最新高考化学二轮题型必练-铝电池.docx
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1、 2020届高考化学二轮题型对题必练届高考化学二轮题型对题必练 铝电池铝电池 一、单选题(本大题共 29 小题) 1. 斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池, 内部用AlCl4 和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如图所示。下列说法 不正确的是( ) A. 放电时铝为负极,反应为:Al 3e+ 7AlCl4 = 4Al2Cl7 B. 放电时,有机阳离子向石墨电极方向移动 C. 充电时的阳极反应为:Cn+ AlCl4 e= CnAlCl4 D. 放电时电路中每转移 3mol电子,最多有1molCnAlCl4被还原 2. 我国科学家成功研制出新型铝-石墨烯(
2、Cn)可充电电池,电解质为阳离子(EMIM+ )与 阴离子(AlCl4 )组成的离子液体,该电池放电过程如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时铝为负极,发生氧化反应 B. 放电时正极的反应为 C. 充电时石墨烯与电源的正极相连 D. 充电时的总反应为 3. 如图是铝空气电池的示意图。该电池工作时,下列说法正确的是 A. 铝片作正极 B. 电子由石墨沿导线流向铝片 C. 铝片质量不断减少 D. 工作时将电能转化为化学能 4. 2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离 子电池,内部用 AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如图所示。 下列说法不正
3、确的是( ) A. 放电时,铝为负极,石墨为正极 B. 放电时的负极反应为:Al 3e+ 7AlCl4 = 4Al2Cl7 C. 充电时的阳极反应为:Cx + AlCl4 e= CxAlCl4 D. 放电时,有机阳离子向铝电极方向移动 5. 中国科学院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池(如图),大幅提升了电池的 能量密度。 该电池充电时的总反应为 AlxCLiPF6AlLiCxPF6, 下列有关 该电池的说法正确的是 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 19 页 A. 放电时,电子由铝沿导线流向石墨 B. 充电时,PF6 向铝电极移动 C. 充电时,铝电极质量减小 D. 放电时,正极反
4、应式为Al + Li+ e= AlLi 6. 浙江大学高分子科学与工程学系研制出新型铝锂一石墨烯电池,1.1s便可充电完成, 并展现出耐热、抗冻等优异特性,具有广泛的应用前景。该电池的 反应原理为AlLi+ C6(PF6) 放电 充电 Al + C6 + Li+ PF6,电池结构如 下图所示。下列说法正确的是( ) A. 放电时,外电路中电子向铝锂电极移动 B. 放电时,正极反应式为C6(PF6) + e C6+ PF6 C. 充电时,应将石墨烯电极与电源负极相连 D. 充电时,若电路中转移 1mol电子,则阴极质量增加 9g 7. 一种 O2作催化剂的可充电铝CO2电池如图所示。当电池放电时
5、,在 多孔碳电极处生成 Al2(C2O4)3。下列说法正确的是 A. 放电时,多孔碳电极为负极 B. 放电时,电子由多孔碳电极流向铝电极 C. 充电时,电池总反应为Al2(C2O4)3= 2Al + 6CO2 D. 充电时,Al3+向多孔碳电极迁移 8. 中国科学院深圳技术研究院唐永炳团队成功研制出一种全新的铝石墨双离子电 池(AGDIB),采用石墨、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解 液。 电池反应式为CxPF6+ LiyAl Cx+ LiPF6+ Liy1+ Al。 其工作原理如图所示, 下列说法正确的是( ) A. 放电时,石墨电极为负极 B. 放电时,外电路电子由 a经
6、负载流向 b C. 充电时,电解质溶液中Li+向石墨电极区迁移 D. 充电时阳极反应式为PF6 e+ Cx CxPF6 9. 一种新型的铝离子可充电电池的示意图如下,已知放电时电池反应为xAl + VO2 AlxVO2。下列说法正确的是( ) A. 放电时,Al3+向铝极移动 B. 放电时,电能转化为化学能 C. 充电时,阳极发生的反应为AlxVO2 3xe= xAl3+ VO2 D. 充电时,离子液体中Al3+的浓度不断变小 10. 高温时通过以下反应制备金属铝。 用铝制作的“快速放电铝离子二次 电池”的原理如图所示(EMI为有机阳离子)。 Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)3AlC
7、l(g)3CO(g) H 1akJ mol 1 3AlCl(g)2Al(l)AlCl3(g) H2bkJ mol1 Al2O3(s)3C(s)2Al(l)3CO(g) H3 下列说法正确的是( ) A. 该电池放电时的负极反应方程式为Al 3e+ 7AlCl4 = 4Al2Cl7 B. H3 0 C. 该电池充电时石墨电极与电源负极相连 D. Al2O3(s) + 3C(s) = 2Al(l) + 3CO(g) H3= (a b)kJ mol1 11. 铝电池是重要的海洋电池之一,以高纯铝为负极,铂铁合 金为正极,海水为电解质溶液,工作原理如图所示。下列 说法正确的是() A. 该电池可长时间
8、进行保存 B. 该电池工作时,铂铁合金比高纯铝更容易被腐蚀 C. 用稀硫酸代替海水有利于延长电池的使用寿命 D. 正极制成鱼鳃状是为了增大其与水中溶解氧的接触面积 12. 浙江大学高分子科学与工程学系研制出新型铝锂-石墨烯电池,1.1 s便可充电完成, 并展现出耐热、抗冻等优异特性,显示出广泛的应用前景。电池反应原理为 AlLi + C6(PF6),电池结构如图所示。下列说法正确的 是 A. 放电时外电路中电子向铝锂电极移动 B. 放电时正极反应为 C. 充电时,应将石墨烯电极与电源负极相连 D. 充电时,若电路中转移 1 mol电子,则阴极质量增加 9 g 第! !异常的公式结尾异常的公式结
9、尾页,共 19 页 13. 斯坦福大学化学家戴宏杰率领的团队研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常 性能铝离子电池,该电池采用新型石墨(Cn)和铝作电极,内部用 AlCl4和有机阳 离子构成电解质溶液,已知负极电极反应式为 Al-3e+7AlCl4 = 4Al2Cl7。下列说 法错误的是 A. 充电时,该电池负极应连接外接电源的负极 B. 放电时,电子从铝电极流出经过电解质溶液到达石墨电极 C. 充电时,阳极的电极反应为:Cn+ AlCl4 e = CnAlCl4 D. 放电时,电路中每转移 1mol电子,负极的质量就减轻 9g 14. 我国科学家成功研制出一种全新的铝-石墨双离子电池(AGD
10、IB)这种新型AGDIB电 池采用廉价且易得的石墨作为电池正极材料,铝锂合金作为负极材料,LiPF6作电 解质,碳酸酯为溶剂,反应原理是AlLi+ Cl(PF6) 充电 放电 LiPF6+ xC + Al。下列关于该 电池的说法不正确的是 A. 该电池不能用水溶液作为电解质 B. 放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移 C. 充电时,若转移 1 mole ,阴极电极将增重 7 g D. 放电时,正极的电极反应式为AlLi e= Li+ Al 15. 有一种新型的锂电池,其制作是利用了金属锂和石墨作电极,其电解质溶液是四氯 合铝酸锂(LiAlCl4)溶解在二氯亚硫酰(其化学式是 SOCl2)中
11、形成的,原电池的电极 总反应式是:8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S,下列关于这种新型电池的说法中 错误的是( ) A. 电池工作过程中,SOCl2被还原为Li2SO3 B. 锂作为电池的负极,石墨作电池的正极 C. 该电池内环境应该是无水环境,否则影响电池的寿命 D. 电池工作时,锂提供的电子的物质的量与析出硫的物质的量之比是4 1 16. 高温时通过以下反应制备金属铝 用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理 如下图所示(EMI为有机阳离子)下列说法正确的是( ) Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)3AlCl(g)3CO(g) H 1a kJ mol 1 3AlCl(
12、g)2Al(l)AlCl3(g) H2b kJ mol1 Al2O3(s)3C(s)2Al(l)3CO(g) H3c kJ mol1 A. H3 0 B. Al2O3(s)+ 3C(s) = 2Al(l) + 3CO(g) H3= (a b)kJ mol1 C. 该电池充电时石墨电极与电源负极相连 D. 该电池放电时的负极反应方程式为Al 3e+ 7AlCl4 = 4Al2Cl7 17. 铝石墨双离子电池是一种全新低成本、高效电池。原理为:AlLiCx(PF6) 放电 充电 Al xCLiPF 6 ,电池结构如图所示。下列说法正确的是 A. 放电时,外电路中电子向铝锂电极移动 B. 充电时,应
13、将铝石墨电极与电源负极相连 C. 放电时,正极反应为Cx(PF6) + e= xC + PF 6 D. 充电时,若电路中转移 1 mol电子,阴极质量减少 7 g 18. 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池, 通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液, 铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是() A. 以 NaCl溶液或 NaOH溶液为电解质溶液时,正极反应都为O2+ 2H2O + 4e= 4OH B. 以 NaOH 溶液为电解质溶液时,负极反应为Al + 3OH 3e= Al(OH)3 C. 以 NaOH 溶液为电解质溶液时,电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变 D. 电池工作
14、时,电子通过外电路从正极流向负极 19. 我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧 气与铝反应产生电流, 电解总反应为 4Al3O26H2O=4Al(OH)3, 下列说法不正确 的是( ) A. 正极反应式为O2+ 2H2O+ 4e= 4OH B. 电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极 C. 以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积 D. 该电池通常只需要更换铝板就可能继续使用 20. 我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝 反应产生电流。电池总反应为:4Al +3O2 +6H2O 4A1(OH)3,下列判断错误的是 ()
15、A. 该电池中电子由负极流出经导线到正极,再由正极经电解质溶液回到负极 B. 该电池通常只需要更换铝板就可继续使用 C. 海洋电池中铝板充当负极,发生氧化反应 D. 正极反应为:O2+ 2H2O+ 4e= 4OH 21. 近日, 中科院宁波材料所宣布研制出基于石墨烯空气阴 极的千瓦级铝空气电池发电系统, 大幅度提升了金属 空气可充电电池的综合性能,其装置如图所示,下列说法 正确的是 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 19 页 A. 该电池可在常温下工作 B. 放电时,正极的电极反应式为O2+ 4e= 2O2 C. 若用 NaOH 溶液代替电池中的熔融氧化物,则放电时负极的电极反应式不
16、变 D. 充电时,阴极的电极反应式为2Al2O3+ 12e= 4Al + 3O2 22. 中科院深圳先进技术研究院成功研发了一种高效低成本储能电池“铝一石墨” 双离子电池,电池总反应为 Al+xC+Li+PF6 AlLi+Cx PF6下列有关该电池的 说法正确的是 A. 放电时,PF6 向正极移动 B. 放电时,负极反应为Al 3e= Al3+ C. 充电时,阳极反应为xC + PF6 e= CxPF6 D. 充电时,两个电极增加的质量相等 23. 近日我国科研人员发明了可充电的AlCO2电池 (结构如图所示) 。 电池放电时的反应为 4Al9CO22Al2(CO3)33C。下列说法 正确的是
17、( ) A. 放电时,Al3+移向铝电极 B. 放电时,正极反应为9CO2+ 12e= 6CO3 2 + 3C C. 充电时,铝电极应与外接直流电源的正极相连 D. 放电时,消耗20.16LCO2电子转移为1.2mol 24. 铝电池性能优越, AlAg2O2电池用于电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(隔 膜仅阻止气体通过,a、b 均为惰性电极)。下列说法正确的是() A. Ag电极是正极,反应后该电极区溶液 pH 减小 B. 原电池的总反应为:2Al + 3Ag2O2+ 2NaOH = 2NaAlO2+ 3Ag2O + H2O C. a 电极上的电极反应为:CO(NH2)2+ 8OH
18、 6e= CO3 2 + N2 +6H2O D. 每消耗2.7g铝,理论上 a、 b两极共产生气体3.36L(标准状况) 25. Licht等科学家设计的 AlMnO4 电池原理如图所示, 电池总反 应为 AlMnO42H2OAl(OH)4MnO2,下列说法正确 的是 A. 电池工作时,MnO4 向正极移动 B. 正极的电极反应式为MnO4 + 4H+ 3e= MnO2 +2H2O C. 负极的电极反应式为Al 3e= Al3+ D. 理论上电路中每流过 1mol电子,负极质量减少 9g 26. 为增强铝的耐腐蚀性, 现以铅蓄电池为外接电源, 以 Al、 Pb 作电极, 电解稀硫酸, 使铝表面
19、的氧化膜增厚。下列说法正确的是( ) A. 铅蓄电池中,负极反应后质量减小 B. Al电极应与铅蓄电池负极相连 C. 电解池内部SO 4 2移向阴极 D. 电解池中发生的总反应为2Al + 3H 2O = 电解 Al2O3+ 3H2 27. 获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功, 电解质为 AlI3溶液,相关论文发表在 J.Am.Chem.Soc.(128,87208721,2006)上,已 知电池总反应式为 2Al3I2=2AlI3。下列说法不正确的是 () A. 该电池负极的电极反应为:Al 3e= Al3+ B. 电池工作时,溶液中铝离子向正极移动 C
20、. 消耗相同质量金属时,用锂作负极产生电子的物质的量比用铝时多 D. 该电池可能是一种可充电的二次电池 28. 为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为电源,以 Al作阳极、Pb 作阴极,电解稀硫 酸,使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下:() 电池:Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l) 电解池:2Al3H2O = 通电Al2O33H2 电解过程中,以下判断正确的是 电池 电解池 A H+移向 Pb电极 H+移向 Pb电极 B 消耗 3molPb 生成 1molAl2O3 C 正极:PbO24H+2e=Pb2+ 2H2O 阳极: 2Al3H2O-6e=Al2
21、O36H+ D Pb电极质量增加 Pb电极质量减少 A. A B. B C. C D. D 29. 金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能 源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为: 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 19 页 4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料 理论上能释放出的最大电能。下列不正确的是 A. 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液接触面积,且利于氧气扩散至电 极表面 B. 在M空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换 膜 C. M空气
22、电池放电过程的正极反应式:4Mn + +nO2 + 2nH2O + 4ne= 4M(OH)n D. 比较 Mg,Al,Zn三种金属空气电池,Al空气电池的理论比能量最高 答案和解析答案和解析 1.【答案】D 分析电池工作原理,金属铝失去电子,结合四氯合铝离子,电子通过外电路进入电池正 极,石墨中的有机阳离子得到电子,放电时正极:CnAlCl4 +e-=Cn+AlCl4,负极: Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-。 A.放电时铝为负极,反应为:Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-,故 A 正确; B.放电时,有机阳离子向石墨电极方向移动,四氯合铝离子向负极区移动,故 B 正
23、确; C.放电时,发生:CnAlCl4 +e-=Cn+AlCl4-,充电时 Cn+AlCl4-e-=CnAlCl4,故 C正确; D.放电时正极:CnAlCl4 +e-=Cn+AlCl4,负极:Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-,电路中每转移 1mol电子,有 1mol CnAlCl4 被还原,故 D错误。 故选 D。 2.【答案】B 【解析】【分析】本题考查有关原电池及电解池原理,难度不大,掌握原电池原理是解 答的关键。 【解答】由题图可知,放电时电子由铝移向石墨稀,则铝为负极,被氧化生成, 电极反应式为,正极反应为 ;电解时阳极发生氧化反应,电极反应为 ,阴极发生还原反应,电极
24、反应式为 ,故充电时的总反应为 。 A.放电时铝为负极,被氧化生成,发生氧化反应,A正确; B.放电时, 正极发生还原反应, 电极反应为, B错误; C.充电时,Cn为阳极,与电源的正极相连,C正确; D.根据前面的分析,D正确。 故选 B。 3.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查了原电池原理,明确正负极的判断方法、正负极上发生的反应是解本题关键, 题目难度不大。 【解答】 A.金属铝是负极,石墨是正极,故 A错误; B.电子由负极流向正极,即从 Al电极沿着导线流向石墨,故 B错误; C.铝-空气电池的负极是金属铝,发生失电子的氧化反应,质量不断减少,故 C正确; 第! !异常的公式结尾
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