，分別為：Cu-2e-=Cu2+,2Fe3+2e-=2Fe2+,根據原電池原理，可知負極電極反應式為:Cu-2e-=Cu2+，正極的電極反應式為:2Fe3+2e-=2Fe2+，正負極材料分別為：負極為