【备考新思路】高考化学 新型电池问题探究专题整合跟踪训练(含解析)

【备考新思路】2014高考化学新型电池问题探究专题整合跟踪
训练（含解析）
1.(2012·四川)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。

下列有关说法正确的是( )
A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析本题考查了学生对电化学原理的理解与应用。

在原电池中，电解质溶液中，阳离子向正极移动，A项错；在酸性溶液中，正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，当转移0.4 mol电子时，消耗0.1 mol O2，在标准状况下O2的体积为2.24 L，B、D项错，只有C 项符合题意。

答案 C
2．(2012·无锡市测试)如图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。

当闭合开关S后，以下表述正确的是(双选)( )
A．电流表指针不发生偏转
B．Al、Pt两极有H2产生
C．甲池pH减小，乙池pH增加
D．Mg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应
解析根据题给信息闭合S后，甲池为原电池，乙池为电解池，电流表指针发生偏转，A项错；Al电极作负极，Al溶解，不产生H2，B项错；甲池发生的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，pH减小，乙池电解水后，NaOH溶液浓度增大，pH增大，C项正确；甲池中Mg作正极产生H2，乙池中C极作阳极产生O2，当有4 mol电子通过电路时Mg极产生2 mol H2，C极产生1 mol O2，二者在一定条件下恰好完全反应，D项正确。

答案CD
3．(2012·武汉检测)一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的二次电池原理如下图所示，该电池的电解质为6 mol·L－1 KOH溶液，下列说法中正确的是( )
A．放电时K＋移向负极
B．放电时电池负极的电极反应为H2－2e－===2H＋
C．放电时电池正极的电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
D．该电池充电时将碳电极与电源的正极相连
解析该装置连接用电器时，作为电源，发生原电池反应，根据用电器中电子的流向，可确定碳电极作负极，H2在该极发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，则充电时与外电源的负极相连；放电时镍电极作正极，发生还原反应，正极反应式为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－；电解质溶液中的阳离子移向正极，即K＋移向正极(即镍电极)，故只有C项正确。

答案 C
4．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是( )
A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极
B．Y的化学式可能为NO
C．石墨Ⅰ极的电极反应式为：NO2＋NO－3－e－===N2O5
D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应
解析O2在反应中得电子被还原，故通O2的电极石墨Ⅱ为正极，通NO2的电极石墨Ⅰ为负极，A项错误；B项Y是NO2，被氧化后化合价升高，产物应为N2O5，B项错误；石墨Ⅱ极上发生还原反应，D项错误；只有C项正确。

答案 C
5．(2012·长春调研)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。

(1)肼的结构式为___________________________________。

(2)如图是一个电化学过程示意图。

①铂片上发生的电极反应是____________________________。

②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化为128 g，则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积百分含量为20%)。

(3)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，生成产物无污染。

电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。

肼—空气燃料电池放电时负极的电极反应式是__________________________________________
_________________________________________________________。

解析本题以联氨为背景考查了电化学知识。

(1)根据N、H的原子结构特点，N、H在形成的化合物中氮原子、氢原子应都达到稳定结构，推断肼的结构式为NNHHHH。

(2)①铂片与电源负极连接，铂片为阴极，Cu2＋在阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。

②根据该装置中各电极上通过的电量相等，则在电池正极O2得电子总数与阳极上Cu失电子总数相等，即
4n(O2)＝2n(Cu)，则n(O2)＝
128 g
64 g·mol－1
×
1
2
＝1 mol，消耗标准状况下空气的体积为
1 mol×22.4 L·mol
20%
＝112 L。

(3)肼－空气燃料电池中肼在负极失去电子，在碱性条件下，其电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O。

答案(1)HNHNHH
(2)①Cu2＋＋2e－===Cu ②112
(3)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
6．(2012·三明模拟)在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则
(1)电极E为________极，F为________极。

(2)A 极的电极反应式为________________________，析出物质________mol 。

(3)B 极的电极反应式为__________________________，析出气体________mL(标准状况)。

(4)C 极的电极反应式为__________________________，析出物质________mol(标准状况)。

(5)D 极的电极反应式为________________________，析出气体________mL(标准状况)。

(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到________溶液。

解析 根据题意电解一段时间后A 极比C 极重，可判断A 极析出Ag ，C 极析出Cu ，设A
极析出Ag 的物质的量为x ，根据电子守恒，在C 极析出Cu 的物质的量为12x ，则108x －64×12
x ＝1.9，解得x ＝0.025 mol 。

由此可知两电解池内的电解质均是足量的，两池电极反应式：A 极为Ag ＋＋e －===Ag ，B 极为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，C 极为Cu 2＋＋2e －===Cu ，D 极为2Cl －－2e －
===Cl 2↑。

A 、C 两电极析出Ag 、Cu 的物质的量分别为0.25 mol 和0.012 5 mol ；B 极生成O 2的体积(标况)为0.0254
mol×22.4 L/mol＝0.14 L ＝140 mL ；D 极生成Cl 2的体积(标况)为0.012 5 mol×22.4 L/mol＝0.280 L ＝280 mL 。

答案 (1)负 正
(2)4Ag ＋＋4e －
===4Ag 0.025
(3)4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑ 140
(4)Cu 2＋＋2e －===Cu 0.012 5
(5)2Cl －－2e －===Cl 2↑ 280
(6)B 硝酸。