化学二轮题型必练-镁电池.docx
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1、第 1 页,共 17 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 镁电池镁电池 1. 一种高能纳米级 Fe3S4和镁的二次电池的工作原理 为:Fe3S4+4Mg 3Fe+4MgS,装置如图所示。 下列说法不正确的是 A. 放电时,镁电极为负极 B. 该二次电池不能以强酸性溶液作为电解质溶液 C. 充电时,阴极的电极反应式为MgS + 2e Mg + S2 一 D. 图中所示离子交换膜应使用阳离子交换膜 2. 电化学在日常生活中用途广泛, 如图是镁次氯酸钠电池, 电池总反应为 MgClO H 2OCl Mg(OH) 2,下列说法不正确的是( ) A. 镁电极是该电池的负极
2、B. 惰性电极上发生氧化反应 C. 正极反应式为ClO+ H2O + 2e= Cl+ 2OH D. 进料口加入 NaClO 溶液,出口为 NaCl 溶液 3. 金属燃料电池在航海、通信、气象等领域有广泛用途。某镁燃料电池反应为: Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液的接触面积 B. 正极反应式为ClO+ H2O + 2e= 2OH+ Cl 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 17 页 C. M 选用酸,有利于延长电池的使用寿命 D. 若负极消耗2.4gMg,通过交换膜的阳离子所带电荷总量为0.
3、2mol 4. 镁空气电池是一种能被水激活的一次性储备电池,示意图 见图。需向电池中加入适量的水进行激活,电池才能工作。 下列说法 错 误 的是 A. 多孔活性碳材料作正极 B. 电池工作时,电解质溶液中OH的物质的量不发生变化 C. 因为 Na 不与 KOH 反应,所以也可以用金属钠代替镁 D. 正极的电极反应为:O2+ 4e+ 2H2O = 4OH 5. 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,镁电池放电时电压高且平稳,因而越 来越成为人们研制绿色电池所关注的焦点。某种镁二次电池的反应为 ,下列叙述不正确的是 ( ) A. 放电时正极的电极反应为:Mo3S4+2xe Mo3S4 2x B.
4、 充电时阴极的电极反应为:xMg2+2xe xMg C. 放电时Mg2+向正极移动 D. 放电时Mo3S4发生氧化反应 6. 美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了 用于潜航器的镁过氧化氢燃料电池系统。 其工作原理如 图所示。以下说法中错误的是 A. 电池的负极反应为Mg 2e= Mg2+ B. 电池工作时,H+向负极移动 C. 电池工作一段时间后,溶液的 pH增大 D. 电池总反应式是Mg + H2O2+ 2H+= Mg2+ 2H2O 7. 镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,该电池反应为 Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-下列有关说法正确的是( ) A. 电池工作时,
5、c 溶液中的溶质是MgCl2 B. 电池工作时,正极 a 附近的 pH将不断增大 C. 负极反应式:ClO 2e+ H2O = Cl+ 2OH D. b 电极发生还原反应,每转移0.1mol电子,理论上生成 0.1molCl 8. 交通运输部在南海华阳礁举行华阳灯塔和赤瓜灯塔竣工发光仪式, 宣布两座大型多 功能灯塔正式发光并投入使用。灯塔可用镁海水电池提供能源,其装置如图所示。 下列有关海水电池的说法正确的是 第 3 页,共 17 页 A. X为正极,可用铜、石墨等做电极材料 B. 每转移 2 mol 电子,2molH+由交换膜左侧向右侧迁移 C. 负极的电极反应式为H2O2+ 2e+ 2H+
6、= 2H2O D. 该电池能将化学能全部转化成电能 9. 镁锰干电池中反应的化学方程式为 Mg2MnO2H2OMg(OH)2Mn2O3。下 列说法正确的是 A. 负极的电极反应式为Mg + 2OH+ 2e= Mg(OH)2 B. 电池放电时,OH向正极移动 C. 正极的电极反应式为2MnO2+ H2O + 2e= Mn2O3+ 2OH D. 电解质溶液可以是稀H2SO4 10. 某镁燃料电池以镁片、石墨作为电极,电池反应为 MgH2O2 H2SO4=MgSO42H2O。电池工作时,下列说法正确的是( ) A. 镁片的质量减小 B. 镁片是电池的正极 C. 电子由石墨棒经导线流向镁片 D. 该装
7、置将电能转化为化学能 11. .电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁次氯酸钠燃料电池,电池总反应 为:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2,图乙是含 Cr2O7 2的工业废水的处理。 下列说法正确 的是() A. 图甲中发生的氧化反应是Mg2+ ClO+ H2O + 2e= Cl+ Mg(OH)2 B. 图乙中惰性电极上有O2放出 C. 图乙中Cr2O7 2向惰性电极移动,与该极附近的OH结合转化成Cr(OH)3而被除去 D. 若图甲中3.6g镁产生的电量用于图乙废水处理,理论上图乙中有8.4g阳极材料参 与反应 12. 可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性,在充电和
8、放电时,其 电池反应为 Mg+2MnF3 充电 放电 2MnF2+MgF2。下列说法不正确的是( ) A. 放电时,镁为负极材料 B. 放电时,电子从镁极流出,经电解质流向正极 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 17 页 C. 充电时,阳极的电极反应式为:MnF2+ F e= MnF3 D. 充电时,外加直流电源负极应与原电池的 Mg 极相连 13. 镁空气电池是最常见也是最常用的一种镁燃料电池,电池 构造如图所示,下列说法不正确的是() A. 电池工作时Mg2+、Na+向两侧移动 B. 电池总反应是:2Mg + O2+ 2H2O 2Mg(OH)2 C. 该电池因存在Mg + 2H2
9、O Mg(OH)2+ H2副反应,导致性能降低 D. 多孔石墨电极反应式为:2H2O + 2e= 2OH+ H2 14. 将镁条和铝片打磨后,用导线相连平行插入 1molL的 NaOH溶液中组成原电池 装置如图(a),测得电流随时间变化曲线如图(b)所示,已知过程中镁条表面始 终无气泡。则下列说法错误的是() A. 实验过程中,铝电极表面可能有气泡产生 B. 0 t时刻,镁电极上发生反应式:Mg 2e+ 2OH= Mg(OH)2 C. t时刻前,Al电极为原电池负极 D. t时刻后,电池总反应为:4Al + 3O2+ 4OH= 4AlO2 + 2H2O 15. 美国海军海底战事中心与麻省理工学
10、院共同研制成功了用于潜航器的镁过氧化 氢燃料电池系统。其工作原理如图所示,以下说法中错误的是() A. 电池的负极反应式为Mg 2e= Mg2+ B. 电池工作时,H+向负极移动 C. 电池工作一段时间后,溶液的 pH增大 D. 电池的总反应式是Mg + H2O2+ 2H+= Mg2+ 2H2O 16. 图是镁燃料电池的一种原理图,该装置为圆筒状,其中心为镁 柱,圆筒为可透气的导电材料。下列有关该镁燃料电池的叙述 正确的是() A. 圆筒为正极,电极反应式为O2+ 4e= 2O2 B. 该电池的总反应为2Mg+ O2+ 2H2O = 2Mg(OH)2 C. Cl在阳极失去电子生成Cl2 第 5
11、 页,共 17 页 D. 在反应过程中消耗 24g的 Mg,同时消耗空气的体积标况下为11.2L 17. 采用双极膜电渗析技术,以 NaBr 为原料,用镁二次电池(有机卤代铝酸镁的 THF 溶液为电解液)电解制备 NaOH和 HBr的实验装置如下图所示。下列说法正确的 是 A. 镁二次电池工作时,正极上有Mg(OH)2沉淀生成 B. 当外电路中通过 n mol电子时,有nmolH+通过离子交换膜 b C. 若阴、阳极室中均为Na2SO4溶液,则电解的总反应式为2H2O = 电解 2H2 +O2 D. 通电 10 min 后,盐室中溶液的 pH降低,低于酸室中溶液的 pH 18. 一种突破传统电
12、池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如下图所示, 该电 池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度 不变。该电池工作一段时间后,可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是() A. 放电时,Mg(液)层的质量减小 B. 放电时正极反应为:Mg2+ 2e= Mg C. 该电池充电时,MgSb(液)层发生还原反应 D. 该电池充电时,C1向中层和下层分界面处移动 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 17 页 19. 镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成 本低等特点。一般研究的镁燃料电池可分为镁-空气燃料电池、 镁-海水燃料电池、 镁-过氧化
13、氢燃料电池和镁-次氯酸盐燃料电池。 其中,镁-次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,下列有关说 法不正确的是( ) A. 镁燃料电池中镁均为负极,发生氧化反应 B. 镁次氯酸盐燃料电池的总反应式为Mg + ClO+ H2O = Mg(OH)2+ Cl C. 镁过氧化氢燃料电池,酸性电解质中正极反应式为H2O2+ 2H+ 2e= 2H2O D. 镁次氯酸盐燃料放电过程中OH移向正极 20. 一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示,该电池 所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度不 变。下列说法不正确的是 A. 放电时,Mg(液)层的质量减小
14、B. 放电时,正极反应式为Mg2+ 2e= Mg C. 该电池充电时,Mg Sb(液)层发生还原反应 D. 该电池充电时,Cl向下层移动 21. 一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧 气的活性炭,电解液为 KOH浓溶液。下列说法错误 的是 A. 电池总反应式为: 2Mg + O2+ 2H2O = 2Mg(OH)2 B. 正极反应式为:Mg 2e= Mg2+ C. 活性炭可以加快O2在正极上的反应速率 D. 电子的移动方向由 a经外电路到 b 22. 美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成 功了用于潜航器的镁过氧化氢燃料电池系统。 其工作 原理如图所示。以下说法中错误的是 ( )
15、 A. 电池的负极反应为Mg 2e= Mg2+ B. 电池工作时,H+向负极移动 C. 电池工作一段时间后,溶液的 pH增大 D. 电池总反应式是Mg + H2O2+ 2H+= Mg2+ 2H2O 23. 新型镁-锂双离子二次电池如图,下列关于该电池的说法不正确的是( ) 第 7 页,共 17 页 A. 放电时,Li+由左向右移动 B. 充电时,外加电源的正极与 Y相连 C. 充电时,导线上每通过1mole,左室溶液质量减轻 12g D. 放电时,正极的电极反应式为Li1xFePO4+ xLi+ xe= LiFePO4 24. 采用金属镁作负极的可充电镁电池具有资源丰富、理论比能量高等优点。南
16、京大学 研究发现新型镁电池负极材料 TiO2x, TiO2x晶体中存在的晶体缺陷可用于提高导 电性和提供镁离子储位,该电池的工作原理如图所示,下列有 关说法正确的是 A. 放电时,a 电极电势低于 b电极 B. 充电时,Mg2+向 a电极移动 C. 放电时,负极的电极反应式为MgnTiO2x 2ne= nMg2+ TiO2x D. 充电时,当有0.2mole转移时,b电极的质量减少2.4g 25. 有人设想将采用海水作电解质的镁-H2O2酸性燃料电池改为二次电池,下列有关该 二次电池的说法不正确的是( ) A. 电池放电时的总反应为:Mg + H2O2= Mg(OH)2 B. 电池放电时,正极
17、周围海水的 pH增大 C. 电池放电过程中,溶液中的H+向正极移动 D. 电池充电时,阳极反应为:2H2O 2e= H2O2+ 2H+ 26. 一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如下图所示, 该电 池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度 不变。下列说法不正确的是() A. 放电时,Mg(液)层的质量增加 B. 放电时,正极反应为:Mg2+ 2e= Mg C. 该电池充电时,Cl向下层移动 D. 该电池充电时,MgSb(液)层发生氧化反应 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 17 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】D .放电时,失
18、电子发生氧化反应,则是负极,故项正确;放电时,失电子发生氧化反应,则是负极,故项正确; .若以强酸性溶液作为电解质,则放电时正极发生的反应为若以强酸性溶液作为电解质,则放电时正极发生的反应为 得电子,生成 得电子,生成,不,不 是是 中元素得电子,生成铁单质,故不能以强酸性溶液作为电解质溶液,中元素得电子,生成铁单质,故不能以强酸性溶液作为电解质溶液, 项正确;项正确; .充电时,原电池的负极与电源的负极连接,发生还原反应,阴极的电极反应式为充电时,原电池的负极与电源的负极连接,发生还原反应,阴极的电极反应式为 , 故项正确;故项正确; .原电池的负极与电源的负极连接,原电池的正极与电源的正极
19、连接,则左侧为阳原电池的负极与电源的负极连接,原电池的正极与电源的正极连接,则左侧为阳 极,极, 右侧为阴极,充电时右侧为阴极,充电时 应移向阳极,即从阴离子交换膜右侧向左侧迁移,故 应移向阳极,即从阴离子交换膜右侧向左侧迁移,故 项错误。项错误。 2.【答案】B 该原电池中,镁作负极,负极上镁失电子发生氧化反应,负极反应为 Mg-2e-=Mg2+,电 池反应式为 Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应, 正极反应为 ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-。 A.镁电极是该电池的负极,故 A正确; B.惰性电极为正极,发生还原反应,故 B错误;
20、 C.正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应,正极反应为 ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-,故 C正确; D.进料口加入 NaClO 溶液,出口为 NaCl 溶液,故 D正确。 故选 B。 3.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查原电池原理,难度不大,掌握原电池原理并能运用是解答的关键。 【解答】 A.采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液的接触面积,故 A正确; 第 9 页,共 17 页 B.正极为次氯酸根离子得电子变为氯离子,故为 ClO-+H2O+2e-=2OH-+Cl-,故 B 正确; C.镁会与酸反应,不利于延长电池的使用寿命,故 C错误; D.负极消耗 2.4 g Mg也就
21、是 2.4g 24g/mol = 0.1mol,通过交换膜的阳离子所带电荷总量为 0.2 mol,故 D正确。 故选 C。 4.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查化学电源新型电池,为高频考点,把握电池反应、电极反应为解答的关键,侧 重分析与应用能力的考查,注意电池反应与氧化还原反应的关系,题目难度不大。 【解答】 A.氧气在多孔活性碳材料得电子作正极,故 A正确; B.电池的总反应为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2,氢氧化镁是沉淀,则电解质溶液中 OH 的物质的量不发生变化,故 B 正确; C.金属钠与水剧烈反应,不能用金属钠代替镁,故 C错误; D.正极氧气发生还原反应生成氢氧
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