《2020年高考化学热点专练五 新型电池（含答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考化学热点专练五 新型电池（含答案）（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热点5 新型电池【命题规律】本专题的试题主要以元素化合物知识为载体，考查新型原电池的工作原理及应用，电极的判断，电极产物的分析，电极反应式和总反应式的书写，电解过程的计算等。属高频考点，题型可以是选择题，也可以是填空题，难度以中等或难题为主。考查的核心素养以证据推理与模型认知和变化观念与平衡思想为主。【备考建议】2020年高考备考关注的命题点：理论联系实际，以生活、生产内容为题材进行命题。【限时检测】（建议用时：30分钟）1.（2019陕西省宝鸡市宝鸡中学高考模拟）最近报道的一种处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图如下。装置工作时，下列说法不正确的是A. 化学能转变为电能B. 盐桥中K+向X极移动
2、C. 电子由X极沿导线流向Y极D. Y极发生的反应为2NO3-+10e-+12H+=N2+ 6H2O，周围pH增大【答案】B【详解】根据题意，利用该装置发电，说明该装置为原电池装置，根据图象，NH3在X电极上转化成N2，N的化合价由3价0价，化合价升高，根据原电池工作原理，即X电极为负极，Y电极为正极；A、该装置为原电池，将化学能转化成电能，故A说法正确；B、根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即K向Y电极移动，故B说法错误；C、根据原电池的工作原理，电子从X电极经外电路流向Y电极，故C说法正确；D、根据图象，Y电极上NO3N2，化合价降低，电极反应式为2NO312H10e=N26H2O，消
3、耗H，因此pH增大，故D说法正确。2.（2018河北省衡水中学高考模拟）我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是A. 该制氢工艺中光能最终转化为化学能B. 该装置工作时，H+由b极区流向a极区C. a极上发生的电极反应为Fe3+e-=Fe2+D. a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液【答案】A【分析】本题考查太阳能光催化和光电催化，为解决天然气和石油化工过程中产生的大量H2S资源高值化转化（H2+S）提供了一个潜在的新途径，是电化学的应用，有一定的难度。解题关键：抓住电子流动的方向，理清发生的氧化还原反应。【解析】A、该制氢工艺中光
4、能转化为电能，最终转化为化学能，故A正确；B、 该装置工作时，H由b极区放电生成氢气，a极区流向b极区，故B错误；C、 a极上发生氧化反应，失电子，所以a极上发生的电极反应为Fe2-eFe3，故C错误；D、该过程涉及两个反应步骤，第一步利用Fe3/Fe2电对的氧化态高效捕获H2S得到硫和还原态，所以a极区无需不断补充含Fe3和Fe2的溶液，故D错误。3.（2019山东省德州市高考联考模拟）以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示。下列说法正确的是A. 石墨1为电池负极，Pt2为电解池阳极B. 石墨2上的电极反应为：C. 阳极的电极反应为：N2O4+2HNO3
5、-2e-=N2O5+2H+D. 每制得1molN2O5，理论上消耗标况下28L的CH4【答案】C【分析】图中左侧装置为燃料电池，石墨1：通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+4CO328e-=6CO2，石墨2：通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，N2O5中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是+5价因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，据电极反应离子放电顺序可知：Pt2极阴极发生2H+2e-=H2的反应，Pt1极阳极为N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+，以此解答该题。【详
6、解】A.根据上面分析可知石墨1为电池负极，Pt2为电解池阴极，故A错误；B.石墨2上的电极反应为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，故B错误；C.阳极的电极反应为：N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+，故C正确；D.电极反应式：CH4+4CO32-8e-=6CO2，N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+，根据转移电子数相等，每制得1molN2O5，理论上消耗标况下CH4 =2.8L，故D错误。4.（2019东北三省三校（辽宁实验中学、东北师大附中、哈师大附中）高考联考模拟）高锰酸钾在化工医药、水处理等很多方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如下。直流电源采用乙烷空气的碱
7、性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率=100%)A. 电源负极的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2OB. 该离子交换膜为阴离子交换膜C. a极为直流电源的正极D. 若消耗0.02mo1，产生0.055mol，则【答案】B【详解】A. 电源负极上乙烷在碱性条件下失电子产生碳酸根离子，反应的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O，选项A正确；B. 电解池左侧Pt电极的电极反应为MnO42- -e-=MnO4-，右侧稀氢氧化钾溶液变为浓氢氧化钾溶液，右侧电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，钾离子通过离子交换膜进行右侧，故该
8、离子交换膜为阳离子交换膜，选项B不正确；C. 电解池左侧Pt电极的电极反应为MnO42- -e-=MnO4-，Pt电极为阳极，则a极为直流电源的正极，选项C正确；D. O2发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，若消耗0.02mo1O2，转移电子数为0.02mo14=0.08mol，根据电极反应MnO42- -e-=MnO4-，产生0.055mol，转移电子数为0.055mol，电流效率=100%=68.75%，选项D正确。5.（2019福建省莆田一中、四中高考模拟）我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2SO2=H2O2S，已知甲池中发生反应：。下列
9、说法正确的是A. 甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ2H2e=H2AQB. 乙池溶液中发生的反应为H2SI3-=3IS2HC. 该装置中电能转化为光能D. H从甲池移向乙池【答案】B【解析】A、甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ+2H+2e-=H2AQ，A错误；B、在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，碘单质得电子生成I-，发生的反应为H2S+I3-3I-+S+2H+，B正确；C、根据图中信息知道是将光能转化为电能的装置，C错误；D、装置的是原电池装置，原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池，D错误。6.（2019东北育才学校科学高中部高考模拟）下图是
10、新型镁-锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确的是( )A. 放电时, Li+由左向右移动B. 放电时, 正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi+xe-=LiFePO4C. 充电时, 外加电源的正极与Y相连D. 充电时, 导线上每通过1mole-, 左室溶液质量减轻12g【答案】D【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li1-xFePO4+xLi+xe-=LiFePO4，阳离子移向正极；充电时，外加电源的正极与正极相连，负极与负极相连，结合电子转移进行计算解答。【详解】A放电时，为原电池，原电池中阳离
11、子移向正极，所以Li+由左向右移动，故A正确；B、放电时，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li1xFePO4+xLi+xeLiFePO4，故B正确；C、充电时，外加电源的正极与正极相连，所以外加电源的正极与Y相连，故C正确；D、充电时，导线上每通过1mole，左室得电子发生还原反应，反应式为Mg2+2eMg，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻1275g，故D错误。7.名校高考模拟题精选(1)（2019安徽省六安市第一中学高考模拟,节选）H2是一种重要的清洁能源。2018年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料。其工作原理如图所示（空气中N2与O
12、2的物质的量之比按4：1计）。工作过程中，膜I侧所得=3，则膜I侧的电极方程式为_。(2)（2019山东省济南外国语学校高考模拟，节选）根据题意完成下列问题：有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为_，电池总反应式为_。(3)（2019山东省四校高考联考模拟）利用在特定条件下用铂电极(阳极为铂丝)电解饱和硫酸氢钾溶液的方法制备K2S2O8(过二硫酸钾)。在低温下电解液中主要含有K+、H+和离子，电流通过溶液后发生反应。阳极区电极反应式为_，X为_交换膜(填“质子”、“阳离子”或“阴离子”)，当电路中通过0.2mol
13、e-时，两边溶液质量的变化差为_。甲烷燃料电池采用铂为电极，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为300mL 1.0molL-1的NaOH溶液。当O2通入量为8.96L(标准状况)且反应完全时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_。【答案】(1)12H2O+O2 +28e-=12H2 +14O2- (2)SO22H2O2eSO424H 2SO2O22H2O2H2SO4或 2SO2O22H2O4H2SO42(3) 2HSO4-2e-=S2O82-+2H+ 质子 0.2g .c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)【分析】（1）由图可知：在膜II测CH4中的C失去电
14、子被氧化为CO，膜I侧氧气水得到电子，据此分析解答；（2）SO2-O2-H2SO4形成燃料电池，通O2的电极为正极发生还原反应，同SO2的电极为负极发生氧化反应，书写电极反应式按照先总后分的顺序，先写出总的原电池方程式，然后写出正极的电极反应式，用总方程式减去正极反应式就是负极的电极反应式。【详解】(1)由图可知：在膜II测CH4中的C失去电子被氧化为CO，膜I侧氧气、水得到电子，每1molO2反应，得到4个电子，在膜I侧发生的电极反应为：O2+4e-=2O2-，H2O+2e-=H2+O2-，假设O2为1，则N2为4，由于在空气中N2与O2的物质的量之比按4：1，反应后膜I侧所得=3，则反应后
15、得到H2为12，即有12molH2O发生反应产生H2，所以+12可得膜I的总反应式：12H2O+O2 +28e-=12H2 +14O2-；(2).原电池总方程式为2SO2O22H2O2H2SO4，正极的电极反应式为O2+4H+4e-=2H2O，用总的减去正极的电极反应式得负极电极反应式为SO22H2O2eSO424H，因此，本题正确答案是：SO22H2O2eSO424H；2SO2O22H2O2H2SO4或 2SO2O22H2O4H2SO42(3).电解硫酸氢钾溶液制备过二硫酸钾，所以说明硫元素化合价升高，即阳极为硫酸氢离子失去电子生成过二硫酸根离子，电极反应为：2HSO4-2e-=S2O82-+2H+；
