四川省宜賓市2023屆高三化學(xué)上學(xué)期第4周試題

PAGEPAGE10四川省宜賓市2022屆高三化學(xué)上學(xué)期第4周試題一、選擇題1．下面4種燃料電池的工作原理示意圖，其中正極的反響產(chǎn)物為水的是()答案C解析A項(xiàng)，通空氣的電極作正極，正極反響式：O2＋4e－=2O2－，不符合題意；B項(xiàng)，通入氧氣的一極作正極，電解質(zhì)溶液是堿性溶液，電極反響式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，不符合題意；C項(xiàng)，通入空氣的一極作正極，電解質(zhì)傳遞H＋，正極反響式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，符合題意；D項(xiàng)，通入氧氣一極作正極，依據(jù)電池內(nèi)部傳遞COeq\o\al(2－,3)，正極反響式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，不符合題意。2．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小，無需氣體存儲(chǔ)裝置等優(yōu)點(diǎn)。一種以肼(N2H4)為燃料的電池裝置如下圖。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH作為電解質(zhì)。以下關(guān)于該燃料電池的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A．電流從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極B．負(fù)極發(fā)生的電極反響式：N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2OC．該燃料電池的電極材料應(yīng)采用多孔導(dǎo)電材料，以提高電極反響物質(zhì)在電極外表的吸附量，并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸D．該燃料電池持續(xù)放電時(shí)，K＋從負(fù)極向正極遷移，因而離子交換膜需選用陽離子交換膜答案D解析根據(jù)裝置圖可知，通入空氣的一極是正極，發(fā)生復(fù)原反響，通入肼的一極是負(fù)極，發(fā)生氧化反響，電流從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極，故A正確；負(fù)極是肼失去電子生成氮?dú)獾姆错?，結(jié)合電解質(zhì)溶液，所以電極反響式是N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O，故B正確；電極材料應(yīng)采用多孔導(dǎo)電材料，以提高電極反響物質(zhì)在電極外表的吸附量，并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸，C正確；放電時(shí)K＋從負(fù)極向正極遷移，但負(fù)極中結(jié)合氫氧根離子，正極產(chǎn)生氫氧根離子，所以需選用氫氧根離子交換膜。3．(2022·信陽高三模擬)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池，尿液也能發(fā)電。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如下圖，以下關(guān)于描述正確的選項(xiàng)是()A．電池工作時(shí)H＋移向負(fù)極B．該電池用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液C．甲電極反響式：CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2＋N2＋6H＋D．電池工作時(shí)，理論每?jī)艋?molCO(NH2)2，消耗33.6LO2答案C解析A項(xiàng)，原電池中陽離子向正極移動(dòng)，那么電池工作時(shí)H＋移向正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該原電池是酸性電解質(zhì)，質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極上是CO(NH2)2失電子生成二氧化碳和氮?dú)?，那么?fù)極反響式：CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2＋N2＋6H＋，正確；D項(xiàng)，電池的總反響式：2CO(NH2)2＋3O2=2CO2＋2N2＋4H2O，每?jī)艋?molCO(NH2)2，消耗1.5molO2，那么在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣為33.6L，由于沒說明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以氧氣的體積不能求算，錯(cuò)誤。4．乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計(jì)成如以下圖所示的燃料電池，能在制備乙醛的同時(shí)獲得電能，其總反響：2CH2=CH2＋O2→2CH3CHO。以下有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是()A．該電池為可充電電池B．每有0.1molO2反響，那么遷移H＋0.4molC．正極反響式：CH2=CH2－2e－＋2OH－=CH3CHO＋H2OD．電子移動(dòng)方向：電極a→磷酸溶液→電極b答案B解析A項(xiàng)，充電時(shí)，不能生成乙烯和氧氣，不是充電電池，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，通入氧氣的一極是正極，發(fā)生的反響是O2＋4H＋＋4e－=2H2O，所以每有0.1molO2反響，那么遷移H＋0.4mol，正確；C項(xiàng)，正極發(fā)生復(fù)原反響，電極反響是O2＋4H＋＋4e－=2H2O，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，a極通入乙烯，是電池的負(fù)極，b極通入氧氣，是電池的正極，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，不會(huì)通過磷酸溶液，錯(cuò)誤。5．“神舟7號(hào)〞宇宙飛船的能量局部來自太陽能電池，另外內(nèi)部還配有高效的MCPC型燃料電池，該電池可同時(shí)供給電和水蒸氣，所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀，該電池的總反響為2H2＋O2=2H2O，負(fù)極反響為H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=CO2↑＋H2O，那么以下推斷中，正確的選項(xiàng)是()A．電池工作時(shí)，COeq\o\al(2－,3)向負(fù)極移動(dòng)B．電池放電時(shí)，外電路電子由通氧氣的正極流向通氫氣的負(fù)極C．正極的電極反響：4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．通氧氣的電極為陽極，發(fā)生氧化反響答案A解析A項(xiàng)，電池放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)、陽離子向正極移動(dòng)，所以COeq\o\al(2－,3)向負(fù)極移動(dòng)，正確；B項(xiàng)，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，即電子從通入氫氣的負(fù)極沿導(dǎo)線流向通入氧氣的正極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，正極上氧氣得電子和二氧化碳反響生成碳酸根離子，電極反響式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極，通入氧化劑的電極是正極，正極上得電子發(fā)生復(fù)原反響，所以該燃料電池中，通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電子發(fā)生復(fù)原反響，錯(cuò)誤。6．目前科學(xué)家已開發(fā)出一種新型燃料電池—固體氧化物電池，該電池用辛烷(C8H18)作燃料，電池中間局部的固體氧化物陶瓷可傳遞氧離子，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電池工作時(shí)，氧氣發(fā)生氧化反響B(tài)．電池負(fù)極的電極反響：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．電池負(fù)極的電極反響：C8H18＋25O2－－50e－=8CO2＋9H2OD．假設(shè)消耗的O2為11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，那么電池中有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移答案C解析A項(xiàng)，該電池工作時(shí)，正極上氧氣得電子發(fā)生復(fù)原反響，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，負(fù)極上燃料辛烷失電子發(fā)生氧化反響，電極反響式為C8H18＋25O2－－50e－=8CO2＋9H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極上燃料辛烷失電子發(fā)生氧化反響，電極反響為C8H18＋25O2－－50e－=8CO2＋9H2O，正確；D項(xiàng)，標(biāo)況下11.2L氧氣的物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)O2＋4e－=2O2－，當(dāng)消耗0.5mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為氧氣的4倍，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，錯(cuò)誤。7．如下圖，裝置(Ⅰ)是一種可充電電池的示意圖，裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖；裝置(Ⅰ)的離子交換膜只允許Na＋通過。電池充、放電的化學(xué)方程式為2Na2S2＋NaBr3eq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))Na2S4＋3NaBr。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，X極附近溶液先變紅色。以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．閉合K時(shí)，裝置(Ⅰ)中Na＋從右到左通過離子交換膜B．閉合K時(shí)，A電極的電極反響為NaBr3＋2Na＋＋2e－=3NaBrC．閉合K時(shí)，X電極的電極反響式為2Cl－－2e－=Cl2↑D．閉合K時(shí)，當(dāng)有0.1molNa＋通過離子交換膜，那么X電極上析出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L答案D解析A為負(fù)極，B為正極，陽離子移向原電池正極，所以Na＋從左到右通過離子交換膜，故A錯(cuò)誤；A為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反響，A電極的電極反響式：2Na2S2－2e－=Na2S4＋2Na＋，故B錯(cuò)誤；X為陰極，發(fā)生復(fù)原反響，X極附近溶液先變紅色，X電極的電極反響式為2H＋＋2e－=H2↑，故C錯(cuò)誤；當(dāng)有0.1molNa＋通過離子交換膜，說明有0.1mol的電子轉(zhuǎn)移，X電極上析出氫氣0.05mol，故D正確。8．大功率的鎳氫電池使用在油電混合動(dòng)力車輛中。鎳氫電池(NiMH電池)正極板材料為NiOOH，負(fù)極板材料為吸氫合金，以下關(guān)于該電池的說法中正確的選項(xiàng)是()A．放電電池內(nèi)部H＋向負(fù)極移動(dòng)B．充電時(shí)，將電池的負(fù)極與外接電源的正極相連C．充電時(shí)陽極反響為Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2OD．放電時(shí)負(fù)極的電極反響式為MHn－ne－=M＋nH＋答案C解析A項(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，陽離子向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)電池的負(fù)極要接電源的負(fù)極，電池的正極要接電源的正極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)電池工作原理圖，電池正極的電極反響式：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，充電是電解池，發(fā)生的電極反響式與原電池的電極反響式是相反的，即陽極電極反響式：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O，正確；D項(xiàng)，該電池的環(huán)境是堿性環(huán)境，不能有大量H＋存在，電極反響式：MHn＋nOH－－ne－=M＋nH2O，錯(cuò)誤。9．蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反響為NiO2＋Fe＋2H2Oeq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2，以下有關(guān)該電池的說法中正確的選項(xiàng)是()A．放電時(shí)電解質(zhì)溶液顯強(qiáng)酸性B．充電時(shí)陽極反響為Ni(OH)2＋2OH－－2e－=NiO2＋2H2OC．放電時(shí)正極附近溶液pH減小D．充電時(shí)陰極附近溶液的堿性保持不變答案B解析方程式有氫氧化物生成，所以電解質(zhì)溶液一定是堿性的，A錯(cuò)誤；充電時(shí)Ni(OH)2在陽極發(fā)生反響生成NiO2，電極反響為Ni(OH)2＋2OH－－2e－=NiO2＋2H2O，B正確；放電時(shí)正極的反響為NiO2＋2H2O＋2e－=Ni(OH)2＋2OH－，有OH－生成，溶液堿性增強(qiáng)，pH增大，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)陰極反響：Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－，溶液的堿性增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。10．(2022·貴州高三質(zhì)檢)鐵鎳蓄電池充放電時(shí)的總反響：Fe＋Ni2O3＋3H2Oeq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，以下有關(guān)該電池的說法不正確的選項(xiàng)是()A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB．電池放電時(shí)，負(fù)極反響為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D．電池充電時(shí)，陽極反響為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O答案C解析A項(xiàng)，根據(jù)方程式可知，生成物是氫氧化亞鐵和氫氧化鎳，那么電池的電解液為堿性溶液，原電池中正極得到電子，那么根據(jù)方程式可知正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe，正確；B項(xiàng)，電池放電時(shí)，負(fù)極鐵失去電子轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵，電極反響為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2，正確；C項(xiàng)，電池充電過程中，陰極是氫氧化亞鐵得到電子轉(zhuǎn)化為鐵和氫氧根離子，因此陰極附近溶液的pH升高，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電池充電時(shí)，陽極失去電子，根據(jù)方程式可知該是氫氧化鎳失去電子轉(zhuǎn)化為Ni2O3，即電極反響式為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O，正確。11．高鐵電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，充放電時(shí)的總反響式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．放電時(shí)，負(fù)極反響式為3Zn－6e－＋6OH－=3Zn(OH)2B．放電時(shí)，正極區(qū)溶液的pH減小C．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，陽極有1molFe(OH)3被復(fù)原D．充電時(shí)，電池的鋅電極接電源的正極答案A解析A項(xiàng)，根據(jù)總方程式可知，在放電時(shí)，負(fù)極反響為3Zn－6e－＋6OH－=3Zn(OH)2，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，正極區(qū)不斷消耗水，產(chǎn)生OH－，所以溶液的pH增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，陽極有1molFe(OH)3被氧化，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，電池的鋅電極接電源的負(fù)極，錯(cuò)誤。12．(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：①該電池放電時(shí)正極的電極反響式為 ；假設(shè)維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，理論消耗Zng(F＝96500C·mol－1)。②鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向(填“左〞或“右〞)移動(dòng)；假設(shè)用陽離子交換膜代替鹽橋，那么鉀離子向(填“左〞或“右〞)移動(dòng)。③圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有。(2)有人設(shè)想以N2和H2為反響物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如以下圖所示，電池正極的電極反響式是 ，A是。(3)利用原電池工作原理測(cè)定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如以下圖所示。該電池中O2－可以在固體介質(zhì)NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動(dòng)，工作時(shí)O2－的移動(dòng)方向(填“從a到b〞或“從b到a〞)，負(fù)極發(fā)生的電極反響式為。答案(1)①FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－0.2②右左③使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定(2)N2＋8H＋＋6e－=2NHeq\o\al(＋,4)氯化銨(3)從b到aCO＋O2－－2e－=CO2解析(1)①放電時(shí)高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生復(fù)原反響，電極反響式為FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－；假設(shè)維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1×10×60÷96500＝0.0062176mol。理論消耗Zn的質(zhì)量0.0062176mol÷2×65≈0.2g(F＝96500C·mol－1)。②電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動(dòng)；假設(shè)用陽離子交換膜代替鹽橋，那么鉀離子向左移動(dòng)。③圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定。(2)該電池的本質(zhì)反響是合成氨反響，電池中氫氣失去電子，在負(fù)極發(fā)生氧化反響，氮?dú)獾秒娮釉谡龢O發(fā)生復(fù)原反響，那么正極反響式為N2＋8H＋＋6e－=2NHeq\o\al(＋,4)，氨氣與HCl反響生成氯化銨，那么電解質(zhì)溶液為氯化銨溶液。(3)工作時(shí)電極b作正極，O2－由電極b移向電極a；該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負(fù)極，負(fù)極上一氧化碳失去電子發(fā)生氧化反響，電極反響式為CO＋O2－－2e－=CO2。13．(1)某研究性學(xué)習(xí)小組為探究Fe3＋與Ag反響，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：按以下圖連接裝置并參加藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反響)。①K閉合時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作(填“正極〞或“負(fù)極〞)。②當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U形管中滴加幾滴FeCl2濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，寫出此時(shí)銀電極的反響式： 。③結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析，寫出Fe3＋和Ag反響的離子方程式： 。④丙同學(xué)進(jìn)一步驗(yàn)證其結(jié)論：當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U形管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，可觀察到的現(xiàn)象是。(2)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如以下圖所示：①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反響式是。②假設(shè)維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，那么電池可以持續(xù)供電，原因是。(3)鈷酸鋰電池的正極采用鈷酸鋰(LiCoO2)，負(fù)極采用金屬鋰和碳的復(fù)合材料，該電池充放電時(shí)的總反響式：LiCoO2＋6Ceq\o(,\s\up11(充電),\s\do4(放電))Li1－xCoO2＋LixC6，寫出放電時(shí)負(fù)極的電極反響。(4)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。根本結(jié)構(gòu)如下圖，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反響為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放電過程中，Li＋向(填“負(fù)極〞或“正極〞)移動(dòng)。②負(fù)極反響式為 。③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成gPb。(5)氨氧燃料電池具有很大的開展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如以下圖所示。①a電極的電極反響式是；②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反響原理解釋原因是。答案(1)①正極②Ag＋＋e－=Ag③Ag＋Fe3＋Ag＋＋Fe2＋④出現(xiàn)白色沉淀，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)(2)①HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋②HS－、SOeq\o\al(2－,4)離子濃度不會(huì)發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會(huì)循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO