高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用1-出卷、在线组卷出卷网

选择题

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下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是

A、石灰乳中存在沉淀溶解平衡

B、氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂

C、铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应

D、 Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强

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我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无 $\text{[math]}$ 生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为 $\text{[math]}$ 。下列说法错误的是

A、 b电极反应式为 $\text{[math]}$

B、离子交换膜为阴离子交换膜

C、电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜

D、海水为电解池补水的速率为 $\text{[math]}$

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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 $\text{[math]}$

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1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

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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一种高性能的碱性硼化钒(VB₂)—空气电池如下图所示，其中在VB₂电极发生反应： $\text{[math]}$ 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

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 $\text{[math]}$

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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我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO₂水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH₃•H₂O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。

下列说法正确的是（）

A、 b电极为Zn电极

B、放电过程中，负极发生的反应为 $\text{[math]}$

C、电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小

D、理论上，每得到1molNH₃•H₂O，至少需要消耗195gZn

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直接NaBH₄-H₂O₂燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H₂SO₄溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时（）

A、负极上 $\text{[math]}$ 被还原

B、正极发生的反应为 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$ 由负极移向正极

D、正极区溶液中 $\text{[math]}$ 保持不变

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液流电池储能寿命长、安全性高，是大规模高效储能首选技术之一、全钒液流电池、铁铬液流电池是使用规模较大的两种液流电池，它们的装置如图所示。已知铁铬液流电池中甲池电解质溶液为 $\text{[math]}$ 、乙池电解质溶液为 $\text{[math]}$ ；氧化性： $\text{[math]}$ 。下列说法错误的是

A、铁铬液流电池充电时，a电极与电源正极相连，b电极与电源负极相连

B、铁铬液流电池放电时，乙池的电极反应式为 $\text{[math]}$

C、全钒液流电池中，A、B、C、D分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$

D、放电时，电路中通过 $\text{[math]}$ 电子，理论上，有 $\text{[math]}$ 个 $\text{[math]}$ 由乙池经质子交换膜移向甲池

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2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H₂O₂的绿色方法，原理如图所示(已知：H₂O₂ $\text{[math]}$ H⁺+ $\text{[math]}$ ， K_a=2.4×10^-12)，下列说法错误的是

A、催化剂可促进反应中电子的转移

B、 b电极上的电极反应为O₂+H₂O+2e^-= $\text{[math]}$ +OH^-

C、 Y膜为选择性阳离子交换膜

D、以对硝基苯甲酸(

)为原料，用铅蓄电池电解合成对氨基苯甲酸 (

)，阴极的主要电极反应式为

+6e^-+6H⁺=

+2H₂O

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我国新能源汽车上有望推广钠离子电池，一种钠离子电池工作示意图如下，充电时Na⁺经电解液嵌入石墨(C₆)，下列说法错误的是

A、放电时，电势：电极a>电极b

B、放电时，电子从电极b经外电路流向电极a，再经电解液流回电极b

C、放电过程中，导线上每通过1mole^- ，负极质量减少23g

D、充电时，电极a上发生反应的电极反应式为 $\text{[math]}$

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对如图所示的实验装置的判断错误的是

A、开关K置于A处时，可减缓铁的腐蚀

B、开关K置于A处时，铁棒表面有氢气产生

C、开关K置于B处时，铁棒一定为负极

D、开关K置于B处时，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀

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“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一。猴鼓的结构如图所示。下列说法错误的是

A、牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温

B、竹钉的主要成分是纤维素，属于天然高分子

C、桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类

D、铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定

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某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO $\text{[math]}$ )进行无害化处理，其原理如图。

下列有关说法错误的是（）

A、 Mg电极为负极，Pt₁为阳极

B、乙池中NO $\text{[math]}$ 在Pt₁ ，电极发生还原反应

C、碳纳米管析出硫的电极反应为：SO₂+4e^-=S+2O^2-

D、 Pt₂电极可能产生H₂ ，周围pH增大

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pH计是通过测定电池两极电势差(即电池电动势E)确定待测液pH的仪器，复合电极pH计的工作原理如图。室温下，E=0.059pH+0.2 (E的单位为V)。下列说法错误的是（）

A、 pH计工作时，化学能转变为电能

B、指示电极的电极电势随待测溶液的c(H⁺)变化而变化

C、若参比电极电势比指示电极电势高，则指示电极的电极反应式：AgCl(s)+e^- = Ag(s) +Cl^-

D、室温下，若E为0. 377V，则待测溶液的pH=3.0

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小陈同学利用如图所示装置完成厨房小实验，以下能在碳棒上观察到气泡的溶液是（）

A、食醋

B、食盐水

C、糖水

D、纯净水

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下列实验能达到实验目的的是

A	B	C	D

制作简单的燃料电池	证明苯环使羟基活化	制备并收集NO₂	检验溴乙烷的水解产物Br^-

A、 A

B、 B

C、 C

D、 D

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2021年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为： $\text{[math]}$ ，其装置如图所示，负极为碳基材料(Na_mC_n)，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，下列说法正确的是

A、放电时，电子由a极经过导线移向b极

B、充电时，若转移 $\text{[math]}$ ，碳基材料电极将增重23m克

C、放电时a极反应式为： $\text{[math]}$

D、用该电池电解精炼铜，当电池中迁移 $\text{[math]}$ 时，理论上可获得64g纯铜

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目前研究较多的Zn－H₂O₂电池，其电池总反应为Zn+OH^-+HO $\text{[math]}$ =ZnO $\text{[math]}$ +H₂O。现以Zn－H₂O₂电池电解尿素[CO(NH₂)₂]碱性溶液制备氢气，同时获得N₂及极少量O₂(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是

A、装置1中OH^-移向Zn电极

B、反应过程中，d极附近的pH增大

C、电极c的主要反应式为CO(NH₂)₂-6e^-+8OH^-=CO $\text{[math]}$ +N₂+6H₂O

D、通电一段时间后，若Zn电极的质量减轻19.5g，则c电极产生N₂2.24L(标准状况)

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应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确的是

A、闭合 $\text{[math]}$ 后，可对池中的水杀菌消毒

B、断开 $\text{[math]}$ ，闭合 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 由M极流出

C、断开 $\text{[math]}$ ，闭合 $\text{[math]}$ 后，N极金属 $\text{[math]}$ 不断累积

D、钠离子交换膜可用质子交换膜代替

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pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH。pH与电池的电动势E存在关系：pH= $\text{[math]}$ (E的单位为V，K为常数)。

下列说法错误的是

A、 pH计工作时，化学能转化为电能

B、玻璃电极玻璃膜内外c(H⁺)的差异会引起电池电动势的变化

C、若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，可标定常数K=0.2

D、若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极反应为AgCl(s)+e^-=Ag(s)+Cl^-

多选题

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我国科学家研究出一种钠离子可充电电池的工作示意图如下，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，工作原理示意图如下：

其中 $\text{[math]}$ 代表没参与反应的-COONa， $\text{[math]}$ 代表没参与反应的-ONa．下列有关说法错误的是

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无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电池工作原理如图所示：

下列说法错误的是（）

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我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂 $\text{[math]}$ ，可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法正确的是（）

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固体氧化物燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，在高温可以传递O^2-。电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（）

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下列实验操作、对应的现象及结论均正确的是（）

选项	实验操作和现象	结论
A	向苯酚浊液中滴加Na₂CO₃溶液，浊液变澄清	酸性：苯酚>碳酸
B	$\text{[math]}$ 溶液中加入少量 $\text{[math]}$ 溶液，有砖红色沉淀( $\text{[math]}$ )生成	$\text{[math]}$
C	将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片表面产生气泡	该装置构成了原电池，铝片做负极
D	向某溶液中加入稀NaOH溶液，用湿润的红色石蕊试纸检验，无明显现象	溶液中一定无 $\text{[math]}$

非选择题

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资料显示， $\text{[math]}$ 可以将 $\text{[math]}$ 氧化为 $\text{[math]}$ 。某小组同学设计实验探究 $\text{[math]}$ 被 $\text{[math]}$ 氧化的产物及铜元素的价态。

已知： $\text{[math]}$ 易溶于 $\text{[math]}$ 溶液，发生反应 $\text{[math]}$ 红棕色 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 氧化性几乎相同。

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钯(Pd)是一种贵金属，性质类似铂(Pt)。活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、及少量Fe、Cu、Al等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：

已知：I．阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 表示树脂的有机成分)。

II．“沉钯”时得到氯钯酸铵 $\text{[math]}$ 固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。

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某学习小组将Cu与 $\text{[math]}$ 的反应设计为原电池，并进行相关实验探究。回答下列问题：

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2021年国际环境研究大会以“中国走向碳中和可持续发展的进程”为主题，聚焦气候治理政策，其中大气污染物碳氧化物、氮氧化物等的治理和“碳中和”技术的开发应用，成为化学研究的热点问题。

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乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。

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从铜转炉烟灰(主要成分ZnO还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素)中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图所示。

已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。

请回答以下问题：

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以电镀厂含锌废液(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量的 $\text{[math]}$ )为原料制备 $\text{[math]}$ 的工艺流程如下：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 $\text{[math]}$ 如下表所示：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀 $\text{[math]}$	1.9	7.0	3.0	6.6
完全沉淀 $\text{[math]}$	3.2	9.0	4.7	9.1

回答下列问题：

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实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu₂O、ZnO、PbO等)中分别回收铜、铅元素的流程如图：

已知：Cu⁺在酸性环境中能转化为Cu和Cu²⁺。

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丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径。回答下列相关问题：

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我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放，通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存，从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题：

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锂离子电池是新能源汽车的核心部件，综合利用好含锂资源对新能源汽车可持续发展至关重要。科学家用含锂废渣(主要金属元素的含量： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )制备 $\text{[math]}$ ，并制备锂离子电池的正极材料 $\text{[math]}$ 。部分工艺流程如下：

资料：①滤液1、滤液2中部分离子浓度( $\text{[math]}$ )

离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
滤液1	22.72	20.68	0.36	60.18
滤液2	21.94	$\text{[math]}$	0.08	$\text{[math]}$

②EDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物

③某些物质的溶解度(S)

T/℃	20	40	60	80	100
$\text{[math]}$	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72
$\text{[math]}$	34.7	33.6	32.7	31.7	30.9