专题1.5 微项目 设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案-2020-2021学年高二上学期章节复习必杀题(新鲁科版)

微项目 设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案 单元复习·必杀20题 1.(2020·肃宁县第一中学高二月考)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备 Fe(OH)2，装置如图所示，其中电解池两极材料分别为铁和石墨，通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。则下列说法正确的是( ) A.石墨电极Ⅱ处的电极反应式为O2＋4e－===2O2－ B.X是铁电极 C.电解池中有1 mol Fe溶解，石墨Ⅰ耗H2 22.4 L D.若将电池两极所通气体互换，X、Y两极材料也互换，实验方案更合理。 【答案】D 【解析】 左边装置是原电池，通入氢气的电极I是负极、通入氧气的电极II是正极，负极反应式为H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-。右边装置是电解池，X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H2O +2e-=H2↑+2OH-，阳极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH) 2↓。 A.通入氧气的电极II是正极，正极上氧气获得电子，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，A错误； B.X与负极连接，作阴极，Y与电源正极连接，作阳极，要制取Fe(OH) 2，阳极Y必须是铁电极，X电极为石墨电极，B错误； C.电解池中有1mol Fe溶解，失去2mol电子，根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知在石墨Ⅰ耗H21mol，但未指明气体所处的条件，因此不能确定氢气的体积就是 22.4 L，C错误； D.若将电池两极所通气体互换，则I是正极，X是阳极，X电极材料是Fe，该电极产生的Fe2+和碱反应得到Fe(OH) 2白色沉淀，可以将沉淀和氧气隔绝，实验方案更合理，D正确； 故答案选D。 2.(2020·北大成都附属实验学校高三月考)铝—空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点，装置如图所示，电池的电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是 A.放电时，消耗氧气22.4 L(标准状况)，有4 mol OH—从左往右通过阴离子交换膜 B.充电时，电解池阳极区的电解质溶液中c(OH—)逐渐增大 C.放电过程的负极反应式：Al+3OH—3e—=Al(OH)3↓ D.充电时，铝电极上发生还原反应 【答案】D 【解析】 根据图示，该电池放电的总反应方程式为：4Al +3O2+ 4KOH =4KAlO2 +2H2O，离子方程式为：4Al +3O2+ 4OH -=4AlO2-+2H2O，其中负极为铝，电极反应式为4Al -12 e-+16OH -=4AlO2-+8H2O，正极为多孔电极，电极反应式为3O2 + 12e-+ 6H2O = 12OH-； A. 放电是原电池，标准状况下，22.4 L氧气的物质的量为1mol，电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，电解质溶液中的阴离子从正极区移向负极区，即OH-从右往左通过阴离子交换膜，故A错误； B. 充电是电解池，电解池阳极发生的电极反应可以看成原电池正极反应的逆反应，电极反应式为4OH- -4e- = O2+2H2O，阳极区电解质溶液中c(OH-)逐渐减小，故B错误； C. 根据上述分析，放电过程的负极反应式：4Al -12 e- +16OH -=4AlO2-+8H2O，故C错误； D. 放电时，铝做负极，发生氧化反应，充电时，铝电极作阴极，发生还原反应，故D正确。 3.(2020·全国高三专题练习)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。一段时间后，断开电键K，下列说法正确的是 A.电流由A极流出，最后由B极流入 B.反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu固体能使溶液恢复原浓度 C.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e—+2H2O=+8H+ D.甲池中消耗280 mL(标准状况下) O2，此时丙池中理论上析出3.2g固体 【答案】B 【解析】 A.CH3OH燃料电池，通氧气的极为正极，则电流由B流出，A流入，故A错误； B.乙池中电解Cu(NO3)2溶液，阳极为Ag，则阳极Ag溶解，阴极有Cu析出，反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu固体能使溶液恢复原浓度，故B正确； C.甲池电解质溶液为KOH，则通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O，故C错误； D.甲池中消耗280mL(标准状况下)O2的物质的量为=0.0125mol，转移电子0.0125mol×4=0.05mol，丙池中析出Cu的质量为×64 g/mol=1.6g，故D错误。 4.(2020·洮南市第一中学高三月考)利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示。H+、O2