专题九 化学能与电能 课件 2021届高考化学二轮复习

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4.(2020课标Ⅲ,12,6分)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如右图所示,其中在VB2电极发 生反应:VB2+16OH--11e- V O34-+2B(OH )-4+4H2O。该电池工作时,下列说法错误的是( )
A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应
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答案 D A项,放电时Zn极为负极,负极反应式为Zn-2e-+4OH- Zn(OH )24- ,正确;B项,放电时,正 极反应为CO2+2e-+2H+ HCOOH,每转化1 mol CO2,转移2 mol电子,正确;C项,充电时,阳极反应 式为2H2O-4e- 4H++O2↑,阴极反应式为2Zn(OH )24+- 4e- 2Zn+8OH-,将两极电极反应式相加得 总反应,正确;D项,充电时,正极溶液中OH-浓度降低,错误。
B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C.电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O
8B(OH )-4+4V O34-
D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
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答案 B 正极发生的电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,因此当负载通过0.04 mol电子时,消耗O2
··S
·S·
·S·
··]2-Na+
B.放电时正极反应为xS+2Na++2e- Na2Sx
C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D.该电池是以Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池
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答案 C A项,Na2S4中有类似Na2O2中O原子间形成的非极性键,正确;B项,由电池的总反应方程式 可知,x个S原子得到2个电子,故放电时正极反应式为xS+2Na++2e- Na2Sx(因Na2Sx难溶于熔融硫, 故不拆),正确;C项,由电池的总反应方程式可知,放电时,钠失去电子是负极反应物,硫得到电子是 正极反应物,故Na和S分别作电池的负极和正极,错误;D项,由题图可知Na-β-Al2O3是隔膜,且电池可 以充电,属于二次电池,正确。
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2.(2020山东,10,2分)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获 得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水 (以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是 ( )
A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e- 2CO2↑+7H+ B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜 C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 g D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
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答案 B A项,结合题给微生物脱盐电池装置可知,a极的电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e- 2 CO2↑+7H+,故a极为负极,b极为正极,正确。B项,a极区有H+产生,阳离子增多,为保证溶液呈电中 性,Cl-需定向迁移到a极区,隔膜1为阴离子交换膜;同理,b极的电极反应式为2H++2e- H2↑,需Na +定向迁移到b极区,隔膜2为阳离子交换膜,错误。C项,当电路中转移1 mol电子时,有1 mol Na+和1 mol Cl-发生定向迁移,故理论上除盐58.5 g,正确。D项,结合电极反应式,得8e-~2CO2~4H2,故电池工 作一段时间后,正、负极产生的气体的物质的量之比为2∶1,正确。
4VO34- +8B(OH )-4 +16H2O,相加可得电池总
反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O 8B(OH )-4 +4V O34- ,C项正确;外电路中,电流由电池正极(复合碳
电极)经负载流到负极(VB2电极),电池内部,电流由电池负极经电解质溶液(KOH溶液)流回正极,D
项正确。
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选考 化学
广东省专用
专题九 化学能与电能
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考点1 原电池 金属的电化学腐蚀与防护
1.(2020天津,11,3分)熔融钠-硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2 Na+xS Na2Sx(x=5~3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
A.Na2S4的电子式为Na+[··S
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3.(2020课标Ⅰ,12,6分)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下,电极为 金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问 题提供了一种新途径。
下列说法错误的是 ( ) A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH- Zn(OH )24B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol C.充电时,电池总反应为2Zn(OH )24- 2Zn+O2↑+4OH-+2H2O D.充电时,正极溶液中OH-浓度升高
0.01 mol,即标准状况下0.224 L,A项正确;正极O2发生反应产生OH-,c(OH-)增大,正极区溶液pH升
高,负极VB2发生反应消耗OH-,c(OH-)减小,负极区溶液pH降低,B项错误;正极反应×11即11O2+22H2
O+44e-
44OH-,负极反应×4即4VB2+64OH--44e-
A.阴极的电极反应式为Fe-2e- Fe2+ B.金属M的活动性比Fe的活动性弱 C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D.钢铁设施在河来自百度文库中的腐蚀速率比在海水中的快 答案 C A项,题图中金属的防护方法是牺牲阳极的阴极保护法,金属M失去电子被氧化,水在钢 铁设施表面得到电子,错误;B项,金属M和钢铁设施构成原电池,金属M作负极,故金属M的活动性 比铁的活动性强,错误;C项,电子流向钢铁设施,钢铁设施表面积累大量电子而被保护,正确;D项,海 水中含有大量电解质,故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,错误。
易错提醒 原电池中电流方向:外电路中由电池正极流向负极;电池内部,由负极流回正极。 原电池中电子移动方向:外电路中由电池负极流向电池正极,内电路电解质溶液中无电子通过。
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5.(2020江苏单科,11,4分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图 所示的情境中,下列有关说法正确的是 ( )