2022-2023學(xué)年高中化學(xué)（期末復(fù)習(xí)備考）每日一題 化學(xué)電源（含解析）新人教版選修4

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1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué)（期末復(fù)習(xí)備考）每日一題 化學(xué)電源（含解析）新人教版選修4 科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A．電極a為電池的負(fù)極 B．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．電路中每流過(guò)4 mol電子，在正極消耗44.8 L H2S D．每17 g H2S參與反應(yīng)，有1 mol H＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū) 【參考答案】C 一次電池：發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再使用的電池，如普通

2、鋅錳干電池、鋅銀電池、鋰電池等。 二次電池：放電后可以再充電使活性物質(zhì)再生，可以多次重復(fù)使用的電池，如鉛蓄電池、氫鎳電池等。 燃料電池：能連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池，如氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等。 燃料電池電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)的注意事項(xiàng) （1）燃料電池的負(fù)極是可燃性氣體，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極多為氧氣或空氣，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，可根據(jù)電荷守恒來(lái)配平。 （2）燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用。 （3）燃料電池的電極反應(yīng)中，酸性溶液中不能生成OH?，堿性溶液中不能生成H+；水溶液中不能生成O2?，而熔融電解質(zhì)中O2被還原為O2?。 （4）

3、正負(fù)兩極的電極反應(yīng)在得失電子守恒的前提下，相加后的電池反應(yīng)必然是燃料燃燒反應(yīng)和燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)。 1．對(duì)于化學(xué)電源的敘述正確的是 A．化學(xué)電源比火力發(fā)電對(duì)化學(xué)能的利用率高 B．化學(xué)電源所提供的電能居于人類社會(huì)現(xiàn)階段總耗電量的首位 C．化學(xué)電源均是安全、無(wú)污染的 D．化學(xué)電源即為充電電池 2．以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是 A．該電池能夠在高溫下工作 B．電池的負(fù)極反應(yīng)式為：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋ C．放電過(guò)程中，H＋從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移 D．在電池反應(yīng)中，每

4、消耗1 mol 氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.4/6 L 3．我國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種新型的鋰離子電池，放電時(shí)有關(guān)離子轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是 A．Li＋透過(guò)膜除允許 Li＋通過(guò)外，還允許H2O分子通過(guò) B．放電時(shí)，進(jìn)入貯罐的液體發(fā)生反應(yīng)：＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2 C．充電時(shí)，鈦電極與外電源的負(fù)極相連 D．充電時(shí)，電池內(nèi)部發(fā)生的總反應(yīng)為 Li＋Fe3＋=== Li＋＋Fe2＋ 4．酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過(guò)程產(chǎn)生MnOOH。回收處理該廢

5、電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示： 溶解度/(g/100 g水) 溫度/℃ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 回答下列問(wèn)題： （1）該電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________， 電池反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________。 （2）維持電流強(qiáng)度為0.5 A，電池

6、工作5分鐘，理論上消耗鋅________g。(已知F＝96 500 C·mol－1) （3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過(guò)濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過(guò)________分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、________和________，欲從中得到較純的MnO2，最簡(jiǎn)便的方法為_(kāi)_______，其原理是________。 1．【答案】A 【解析】化學(xué)電源比火力發(fā)電對(duì)化學(xué)能的利用率更高，A正確；火力發(fā)電居于人類現(xiàn)階段耗電量的首位，B錯(cuò)誤；部分廢舊化學(xué)電源會(huì)引起重金屬污染，C錯(cuò)誤；化學(xué)電源包括一次電池、二次電池、燃料電池等，D錯(cuò)誤。 2．【答案】B 【解析】由

7、于是微生物燃料電池，則不可能在高溫下工作，A錯(cuò)誤；放電過(guò)程中，H＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移，結(jié)合O2－形成H2O，C錯(cuò)誤；每消耗1 mol O2則轉(zhuǎn)移4 mol電子，由C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋計(jì)算出：轉(zhuǎn)移4 mol電子則生成1 mol CO2，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4 L，D錯(cuò)誤。 3．【答案】B 【解析】Li＋透過(guò)膜只允許Li＋通過(guò)，故A錯(cuò)誤；鈦電極是電池的正極，充電時(shí)，應(yīng)該與外電源的正極相連，故C錯(cuò)誤；放電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i＋Fe3＋===Li＋＋Fe2＋，則充電時(shí)發(fā)生的總反應(yīng)為L(zhǎng)i＋＋Fe2＋Li＋Fe3＋，故D錯(cuò)誤。 4．【答案】（1）MnO2＋

8、H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋ （2）0.05 （3）加熱濃縮、冷卻結(jié)晶 碳粉 MnOOH 在空氣中加熱 碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2 （2）電流強(qiáng)度為I＝0.5 A，時(shí)間為t＝5 min＝300 s，則通過(guò)電極的電量為Q＝It＝0.5 A×300 s＝150 C，又知F＝96 500 C·mol－1，故通過(guò)電子的物質(zhì)的量為≈0.001 6 mol，則理論上消耗Zn的質(zhì)量為65 g·mol－1×0.001 6 mol×1/2≈0.05 g。 （3）由NH4Cl、ZnCl2的溶解度與溫度的關(guān)系可知，相同溫度下，ZnCl2的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NH4Cl，因此從濾液中分離NH4Cl和ZnCl2，可采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。廢電池的糊狀填充物由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成，加水處理后，過(guò)濾，濾渣中含有碳粉、MnO2及MnOOH等，欲從中得到較純的MnO2，可采用在空氣中加強(qiáng)熱的方法，碳粉與O2反應(yīng)生成CO2，MnOOH氧化為MnO2。