化学二轮题型必练-储氢电池.docx
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1、第 1 页,共 18 页 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 储氢电池储氢电池 1. 镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型,NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金,该电池在充电过程中的总反应方程式是 Ni(OH)2+ M = NiOOH + MH。已知:6NiOOH + NH3+ H2O + OH= 6Ni(OH)2+ NO 2 。 下列说法正确的是( ) A. NiMH 电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH+ H2O + e= Ni(OH)2+ OH B. 充电过程中OH从阳极向阴极迁移 C. 充电过程中阴极的电极反应式:H2O +
2、 M + e= MH + OH,H2O中的 H 被 M 还原 D. NiMH 电池中可以用 KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 2. 第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金;汽车在刹车或下坡时, 电池处于充电状态)。镍氢电池充放电原理的示意图如下:其总反应式为 H2+ 2NiOOH 放电 充电 2Ni(OH)2.根据所给信息判断,下列说法错误的是( ) A. 混合动力汽车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH B. 混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OH向甲电极移动 C. 混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的 pH 减小
3、D. 混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为:甲电极发动机乙电极 3. 混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示: 其中 M 为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH 溶液作电解液关于 镍氢电池,下列说法不正确的是( ) A. 充电时,阴极附近 pH降低 B. 电动机工作时溶液中OH向甲移动 第 2 页,共 18 页 C. 放电时正极反应式为:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH D. 电极总反应式为:MH + NiOOH 充电 放电 M + Ni(OH)2 4. 某充电宝锂离子电池的总反应为: ,某手机 镍氢电池总反应为:(M为储氢金属或合金),
4、 有关上述两种电池的说法不正确的是( ) A. 锂离子电池放电时Li+向正极迁移 B. 镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH + H2O + e Ni(OH)2+ OH C. 如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电 D. 锂离子电池充电时,阳极的电极反应式:LiMn2O4 xe Li1xMn2O4+ xLi+ 5. 镍氢电池已经成为混合动力汽车的主要电池类型。该电池放电时的总反应为: NiOOH + MH = Ni(OH)2 + M, 其中 M 表示储氢合金, MH 表示吸附了氢原子的储 氢合金,下列说法正确的是 A. 放电时负极反应为:MH + OH e= M + H2O B. 放电时,
5、每转移 1mol电子,有 1molNiOOH 被氧化 C. 充电时正极反应为:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH D. 电池电解液可用 KOH溶液,充电过程中 KOH 浓度减小 6. 用酸性氢氧燃料电池(乙池)为电源进行电解的实验装置(甲池,一定条件下可实现 有机物的电化学储氢)如图所示。甲池中 A 为含苯的物质的量分数为10%的10 mol 混合气体,B 为10 mol混合气体,其中苯的物质的量分数为24%,C为标准状况下 2.8 mol气体(忽略水蒸气),下列说法不正确的是 ( ) 第 3 页,共 18 页 A. 乙池中溶液的 pH变大 B. E 处通入H2,C处有O
6、2放出 C. 甲池中阴极区只有苯被还原 D. 导线中共传导11.2 mol电子 7. 如图装置可利用氢镍电池给钠硫电池充电。已知氢镍电池放电时的总反应为: NiO(OH)+ MH Ni(OH)2+ M。下列说法 错 误 的是( ) A. a 为氢镍电池的负极 B. 氢镍电池工作时负极电极反应为MH + OH e= M + H2O C. 充电时,Na+通过固体Al2O3陶瓷向 M极移动 D. 充电时,外电路中每通过2 mol 电子,N 极生成32 gS单质 8. 在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s) + yH2(g) MHx+2y(s) H v(吸氢) 9. 中美学者携手发现了全礪富
7、勒烯团一一B.B.团的结构,临似中国的红灯笼(如图)。 该材料可用于组装分子器件,在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重 要应用前景。下列有关说法正确的是( ) A. B40与石墨烯的结构相同,二者互为同素异形体 B. 43.2g该物质含有2.408 1024个原子 C. B40中既含极性键又含有非极性键 D. 全硼富勒烯团是一种新型的高分子材料 10. 短周期主族元素 X、Y、Z、W、N的原子序数依次增大,X的原子在元素周期表中 原子半径最小,Y 的次外层电子数是其电子总数的1 4,离子化合物ZX2是一种储氢材 料,W 与 Y属于同一主族,NY2是医学上常用的水消毒剂、漂白剂。下列叙
8、述正确 的是( )。 A. Y和 W 与 X 形成的简单化合物的热稳定性:X2Y X2W B. 离子半径由小到大的顺序为r(Y2) r(Z2+) r(N) W 第 4 页,共 18 页 11. 在密闭容器中加入一定量反应物发生储氢反应: LaNi5(s) + 3H2(g) LaNi5H6(s) H = 301 kJ mol1.在某温度下,该反应达到 平衡状态,测得氢气的压强为 2MPa;若温度不变,缩小容器体积至原来的一半, 重新达到平衡。下列说法不正确的是( ) A. 当LaNi5的浓度不再变化时,表明反应达到平衡状态 B. 重新达到平衡时H2的压强仍然为 2MPa C. 扩大容器体积,重新
9、达到平衡时n(H2)增大 D. 降低温度,有利于储氢 12. 储氢合金表面镀铜过程中发生的反应为Cu2+ 2HCHO + 4OH= Cu + H2 +2H2O+ 2HCOO。下列说法正确的是( ) A. 阴极发生的电极反应Cu2+ 2e= Cu B. 镀铜过程中化学能转化为电能 C. 合金作阳极,铜作阴极 D. 电镀过程中OH向阳极迁移 13. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍 电池的总反应式是 (1/2)H2+ NiO(OH)Ni(OH)2。 根据此反应式判断, 下列叙 述中正确的是 A. 电池放电时,电池负极周围溶液的 pH不断增大 B. 电池放电时
10、,镍元素被氧化 C. 电池充电时,氢元素被还原 D. 电池放电时,H2是正极 14. 氢镍电池放电时的总反应为MH + NiOOH = M + Ni(OH)2。以氢镍电池为电源,能 将废水中的CN转化为CO3 2和N2,该装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A. 电极 a 为正极 B. 负极反应式为MH + OH e= H2O + M C. 每消耗1mol CN,理论上导线中通过 3mol e D. 阴极区溶液的 pH增大 第 5 页,共 18 页 15. 一种碳纳米管能够吸附氢气,用这种材料吸氢后制备的二次电池(充放电电池)工作 原理如图所示,该电池的电解质为6mol L1KOH溶液,下
11、列说法中 正确的是( ) A. 放电时K+移向碳电极 B. 放电时电池负极的电极反应为H2 2e= 2H+ C. 充电时镍电极的电极反应为:Ni(OH)2+ OH e= NiO(OH) + H2O D. 该电池充电时将碳电极与电源的正极相连,发生氧化反应 16. 亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表 示为Li2NH + H2 LiNH2+ LiH。下列有关说法正确的是 ( ) A. Li2NH中 N 的化合价是1 B. 该反应中H2既是氧化剂又是还原剂 C. LiH 为氧化产物 D. 该反应中消耗1molH2转移 2mol电子 17. 近年来,科学家合
12、成了一系列具有独特化学特性的(AlH3)n氢铝化合物。已知,最 简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6,它的熔点为150,熔融不能导电,燃烧热极 高。Al2H6球棍模型如图。下列有关说法肯定错误的是( ) A. Al2H6是共价化合物 B. 氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料 C. Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水 D. Al2H6中含有离子键和共价键 18. 第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金;汽车在刹车或下坡时, 电池处于充电状态)。镍氢电池充放电原理的示意图如下所示:其总反应式为 H2+ 2NiOOH = 2Ni(OH)2。根据所给信息判断,下列说法错
13、误的是( ) A. 混合动力汽车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH B. 混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OH向甲电极移动 C. 混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的 pH 减小 D. 汽车下坡时发生图中虚线所示的过程 第 6 页,共 18 页 19. 某充电宝锂离子电池的总反应为: ,某手机 镍氢电池总反应为:(M为储氢金属或合金), 有关上述两种电池的说法不正确的是( ) A. 锂离子电池放电时Li+向正极迁移 B. 镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH C. 如图表示用锂
14、离子电池给镍氢电池充电 D. 锂离子电池充电时,阳极的电极反应式:LiMn2O4 xe= Li1xMn2O4+ xLi+ 20. 下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化 物镍电池(MH Ni电池)。下列有关说法 不正确的是( ) A. 放电时正极反应为:NiOOH + H2O + e Ni(OH)2+ OH B. 电池的电解液可为 KOH溶液 C. 充电时负极反应为:MH + OH H2O + M + e D. MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高 21. 混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示: 其中 M 为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储
15、氢合金,KOH 溶液作电解液关于 镍氢电池,下列说法不正确的是( ) A. 充电时,阴极附近 pH降低 B. 电动机工作时溶液中OH向甲移动 C. 放电时正极反应式为:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH D. 电极总反应式为:M + Ni(OH)2 MH + NiOOH 22. 氨硼烷(NH3 BH3)是一种储氢量较高的材料, 可用作燃料电池, 其工作原理如图所 示,下列说法正确的是( ) 第 7 页,共 18 页 A. 电池工作时,氨硼烷发生还原反应 B. 正极的电极反应式为H2O2+ 2e= 2OH C. 当电路中通过0.2 mol电子时,有0.2 molH+进入右极
16、室 D. 当电路中通过0.3 mol电子时,左极室质量增加1.55 g 23. “天宫一号”使用镍氢电池供电。镍氢电池的负极材料为储氢合金(用 MH 表示, 氢以单原子填入合金晶格),总反应为 M + Ni(OH)2MH+ NiOOH,下列说法 正确的是( ) A. 电池充电时氢原子被氧化 B. 电池放电时正极为 NiOOH C. 电池充电时,与电源负极相连的电极反应为MH + OH+ e= M + H2O D. 电池放电时,负极反应为Ni(OH)2+ OH e= NiOOH+ H2O 24. 某充电宝锂离子电池的总反应为:xLi + Li1xMn2O4 充电 放电 LiMn2O4,某手机镍氢
17、电 池总反应为: NiOOH + MH 充电 放电 M + Ni(OH)2(M为储氢金属或合金), 有关上述两种 电池的说法不正确的是( ) A. 锂离子电池放电时Li+向正极迁移 B. 镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH C. 如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电 D. 锂离子电池放电时,负极的电极反应式:Li1xMn2O4+ xLi+ xe= LiMn2O4 25. 发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一汽车上坡或加速时,电动机提供 推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗混 合动力车的电动机目前一般使用
18、的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极, 储氢金属(以 M表示)为负极,碱液(主要为KOH)电解液镍氢电池充放电原理总反 应式为:H2+ 2NiOOH = 2Ni(OH)2.下列有关混合动力车的判断正确的是( ) 第 8 页,共 18 页 A. 在上坡或加速时,乙电极周围溶液的 pH 将减小 B. 在上坡或加速时,溶液中的K+向甲电极迁移 C. 在刹车和下坡时,甲电极的电极反应式为:2H2O + 2e= H2 +2OH D. 在刹车和下坡时,乙电极增重 第 9 页,共 18 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】A 【解析】【分析】 本题考查了原电池和电解池原理,明确题给信息的含义是解本题
19、关键,难点的电极反应 式的书写,题目难度中等。 【解答】 镍氢电池中主要为 KOH 作电解液。 充电时, 阳极反应: Ni(OH)2+ OH e= NiOOH + H2O、阴极反应:M + H2O + e= MH + OH,总反应:M + Ni(OH)2= MH + NiOOH; 放电时, 正极: NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH, 负极: MH + OH e= M + H2O, 总反应:MH + NiOOH = M + Ni(OH)2。 以上各式中 M为储氢合金,MH 为吸附了氢 原子的储氢合金。 A.正极的电极反应式为:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)
20、2+ OH,故 A正确; B.充电时阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,所以OH离子从阴极向阳极迁移,故 B错误; C.H2O中的 H得电子,不是被 M 还原,故 C 错误; D.不能用氨水做电解质溶液,因为 NiOOH能和氨水发生反应,故 D错误。 故选 A。 2.【答案】C 【解析】 解: A.混合动力车上坡或加速时, 属于原电池的工作原理, 电动机提供推动力, 是电池放电,由图转化关系可知,NiOOH转变为Ni(OH)2,乙为正极,电极反应式为 NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH,故 A正确; B.混合动力车上坡或加速时,放电过程为原电池,原电池工作时,溶液中的阴离
21、子氢氧 根离子向负极即甲电极迁移,故 B 正确; C.混合动力车刹车或下坡时,是电解池工作原理,乙电极为阳极,是氢氧化镍转化为 NiOOH的过程,乙电极周围因氢氧根离子的浓度减小,pH将减小,故 C错误; D.混合动力车刹车或下坡时,是电解池工作原理,乙电极为阳极,甲为阴极,电流的方 向为:甲电极发动机乙电极,故 D 正确; 故选:C。 A.混合动力车上坡或加速时是原电池工作原理,乙电极为正极; B.放电过程为原电池,原电池工作时,溶液中的阴离子向负极迁移; C.根据电解池的工作原理,分析图示转化关系,乙中的电极反应来分析 pH; D.混合动力车刹车或下坡时,是电解池工作原理,乙电极为阳极,甲
22、为阴极。 本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识, 注意平时知识的积累以及基础知识的掌 握,题目难度中等。 3.【答案】A 第 10 页,共 18 页 【解析】解:A.充电时阴极发生还原反应,电极反应为M + H2O + e= MH + OH,生 成氢氧根,pH 增大,故 A错误; B.电动机工作时是放电过程,原电池工作时,溶液中氢氧根离子向负极即甲电极迁移, 故 B 正确; C.正极得电子发生还原反应,电极反应式为NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH,故 C 正确; D.放电过程的正极反应为NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH,负极反应为 MH e+
23、 OH= M + H2O,则电池总反应为MH + NiOOH 充电 放电 M + Ni(OH)2,故 D正 确; 故选:A。 放电过程为原电池,NiOOH转变为Ni(OH)2,镍的化合价从+3价降到+2价,则乙为正 极,电极反应式为NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2+ OH,甲为负极,MH中 H 由 0价升 高到+1价,氢失电子发生氧化反应与溶液中的氢氧根离子结合成水,电极反应为 MH e+ OH= M + H2O;充电是放电的逆过程,此时甲为阴极发生还原反应,乙为 阳极发生氧化反应,据此解答 本题考查原电池和电解池的工作原理,明确 MH 中氢的化合价为 0 价是解本题关键,难
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