1、1高考热点课 7建议用时：40 分钟一、选择题1我国预计在 2020 年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间的零排放，循环利用人体呼出的 CO2并提供 O2，我国科学家设计了一种装置(如下图)，实现了“太阳能电能化学能”转化，总反应方程式为 2CO2=2COO 2。关于该装置的下列说法正确的是( )A图中 N 型半导体为正极，P 型半导体为负极B图中离子交换膜为阳离子交换膜C反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强D人体呼出的气体参与 X 电极的反应：CO 22e H 2O=CO2OH 答案 D解析 在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故 N 型半导体为负极，P 型半导体为正极，A
2、 错误；由图示可知，图中的离子交换膜为阴离子交换膜，B 错误；由总反应方程式可知，在整个反应过程中没有 OH 、H 生成与损耗，故电解质溶液的碱性不变，C 错误；X 为电解池的阴极，电极反应式为 CO22e H 2O=CO2OH ，D 正确。2(2018东北三省三名校一模)一种突破传统电池设计理念的 MgSb 液态金属储能电池，其工作原理如下图所示。该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是( )A放电时，Mg(液)层的质量减小B放电时，正极反应式为：Mg 2 2e =MgC充电时，MgSb(液
3、)层发生还原反应D充电时，Cl 向中层和下层分界面处移动答案 C解析 由电流方向可知，Mg(液)层为负极，放电时的电极反应式为 Mg2e =Mg2 ，质量会减少，A 项正确；阳离子放电顺序 K Na Mg2 ，故放电时正极反应式为Mg2 2e =Mg，B 项正确；充电时为电解池，MgSb(液)层为阳极，发生氧化反应，C 项2错误；阴离子移向阳极，即 Cl 向中层和下层分界面处移动，D 项正确。3(2018郑州市质检)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为 Na2S2和 NaBr3，放电后分别变为 Na2S4和 NaBr。下列叙述正确的是( )A放电时，负极反应为 3Na
4、Br2e =NaBr32Na B充电时，阳极反应为 2Na2S22e =Na2S42Na C放电时，Na 经过离子交换膜，由 b 池移向 a 池D用该电池电解饱和食盐水，产生 2.24 L H2时，b 池生成 17.40 g Na2S4答案 C解析 根据放电后 Na2S2转化为 Na2S4，S 元素化合价升高，知 Na2S2被氧化，故负极反应为：2Na 2S22e =Na2S4 2Na ，A 项错误；充电时阳极上发生氧化反应，NaBr 转化为NaBr3，电极反应为：3NaBr2e =NaBr32Na ，B 项错误；放电时，阳离子向正极移动，故 Na 经过离子交换膜，由 b 池移向 a 池，C
5、项正确；放电时 b 池为负极区域，发生氧化反应：2Na 2S22e =Na2S4 2Na ，用该电池电解饱和食盐水，产生标准状况下 2.24 L H2时转移 0.2 mol 电子，生成 0.1 mol Na2S4，其质量为 17.40 g，D 项错误。4(2018陕西省质检)优质的锂碘电池可用于心脏起搏器来延续患者的生命，它的正极材料是聚 2乙烯吡啶(简写为 P2VP)和 I2的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为 2LiP 2VPnI2=P2VP(n1)I 22LiI，则下列说法正确的是( )A该电池所产生的电压低，使用寿命比较短B电池工作时，碘离子移向 P2VP 一极C聚 2
6、乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此聚 2乙烯吡啶的复合物不会导电D放电时，正极的反应为 P2VPnI22Li 2e =P2VP(n1)I 22LiI答案 D解析 该电池的电势低，放电缓慢，使用寿命比较长，A 项错误；原电池中阴离子向负极移动，所以电池工作时，碘离子移向 Li 电极，B 项错误；聚 2乙烯吡啶的复合物作正极，所以聚 2乙烯吡啶的复合物能导电，C 项错误；正极上 I2得电子发生还原反应，其电极反应式为：P 2VPnI22Li 2e =P2VP(n1)I 22LiI，D 项正确。5(2018石家庄市质检)NaBH 4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解
7、精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )3A离子交换膜应为阳离子交换膜，Na 由左极室向右极室迁移B该燃料电池的负极反应式为 BH 8OH 8e =BO 6H 2O 4 2C电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO4溶液D每消耗 2.24 L O2(标准状况)时，A 电极的质量减轻 12.8 g答案 D解析 燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂(O 2)的电极为正极，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，由图可知，左极室中的电极为负极，右极室中的电极为正极，右极室中氢氧化钠浓度增大，则离子交换膜应为阳离子交换膜，Na 由左极室向右极室迁移，A 项正确；该燃料电池的负极反应式为
8、BH 8OH 8e =BO 6H 2O，B 项正确；电解精炼铜时用含铜离子的电解质溶液做电 4 2解液，CuSO 4溶液符合要求，C 项正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，放电时不只铜放电，杂质铁或锌也会放电，D 项错误。6(2018南昌市一模)氨硼烷(NH 3BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为：NH 3BH33H 2O2=NH4BO24H 2O。下列说法正确的是( )A正极附近溶液的 pH 减小B电池工作时，H 通过质子交换膜向负极移动C消耗 3.1 g 氨硼烷，理论上通过内电路的电子为 0.6 molD负极电极反应为：NH 3BH32H 2O6e
9、=NH BO 6H 4 2答案 D解析 根据原电池原理和总反应：NH 3BH33H 2O2=NH4BO24H 2O 分析，正极是 H2O2得电子发生还原反应，电极反应式为 3H2O26H 6e =6H2O，正极消耗氢离子，正极附近溶液的 pH 增大，A 项错误；放电时，阳离子向正极移动，H 通过质子交换膜向正极移动，4B 项错误；左侧 NH3BH3在负极失电子发生氧化反应，负极电极反应式为NH3BH32H 2O6e =NH4BO26H ，则消耗 3.1 g 即 0.1 mol 氨硼烷，理论上通过外电路的电子为 0.6 mol，C 项错误，D 项正确。7(2018呼和浩特市二模)下图是用于航天飞
10、行器中的一种全天候太阳能电化学电池在光照时的工作原理。下列说法正确的是( )A该电池与硅太阳能电池供电原理相同B光照时，H 由 a 极室通过质子膜进入 b 极室C光照时，b 极反应式为 VO2 2OH e =VO H 2O 2D夜间无光照时，a 电极流出电子答案 D解析 硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能，是物理变化，而该电池是化学能转化为电能，两者原理不同，A 项错误；原电池中氢离子向正极移动，所以氢离子由b 极室通过质子膜进入 a 极室，B 项错误；光照时，b 极是负极，发生氧化反应，电极反应式为 VO2 H 2Oe =VO 2H ，C 项错误；夜间无光照时，相当于蓄电池放电，a
11、极的 2电极反应式为 V2 e =V3 ，发生氧化反应，是负极，是电子流出的一极，D 项正确。8(2018成都市二诊)最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时，电池中导电离子的种类不变。已知能量密度电池容量(J)负极质量(g)。下列分析正确的是( )A放电时，Cn(石墨烯)为负极B放电时，Al 2Cl 在负极转化为 AlCl 7 4C充电时，阳极反应为 4Al2Cl 3e =Al7AlCl 7 4D以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度5答案 D解析 放电时，铝是活泼的金属，铝是负极，Cn(石墨烯)为正极，A 错误；放电时，
12、铝是活泼的金属，铝是负极，铝发生氧化反应生成铝离子，铝离子与 AlCl 结合生成 4Al2Cl ，B 错误；充电时，Al 2Cl 在阴极得电子发生还原反应，即阴极反应为 7 74Al2Cl 3e =Al7AlCl ，C 错误；以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度，D 7 4正确。9(2018潍坊市一模)一种新型可逆电池的工作原理如下图所示。放电时总反应为：Al3C n(AlCl4)4AlCl 4Al 2Cl 3C n(Cn表示石墨)。 4 7下列说法正确的是( )A放电时负极反应为：2Al6e 7Cl =Al2Cl 7B放电时 AlCl 移向正极 4C充电时阳极反应为：AlCl e C n=
13、Cn(AlCl4) 4D电路中每转移 3 mol 电子，最多有 1 mol Cn(AlCl4)被还原答案 C解析 电解质是含 AlCl 的熔融盐，没有 Cl ，放电时负极反应为： 4Al3e 7AlCl =4Al2Cl ，A 项错误；放电时，阴离子移向负极，B 项错误；充电时 4 7符合电解原理，阳极失电子，发生氧化反应，电极反应式为：AlCl e C n=Cn(AlCl4)， 4C 项正确；根据放电时总反应：Al3C n(AlCl4)4AlCl 4Al 2Cl 3C n，可以看出每 4 7转移 3 mol 电子，消耗 1 mol Al，同时有 3 mol Cn(AlCl4)被还原，D 项错误
14、。10(2018株洲市质检)下图是一种已投入生产的大型蓄电系统。电解质通过泵不断地在储罐和电池间循环；中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为 Na2S2和 NaBr3，放电后，分别变为 Na2S4和 NaBr。下列说法中正确的是( )A左储罐中的电解质为 Na2S2，右储罐中的电解质为 NaBr36B在充电过程中钠离子通过膜的流向为从右到左C放电时，正极的电极反应为 Na2S42Na 2e =2Na2S2D电池充电时，阳极的电极反应为 3NaBr2e =NaBr32Na 答案 D解析 放电前，被膜隔开的电解质为 Na2S2和 NaBr3，放电后，
15、分别变为 Na2S4和NaBr，可知 Na2S2 Na 2S4被氧化，NaBr 3 NaBr 被还原，左储罐为电源的正极，原电池正极发生还原反应，则左储罐电解质为 NaBr3，右储罐为电源的负极，原电池负极发生氧化反应，则右储罐电解质为 Na2S2，A 项错误；充电时，左电极为电解池阳极，右电极为电解池阴极，阳离子向阴极移动，故钠离子通过膜的流向为从左到右，B 项错误；放电时，正极的电极反应为 NaBr32e 2Na =3NaBr，C 项错误；电池充电时，阳极的电极反应为 3NaBr2e =NaBr32Na ，D 项正确。二、非选择题11(1)(2018福州市期末)下图是某甲醇燃料电池工作的示
16、意图。质子交换膜(只有质子能够通过)左、右两侧的溶液均为 1 L 2 molL1 H2SO4溶液。电极 a 上发生的电极反应式为_，当电池中有 1 mol e 发生转移时左、右两侧溶液的质量之差为_g(假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。(2)(2018合肥市质检)科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将 CO2转化为气体燃料 CO。该装置工作时的总反应的化学方程式为_。答案 (1)CH 3OH6e H 2O=CO26H 12(2)2CO2 2COO 2= = = = =紫 外 光 解析 (1)根据图示分析，通入甲醇的 a 电极为原电池的负极，通入 O2的 b 电极为原电池的
17、正极，a 电极上发生的电极反应式为：CH 3OH6e H 2O=CO26H ，根据原电池原理，阳离子移向正极，故每转移 1 mol e 时，有 1 mol H 由左侧溶液进入右侧溶液，7则电子转移的量与左侧溶液质量减少量的关系式可以看成 6e H 2O，转移 1 mol e 时，左侧溶液质量减少 g3 g；b 电极上发生的电极反应式为：O 24H 4e =2H2O，则186电子转移的量与右侧溶液质量增加量的关系式可以看成 4e 2H 2O，转移 1 mol e 时，右侧溶液质量增加 g9 g，则左、右两侧溶液的质量差为 3 g9 g12 g。364(2)根据图示，M 极为负极，负极上 H2O 转化为 O2，电极反应为2H2O4e =O24H ，N 极为正极，正极上 CO2转化为 CO，电极反应为CO22e 2H =COH 2O，根据得失电子守恒，可得总反应的化学方程式为 2CO2O22CO。= = = = =紫 外 光 8
