内容正文:
4.1原电池基础检测2024-2025学年高二化学人教版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.页岩气的主要成分为CH4,是我国能源新希望。下列说法正确的是
A.页岩气属于新能源,子孙万代可长久开采
B.页岩气属于生物质能,是可再生能源
C.甲烷完全燃烧过程中,C-H键断裂而释放出热能
D.利用甲烷、氧气、稀硫酸可设计燃料电池
2.原电池是
A.把光能转化为化学能 B.把化学能转化为光能
C.把热能转化为电能 D.把化学能转化为电能
3.电池对环境的污染目前还没有被人们充分的认识到,下列有关电池污染及回收的有关叙述正确的是
A.电池一般比较小,即使埋到土壤中也不会造成太大危害
B.电池回收的主要目的是为了提取里面的银、汞等金属
C.废旧电池可以直接通过燃烧的方式销毁
D.电池不仅污染土壤,也污染地下水
4.食品保鲜所用的“双吸剂”,是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按照一定比例组成的混合物,可同时吸收氧气和水,起到抗氧化和干燥的作用。下列说法不正确的是
A.“双吸剂”中的生石灰有吸水作用
B.“双吸剂”吸收氧气时,发生了原电池反应
C.氯化钠的作用是作电解质,传导离子构成回路
D.炭粉上发生的电极反应为
5.下列关于锌铜原电池的说法中正确的是
A.电流由锌片流到铜片 B.铜片上产生大量气泡并且铜片不断减少
C.锌片上发生失电子的还原反应 D.这是一个将化学能转变为电能的装置
6.依据氧化还原反应2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计的原电池如图所示。下列有关说法不正确的是
A.电极X的材料是Cu
B.电解质溶液Y是CuSO4溶液
C.电子从X电极经导线流向Ag电极
D.Ag电极为电池的正极,电极反应为Ag++e- =Ag
7.判断如图原电池装置图示中电子或离子流向、正极或负极等标注正确的是
A.图甲铅蓄电池 B.图乙锌银纽扣电池
C.图丙燃料电池 D.图丁锌铜原电池
8.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A.甲:反应开始,Zn电极附近溶液中的浓度减小程度大
B.乙:正极反应式为
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:该装置中氧化反应和还原反应在不同区域进行
9.某兴趣小组设计的原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是
A.锌片为正极 B.碳棒上发生了还原反应
C.电子由碳棒经导线流向锌片 D.H+向锌片移动
10.下列叙述正确的是
A.不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置均可实现
B.充电电池又称二次电池,其充电时的反应是放电时的反应逆向进行
C.镍镉电池不能随意丢弃的主是原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵
D.燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,其能量利用率可达100%
11.课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是
A.图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片
B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成
C.图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流
D.原电池是将化学能转化成电能的装置
12.22届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕,科技部提出了“科技冬奥”理念,重力于做好此次冬奥会的科技支撑保障工作。下列说法不正确的是
A.北京冬奥会使用二氧化碳跨临界制冰机组,与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
B.有舵雪橇中的碳纤维是一种有机高分子材料
C.冬奥会上礼仪服是石墨烯材料制成,石墨烯是一种分子晶体
D.采用氢燃料电池车,开发了全新的车载光伏发电系统,体现了“绿色出行”的理念
13.下列说法正确的是( )
A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B.在原电池中,电子流出的一极是正极,该电极上发生还原反应
C.原电池是将化学能转变为电能的装置
D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
14.某金属Mg—空气电池装置示意图如下,下列有关说法不正确的是
A.碳材料作原电池正极,发生还原反应
B.放电时,金属Mg失去电子
C.放电时,OH-向碳材料迁移
D.电池工作的总反应为
15.热激活电池应用于特殊环境。一种热激活电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
已知:总反应为。
A.电势:a极>b极
B.放电时,电子由a极经电解质流向b极
C.正极的电极反应式为
D.负极减轻14g时,理论上有2mol阴离子向a极迁移
16.一种以和为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电池的负极反应为
B.电池放电时从b极区移向a极区
C.电子从电极a经外电路流向电极b
D.放电一段时间后,正负两极生成的和消耗的的量相等
17.机动车使用的铅蓄电池构造如图所示,其电池反应的方程式为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。电池工作时,下列说法不正确的是
A.铅作正极
B.二氧化铅发生还原反应
C.电子从铅电极经导线流向二氧化铅电极
D.铅电极的电极反应式:Pb-2e-+SO= PbSO4
18.锌-空气蓄电池具有能量密度高、性能稳定、价格低廉等特点,是锂离子电池的理想替代品,其放电时的工作原理如图所示,离子交换膜只允许通过,下列说法正确的是
A.放电时,正极反应式为
B.充电时,从左向右迁移
C.充电时,阴极附近pH减小
D.放电时,正极室溶液的质量减小
19.联氨(N2H4)是火箭燃料,有专家设计了一种联氨环保电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.N极为电源的正极
B.M极生成氮气且电极附近pH升高
C.c口通入O2,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O
D.联氨的电子式为
20.使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。下列有关某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池的说法中,不正确的是
A.正极反应:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-
B.负极反应:H2 - 2e-=2H+
C.在标况下,当正极消耗11.2 L O2时,负极消耗22.4 L H2
D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高,而且产物是水,属于环境友好电池
21.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是
A.原电池反应均是自发的氧化还原反应
B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置
D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
22.最近科学家发明了一种酶电池,该电池的电解质溶液中含有酶,酶分解纤维素会产生氢离子,氢离子与空气混合产生水,从而形成电流。其结构如图所示。下列关于该电池的叙述不正确的是
A.该电池属于燃料电池 B.a为该电池的正极
C.工作一段时间后,溶液的pH增大 D.H+向a极移动
23.杭州亚运会开幕式主火炬选择甲醇作为燃料,助力打造首届碳中和亚运会。下图为绿色甲醇生态示意下列有关说法错误的是
A.太阳能电池板的主要材料为晶体硅
B.二氧化碳和氢气制甲醇的过程中原子利用率为100%
C.汽车中使用的甲醇燃料电池放电时将化学能转化为电能
D.使用合适的催化剂可提高二氧化碳和氢气制甲醇的生产效率
24.将反应 Cu(s)+2Ag+(aq) == Cu2+(aq)+2Ag(s)设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是
A.电极X是正极,其电极反应为Cu-2e-== Cu2+
B.银电极板质量逐渐减小,Y溶液中c(Ag+)增大
C.当X电极质量变化0.64 g时,Y溶液质量变化2.16 g
D.外电路中电流由银极流向铜极
25.以柏林绿Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,Mo箔上的电势比Mg箔上的低
B.充电时,Mo箔接电源的负极
C.放电时,正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]
D.充电时,外电路中通过0.2mol电子时,阴极质量增加3.55g
二、填空题
26.燃料电池工作原理:将两极反应物分别不断输入电池的两极,将燃料(如氢气)在 极,发生 反应,氧化剂(如氧气)在 极,发生 反应,实现一个相当于燃烧反应的电池反应,将 能转化为电能。
27.锌铜原电池的工作原理
装置示意图
注:盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象
锌片 ,铜片上 ,电流表指针发生
能量转换
转化为
微观探析
在硫酸锌溶液中,负极一端的 失去电子形成 进入溶液
在硫酸铜溶液中,正极一端的 获得电子变成 沉积在铜片上
电子或离子移动方向
电子: 极流向 极
盐桥: 移向ZnSO4溶液, 移向CuSO4溶液
工作原理,电极反应式
负极:Zn-2e-=Zn2+( 反应)
正极:Cu2++2e-=Cu( 反应)
总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(1)ZnZnSO4半电池:在ZnSO4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn被 ,锌原子失去电子,形成Zn2+进入溶液,即Zn-2e-=Zn2+;从锌片上释放出的 ,经过导线流向铜片。
(2)CuCuSO4半电池:CuSO4溶液中的Cu2+从铜片上得到 , 为铜单质并沉积在铜片上,即Cu2++2e-=Cu。
(3)盐桥的作用:电池工作时,盐桥中的 会移向ZnSO4溶液, 移向CuSO4溶液,使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后,形成断路,反应停止。
28.吸入氧气、排出二氧化碳,这看似再简单不过的新陈代谢,在遥远的太空中却并不容易,因为在航天服、航天器、空间站等密闭系统中,CO2浓度会高得多,而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡,因此必须通过一定方法将CO2清除。
I.非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术
(1)我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂,该技术设备操作简单,功能可靠,适用于短期出舱任务。吸附时发生反应的化学方程式为 。采用LiOH而不用NaOH的原因是 。
Ⅱ.再生式快速循环胺技术
(2)以固态胺作为吸附剂,吸附CO2与水蒸气。当固态胺吸附饱和后,将其暴露于真空中,破坏碳酸氢盐的化学键,释放出CO2,从而完成吸附剂的再生。该技术大大提升了舱外航天服的续航时间。固态胺的吸附是 变化。
Ⅲ.萨巴蒂尔(Sabatier)除碳生氧技术
(3)利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如下图所示。
下列说法错误的是___________。
A.CO2的最终产物为CH4和O2
B.电解水装置中,反应物的能量高于生成物的能量
C.萨巴蒂尔反应器中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4
D.物质转化中O、H原子的利用率均为100%
Ⅳ.富集CO2的原电池模拟装置如图:
(4)b极为 极,a电极上发生的电极反应为 。
(5)上述电极材料采用多孔碳载镍,“多孔”的优点是 。
(6)该装置若消耗2 mol H2,则理论上在b极除去CO2的体积约为 L(标准状况下)。
V.能量存储与循环技术
(7)将电解水装置与燃料电池配合使用,可实现充放电的循环过程,应用于长寿命的航天器中,工作原理如图:
关于该循环系统下列说法正确的是
A.该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化
B.电解池中可选用CuSO4来增强水的导电性
C.太阳能电池帆板的主要成分为SiO2
D.利用太阳能代替化石能源符合“低碳经济”
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.页岩气属于化石能源,是不可再生资源,不是新能源,故A错误;
B.页岩气属于化石能源,是不可再生资源,故B错误;
C.断裂化学键要吸收能量,C-H 键断裂吸收热能,同时形成新化学键释放能量,故C错误;
D.甲烷和氧气的反应属于自发的氧化还原反应,稀硫酸为电解质溶液,所以利用甲烷、氧气、稀硫酸可设计燃料电池,故D正确;
综上所述答案为D。
2.D
【详解】原电池是把化学能转化为电能的装置,故答案选D。
3.D
【分析】
【详解】A.电池含有有毒的重金属离子,埋到土壤中会引起土壤污染,故A错误;
B.电池回收的主要目的防止污染,其次是回收金属,故B错误;
C.燃烧不能消除重金属离子的污染,所以废旧电池不能直接通过燃烧的方式集中销毁,故C错误;
D.重金属离子会污染环境,重金属离子能溶于水,不仅污染土壤,也污染地下水,故D正确;
故选:D。
4.D
【详解】A.生石灰可以吸收水分生成熟石灰,故有吸水作用,A正确;
B.“双吸剂”吸收氧气时,发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,发生了原电池反应,B正确;
C.氯化钠溶于水形成电解质溶液,传导离子构成回路,C正确;
D.这是一个中性环境,故炭粉上发生的电极反应应该是,D错误;
故选D。
5.D
【详解】A.锌比铜活泼,形成原电池反应时,锌为负极,铜为正极,电流由铜片流到锌片,故A错误;
B.H+在铜片上得电子被还原生成H2逸出,Cu的质量不变,故B错误;
C.锌为负极,负极上锌失电子发生氧化反应,故C错误;
D.该装置是原电池,原电池工作时,化学能转化为电能,故D正确;
故选D。
6.B
【详解】A. 根据总反应式可知铜失去电子,溶液中的银离子得到电子,铜是负极,银是正极,则电极X的材料是Cu,A正确;
B. 溶液中的银离子得到电子,电解质溶液Y是硝酸银溶液,B错误;
C. 负极失去电子,则电子从X电极经导线流向Ag电极,C正确;
D. 根据以上分析可知Ag电极为电池的正极,电极反应为Ag++e-=Ag,D正确;
答案选B。
7.C
【详解】A.铅蓄电池中Pb是原电池负极,PbO2是原电池正极,A错误;
B.锌银纽扣电池中Zn是原电池负极,Ag2O是原电池正极,B错误;
C.H2是燃料电池的负极,失去电子,O2是燃料电池的正极,溶液中H+向正极移动,C正确;
D.锌铜原电池,盐桥中Cl-向负极(右池)移动,D错误;
故选C。
8.A
【详解】A.甲装置为Zn、Cu原电池,Zn做负极,失去电子变成Zn2+,Cu做正极,氢离子得电子生成氢气,所以反应开始,Cu电极附近溶液中的浓度减小程度大,故A错误;
B.乙装置中Ag2O做正极,反应式为,故B正确;
C.丙装置中锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒由于发生反应会变薄,故C正确;
D.丁装置中氧化反应和还原反应分别在U型管的左侧区域和右侧区域进行,故D正确;
故答案选A。
9.B
【详解】A.锌是活泼的金属,锌片为负极,A错误;
B.碳棒是正极,碳棒上氢离子发生了得到电子的还原反应,B正确;
C.电子由锌片经导线流向碳棒,C错误;
D.碳棒上氢离子发生了得到电子的还原反应,H+向碳棒移动,D错误;
答案选B。
10.B
【详解】A.不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置不能实现,A错误;
B.充电电池又称二次电池,其充电时的反应是放电时的反应逆向进行,B正确;
C.镍镉电池不能随意丢弃的主是原因是重金属污染,C错误;
D.燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,其能量利用率高、但不可能达100%,D错误;
答案选B。
11.A
【详解】A.图中a极为锌片、b极为铜片时,锌片作负极,电子由锌片通过导线流向铜片,A结论错误;
B.根据装置图可知,原电池由电极、电解质溶液和导线等组成,B结论正确;
C.图中a极为铝条、b极为锌片时,铝与酸反应生成铝离子,则铝片作负极,导线中会产生电流,D结论正确;
D.原电池是向外提供电能的装置,是将化学能转化成电能的装置,D结论正确;
答案为A。
12.B
【详解】A.氟氯烃化合物进入高空会破坏臭氧层,使到达地面的紫外线增多,因此二氧化碳跨临界直冷制冰技术的使用会减少臭氧层破坏,A正确;
B.碳纤维是一种碳单质,不是有机高分子化合物,B错误;
C.石墨烯是一种分子晶体,C正确;
D.氢燃料电池车产物是水,会减少二氧化碳的排放,体现了“绿色出行”的理念,D正确;
故选:B。
13.C
【详解】A.燃料电池属于原电池,正负极的材料也可以选用石墨做电极,故A错误;
B.原电池中负极失电子被氧化,电子由此极流出,流向正极,正极得电子被还原,故B错误;
C.原电池是将化学能转化为电能的装置,故C正确;
D.原电池中化学能除转化为电能外,还有部分转化为热能,原电池的能量转化率小于100%,故D错误;
故答案选C。
14.C
【分析】从金属Mg—空气电池装置示意图中可以看出,Mg的金属活动性强,作原电池的负极,通入空气的碳电极作原电池的正极。电池工作时,负极2Mg-4e-=2Mg2+,正极O2+2H2O+4e-=4OH-。
【详解】A.由分析可知,碳材料作原电池正极,O2得电子发生还原反应,A正确;
B.金属Mg作原电池的负极,放电时,金属Mg失去电子发生氧化反应,B正确;
C.原电池工作时,阴离子向负极移动,则放电时,OH-向Mg电极迁移,C不正确;
D.电池工作时,负极2Mg-4e-=2Mg2+,正极O2+2H2O+4e-=4OH-,则总反应为,D正确;
故选C。
15.C
【详解】A.由总反应为可知,Li失电子,化合价升高,Li作负极,即a极是负极,b是正极,正极的电势高于负极的电势,所以电势为a极<b极,故A错误;
B.放电时,电子由a极经导线、用电器流向b极,电子不能流经电解质,故B错误;
C.由总反应为和负极的电极反应式Li-e-=Li+可知,正极的电极反应式为,故C正确;
D.负极的电极反应式为Li-e-=Li+,负极减轻14g时,转移的电子为2mol,迁移的阴离子有F-、、,根据电荷守恒,迁移的阴离子在1mol与2mol之间,故D错误;
答案为C。
16.B
【分析】NaBH4中H为-1价,有强还原性,H2O2有强氧化性,在电池中,NaBH4在负极失去电子,所以电极a是负极;H2O2在正极得到电子,电极b为正极。
【详解】A.在电池中,NaBH4在负极失去电子,氢由-1价升高到+1价,在碱性溶液中电池的负极反应为: ,故A正确;
B.在原电池中,阳离子向正极移动,所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区,故B错误;
C.在原电池中,电子从负极流向正极,即电子从电极a经外电路流向电极b,故C正确;
D.负极反应为:,失去电子的物质的量和消耗OH-的物质的量相等;正极反应为:H2O2+2e-=2OH-,得到电子的物质的量和生成OH-的物质的量相等,所以放电一段时间后,正负两极生成的OH-和消耗的OH-的量相等,故D正确;
故选B。
17.A
【详解】A.根据电池反应方程式,Pb由0价到+2价,化合价升高,则铅电极是负极,故A错误;
B.二氧化铅中的铅化合价由+4到+2,降低被还原,发生还原反应,故B正确;
C.铅是负极,失去电子,电子经导线流向二氧化铅正电极,故C正确;
D.铅电极失去电子生成Pb2+和SO生成PbSO4,电极反应式为Pb-2e-+SO= PbSO4,故D正确;
答案A。
18.D
【详解】A.放电时,由于溶液呈碱性,应用平衡电荷,选项A错误;
B.由于离子交换膜只允许通过,充电时,不能通过离子交换膜,选项B错误;
C.充电时,阴极附近生成,溶液的增大,选项C错误;
D.放电时,正极室消耗了水生成,但会透过离子交换膜向负极室移动,选项D正确。
答案选D。
19.B
【详解】A.在原电池中阳离子向正极移动,图中氢离子向N极移动,故N极为电源的正极,A正确;
B.M极为负极,电极反应式为N2H4-4e-=N2↑+4H+,M极生成氮气且电极附近pH降低,B不正确;
C.根据氢离子的移动方向,电极N为正极,正极是氧气发生还原反应,则氧气从c口通入,正极的电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,C正确;
D.联氨的电子式为,D正确;
答案选B。
20.B
【详解】A.氢氧燃料碱性电池中,通入氧气的电极是正极,该极上是氧气发生得电子的还原反应,正极反应:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-,故A正确;
B.负极上消耗的是氢气,所以电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O,故B错误;
C.根据总反应式2H2+O2=2H2O可知,在标况下当正极消耗11.2 L O2时,负极消耗22.4 L H2,故C正确;
D.在燃料电池工作时,化学能大多数转化为电能,能量转化率高,并且2H2+O2=2H2O知,氢氧燃料电池的产物是水,水对环境没有污染,所以属于环境友好电池,故D正确。
故选B。
21.A
【详解】A.原电池反应均是自发的氧化还原反应,A正确;
B.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化,B错误;
C.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,C错误;
D.铅蓄电池在放电过程中,负极中正极均生成硫酸铅,质量均增加,D错误,
答案选A。
22.C
【分析】由装置可知a电极上氧气得电子生成水,a作正极,b电极上纤维素在酶催化作用下失去电子生成二氧化碳,同时生成氢离子,b作负极,氢离子通过质子交换膜进入正极,最终溶液中氢离子浓度增大,pH值减小,据此分析解答。
【详解】A.该反应的原理是纤维素和氧气反应生成二氧化碳和水,纤维素和氧气分别在两个电极放电,属于燃料电池,故A正确;
B.根据图示 a电极,氧元素得电子化合价降低,发生还原反应,a为该电池的正极,故B正确;
C.根据电池总反应可知,最终纤维素和氧气反应生成二氧化碳和氢离子,工作一段时间后,溶液的pH减小,故C错误;
D.a为该电池的正极,b是负极,H+向a极移动,故D正确;
故选:C。
23.B
【详解】A.硅是良好的半导体材料,太阳能电池板的主要材料为晶体硅,故A正确;
B.二氧化碳和氢气制甲醇的反应为,除生成甲醇外,还生成了,即原子利用率不为100%,故B错误;
C.电池放电时为原电池原理,将化学能转化为电能,故C正确;
D.使用合适的催化剂可以提高反应速率,提高二氧化碳和氢气制甲醇的生产效率,故D正确;
故答案为:B。
24.D
【详解】A、电极X的材料是铜,为原电池的负极,其电极反应为Cu-2e-== Cu2+,错误;
B、银电极为电池的正极,被还原,发生的电极反应为:Ag++ e--==Ag,银电极质量逐渐增大,Y溶液中c(Ag+)减小,错误;
C、当X电极质量减少0.64 g时,即0.64g ÷64g/mol=0.01 mol,则正极有0.02 mol的银单质析出,即0.02mol×108 g/mol=2.16 g,则溶液质量变化应为2.16 g-0.64 g=1.52 g。错误;
D、电极X的材料是铜,为原电池的负极;银电极为电池的正极,外电路中电流由正极(银电极)流向负极(铜电极)。正确;
答案选D。
25.C
【详解】A. 放电时,Mg作负极,Mo作正极,所以Mo箔上的电势比Mg箔上的高,故A错误;B.充电时,电池的负极接电源的负极,电池的正极接电源的正极,即Mo箔接电源的正极,故B错误;C.根据原电池工作原理,放电时Mg作负极,Mo作正极,正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-= Na2Fe[Fe(CN)6], 故C正确; D.放电时负极上应是2Mg-4e-+2C1-=[Mg2Cl2]2+,通过0.2mol电子时,消耗0.1 mol Mg,质量减少2.4g,则充电时质量增加2.4g,故D错误。答案:C。
【点睛】本题考查电化学的相关知识。根据原电池和电解池的原理分析判断相关的选项。抓住原电池的负极和电解池的阳极均失电子发生氧化反应,原电池的正极和电解池的阴极均得电子发生还原反应,再根据得失电子守恒进行计算。
26. 负 氧化 正 还原 化学
【详解】原电池将化学能转化为电能的一种装置。工作时还原剂在负极失电子发生氧化反应,氧化剂在正极得电子发生还原反应。燃料电池是原电池中的一种,工作原理是将两极反应物分别不断输入电池的两极,将燃料(如氢气)在负极,发生氧化反应,氧化剂(如氧气)在正极,发生还原反应,实现一个相当于燃烧反应的电池反应,将化学能转化为电能,故答案为:负;氧化;正;还原;化学。
27. 逐渐溶解 有红色物质生成 偏转 化学能 电能 Zn Zn2+ Cu2+ Cu 负 正 Cl- K+ 氧化 还原 氧化 电子 电子 还原 Cl- K+
【详解】带有盐桥的铜锌原电池中,可看到锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质生成,电流表指针发生偏转。原电池是将化学能转化为电能的装置。在硫酸锌溶液中,负极一端的Zn失去电子形成Zn2+进入溶液;在硫酸铜溶液中,正极一端的Cu2+获得电子变成Cu沉积在铜片上。电子从负极流向正极,盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶,Cl-移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液。负极Zn失电子,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;正极Cu2+得电子,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
(1)Zn-ZnSO4半电池:在ZnSO4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn被氧化,锌原子失去电子,形成Zn2+进入溶液,即Zn-2e-=Zn2+;从锌片上释放出的电子,经过导线流向铜片。
(2)Cu-CuSO4半电池:CuSO4溶液中的Cu2+从铜片上得到电子,还原为铜单质并沉积在铜片上,即Cu2++2e-=Cu。(3)盐桥的作用:电池工作时,盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后,形成断路,反应停止。
28.(1) 2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O 单位质量时,LiOH吸收的二氧化碳的量更多
(2)化学
(3)BD
(4) 正 H2+CO-2e-=H2O+CO2
(5)提高气体在电极表面的吸附量,使其与溶液充分接触,提高反应速率
(6)44.8
(7)AD
【详解】(1)氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂,化学方程式为:2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。LiOH的摩尔质量小于NaOH,单位质量时,LiOH吸收的二氧化碳的量更多。
(2)固态胺的吸附过程中破坏了化学键,是化学变化。
(3)A.由图可知,CO2的最终产物为CH4和O2,故A正确;
B.电解水装置中,电能转化为化学能,反应物的能量低于生成物的能量,故B错误;
C.由图可知,萨巴蒂尔反应器中发生反应:CO2+4H2=CH4+2H2O,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4,故C正确;
D.由图可知,该反应的总方程式为:CO2+2H2=CH4+O2,O原子的利用率小于100%,故D错误;
故选BD。
(4)b极通入空气为正极,a极通入H2为负极,H2在负极失去电子生成H2O,用CO来配平电荷,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:H2+CO-2e-=H2O+CO2。
(5)上述电极材料采用多孔碳载镍,“多孔”的优点是提高气体在电极表面的吸附量,使其与溶液充分接触,提高反应速率。
(6)O2在正极得到电子生成CO,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:O2+2CO2+4e-=2CO,该装置若消耗2 mol H2,转移4mol电子,则b极吸收2mol CO2,标准状况下的体积为44.8L。
(7)A.该系统中有太阳能电池、电解池、工作马达,存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化,故A正确;
B.电解水装置中电解质溶液不能用CuSO4溶液,Cu2+会在阴极放电生成Cu,故B错误;
C.太阳能电池帆板的主要成分为Si,故C错误;
D.利用太阳能代替化石能源能减少CO2的排放,符合“低碳经济”,故D正确;
故选AD。
答案第1页,共2页
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