2020年高考化学热点专练五 新型电池(带答案)

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

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NO3－→N2，化合价降低，电极反应式为2NO3－＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O，消耗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＋-e－═Fe3＋，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

O+2CO-4e=2CO

B. 石墨2上的电极反应为：-2-

223

C. 阳极的电极反应为：N2O4+2HNO3-2e-=N2O5+2H+

D. 每制得1molN2O5，理论上消耗标况下2．8L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+4CO32—8e-=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CH4122.4

8

=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—空气的碱性燃料电池。下列说法不正确的是(已知电流效率η=×100%)

A. 电源负极的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O

B. 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0.02mo1×4=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η=×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