化学二轮题型必练-镁电池(解析强化版).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 镁电池(解析强化版)镁电池(解析强化版) 1. 如图是新型镁-锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确的是( ) A. 放电时,Li+由左向右移动 B. 放电时,正极的电极反应式为Li1xFePO4+ xLi+ xe= LiFePO4 C. 充电时,外加电源的正极与 Y相连 D. 充电时,导线上每通过1mole,左室溶液质量减轻 12g 2. 金属(M)空气电池的工作原理如图所示,下列说法 不 正 确 的是 A. 金属 M作电池负极 B. 电解质是熔融的 MO C. 正极的电极反应:O2+ 2H2O +
2、 4e= 4OH D. 电池反应:2M + O2+ 2H2O = 2M(OH)2 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 18 页 3. 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。镁一空气电池的总反应方程 式为 2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2,其工作原理如下图所 示,下列说法不正确是 A. 该电池的放电过程的正极反应为O2+ 4e+ 2H2O = 4OH B. 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. 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散 至电极 D. 与铝一空气电池相比,镁一空气电池的比能量
3、更高 4. 镁-过氧化氢燃料电池具有比能量高。安全方便等优点。其结构示意图如图所示、 关于该电池的叙述正确的是() A. 该电池能在高温下正常工作 B. 电流工作时, H+向 Mg电极移动 C. 电池工作时,正极周围溶液的 pH将不断变小 D. 该电池的总反应式为:该电池的总反应式为Mg + H2O2+ H2SO4= MgSO4+ 2H2O 5. 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() 第 3 页,共 18 页 A. 镁二次电池工作时,正极上有Mg(OH)2沉淀生成 B.
4、 当外电路中通过 n mol电子时,有 mmolH+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 D. 通电 10 min 后,盐室中溶液的 pH降低,低于酸室中溶液的 pH 6. 镁电池作为一种低成本、高安全的储能装置,正受到国内外广大科研人员的关注。 一种以固态含Mg2+的化合物为电解质的镁电池的总反应如下。下列说法错误的是 ( ) A. 充电时,阳极质量减小 B. 充电时,阴极反应式:Mg2+ 2e= Mg C. 放电时,正极反应式为:V2O5+ xMg2+ 2xe= MgxV2O5 D. 放电时,电路中每流过电子,固体电解质中有2 mol Mg2+迁
5、移至正极 7. 将镁片、铝片平行插入到一定浓度的 NaOH 溶液中,用导线连接 成闭合回路,该装置在工作时,正确的是( ) A. 镁比铝活泼,镁失去电子被氧化为Mg2+ B. 铝是电池负极,开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成 C. 该装置的内、外电路中,均是电子的定向移动形成电流 D. 该装置开始工作时,铝片表面的氧化膜可不必处理 8. Mg/LiFePO4电池的电池反应为 xMg 2+2LiFePO 4 充电 放电 xMg+2Li1xFePO4+2xLi+,其装 置示意图如下图所示,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 18 页 A. 放电时,Li+被还原 B
6、. 充电时,镁单质被氧化 C. 放电时,电路中每流过 2mol电子,有1molMg2+迁移至正极区 D. 充电时,阳极上发生的电极反应为LiFePO4 xe= Li1xFePO4+ xLi+ 9. 电化学在日常生活中用途广泛,图甲是原电池,电池总反应为 MgClO H 2O ClMg(OH)2,图乙是电解池,用于含Cr2O7 2的工业废水的处理。下列说法错 误的是( ) A. 图甲中发生的氧化反应是Mg 2e= Mg2+ B. 图乙中惰性电极作电解池的阴极,电极棒上有H2放出 C. 图乙中Cr2O7 2向惰性电极移动,该极附近有Cr(OH)3生成 D. 若图甲作为图乙的电源,当消耗3.6g镁时
7、,理论上可消耗8.4g铁 10. 一种镁盐水电池的装置如图所示。下列说法正确的是() A. 钢丝绒作负极 B. 镁极上产生大量H2 第 5 页,共 18 页 C. 电子由镁极沿导线流向钢丝绒极 D. 反应片刻后,溶液中产生大量红褐色沉淀 11. 镁电池是欧盟“展望 2020”科研计划项目(E-MAGIC),镁作为阳极材料,允许 有较高的能量密度,比锂电池储能效率更高、更便宜、更安全。镁燃料电池以镁合 金作为电池的一极,另一极充入氧化剂(如:过氧化氢、次氯酸盐等)。下列有关 说法不正确的是 A. 镁燃料电池中镁合金为负极,发生氧化反应 B. 上图电池的总反应式为:Mg + ClO+ H2O =
8、Mg(OH)2 +Cl C. 上图电池在放电过程中OH移向镁电极 D. 酸性电解质的镁过氧化氢燃料电池正极反应为: H2O2+ 2e= 2OH 12. 新型可充电镁溴电池能量密度高, 循环性能优越, 在未来能量存储领域潜力巨大。 其工作装置如图所示。下列说法不正确的是() A. 该电池不能采用水溶液做为电解质溶液 B. 电池的总反应为Mg + Br3 Mg2+ 3Br C. 电池工作时,右侧电极区Br的浓度增大 D. 该装置可实现化学能与电能的相互转化 13. 用一种镁二次电池(反应为:xMgMo3S4 放电 充电 MgxMo3S4)连接甲、乙装置进行电 解。如图所示,a、b、c均为石墨电极,
9、d 为 Fe 电极,电解时 d 极有气体放出。下 列说法不正确的是( ) 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 18 页 A. 甲装置中 a的电极反应为4OH 4e= O2 +2H2O B. 放电时镁电池正极的电极反应为Mo3S4+ 2xe= Mo3S4 2x C. 当 d 极产生0.56L(标准状况)气体时,b 极增重3.2g D. 镁电池放电时,甲池中的SO4 2移向 a电极 14. 已知:镁电池的总反应为: ,某车载锂离子电池的总反 应为: 放电 充电 下列说法正确的是 A. 镁电池放电时,向负极移动 B. 用镁电池给车载锂离子电池充电时连接方式如上图所示 C. 锂离子电池放电时,
10、负极的电极反应式为: D. 镁电池充电时,阳极发生的反应为: 15. 加拿大 MagPower system 公司研制的镁H2O2电池采用海水做电解质溶液,其结构 图如图所示,下列说法错误的是() 第 7 页,共 18 页 A. 正极反应式为:H2O2+ 2e+ 2H+= 2H2O B. 电池工作时,负极区产生的Mg2+通过阳离子交换膜进入正极区以维持电解质溶 液呈中性 C. 电池工作时,正极区的SO4 2的通过阴离子交换膜进入负极区以维持电解质溶液 呈中性 D. 每向外电路提供1mole,理论上消耗硫酸0.5mol 16. 2017年 5 月 23日交通运输部在南海华阳礁举行华阳灯塔和赤灯塔
11、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() A. Mg 电极为电池的正极 B. 该电池工作一段时间后左侧溶液质量减轻 C. 正极的电极反应式为H2O2+ 2e+ 2H+= 2H2O D. 每转移 2 mol 电子,2molH+由交换膜左侧向右侧迁移 17. 由下列实验和现象能推出相应结论的是( ) 实验操作 实验现象 结论 A 加热盛有少置 NH4HCO3固体的试 管,并在试管口放置湿润的红色石 蕊试纸 石蕊试纸变蓝 NH4HCO3显碱性 B 向某无色溶液中滴加稀盐酸,将产 生的无色气体通入品红溶液
12、 品红溶液褪色 原溶液中一定含有 SO32- C 向 2支各盛有 2mL相同浓度银氨溶 液的试管中分别加入 2滴相同浓度 的 NaCl和 NaI溶液 一只试管中产生黄 色沉淀,另一支中 无明显变化 相同温度下,AgCl 在水 中的溶解度大于 AgI的 溶解度 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 18 页 D 在以镁、铝为电极,氢氧化钠溶液 为电解质溶液的原电池装置中 镁表面有气泡产生 金属活动性:AlMg A. A B. B C. C D. D 18. 锌、铁、镁、铝、锂等金属都可以用在金属燃料电池中某 金属燃料电池的基本结构如图所示, 其中 Y 电极为石墨 下 列说法正确的是( )
13、A. 该电池工作时,电子沿M 电解液 Y电极流动 B. 若 M 为铝,则该电池工作时溶液的 pH将不断增大 C. 若 M为镁,则该电池反应的化学方程式为2Mg+ O2= 2MgO D. 若 M 为铁,则该电池工作时负极发生的反应为Fe 2e= Fe2+ 19. 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
14、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 20. 用镁次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O72-的过程 (将Cr2O72- 还原为 Cr3+),装置如图所示。下列说法错误的是( ) A. 金属铁电极的电极反应式为Fe 2e= Fe2+ B. 装置中电子的流动路线是 C 电极惰性电极金属铁电极 D电极 C. 装置工作过程中消耗14.4 g Mg,理论上可消除0.1 mol Cr2O7 2 D. 将Cr2O7 2处理后的废水比原工业废水的 pH大 第 9 页,共 18 页 21. 一种高能纳米级 Fe
15、3S4和镁的二次电池, 其工作原理为: Fe3S4+4Mg 充电 放电 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. 放电时,正极的电极反应式为Fe3S4+ 8e= 3Fe + 4S2 C. 充电时,阴极的电极反应式为MgS + 2e= Mg + S2 D. 充电时,S2从阴离子交换膜左侧向右侧迁移 第! !异常的公式结尾异常的公式结尾页,共 18 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】D 【解析】解:放电时,左边镁为负极失电子发生氧化反应,反应式为 Mg-2e-=Mg2+,右 边为正极得电子发生还原反应,反应式为 Li1-xFePO4+xLi+x
16、e-=LiFePO4,阳离子移向正 极;充电时,外加电源的正极与正极相连,负极与负极相连,结合电子转移守恒进行计 算解答。 A放电时,阳离子移向正极,所以 Li+由左向右移动,故 A 正确; B、 放电时, 右边为正极得电子发生还原反应, 反应式为 Li1-xFePO4+xLi+xe-=LiFePO4, 故 B 正确; C、充电时,外加电源的正极与正极相连,所以外加电源的正极与 Y 相连,故 C 正确; D、 充电时, 导线上每通过 1mole-, 左室得电子发生还原反应, 反应式为 Mg2+2e-=Mg, 但右室将有 1molLi+移向左室,所以溶液质量减轻 12g-7g=5g,故 D错误;
17、 故选:D。 本题考查充电电池的原理,为高频考点,明确电极的判断、离子移动方向即可解答,难 点是电极反应式的书写。 2.【答案】B 【解析】【分析】 本题考查新型电池,为高频考点,把握实验装置的作用、原电池的工作原理为解答的关 键,侧重分析与应用能力的考查,注意电解质的判断,题目难度不大。 【解答】 由原电池装置图中离子的移动可知,金属 M为负极,负极上 M 失去电子,正极上氧气 得到电子,电解质溶液显碱性。 A.M 失去电子作负极,故 A正确; B.电解质应为 M(OH)2,不存在 O2-,则不能为熔融的 MO,故 B错误; C.正极上氧气得到电子,则正极的电极反应:O2+2H2O+4e-=
18、4OH-,故 C正确; D.M 失去电子、氧气得到电子,则电池反应为 2M+O2+2H2O=2M(OH)2,故 D 正确; 故选 B。 3.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查了原电池原理,为高频考点,明确燃料电池中得失电子的物质即可解答,难度 不太大。 【解答】 A.由图可知,Mg空气电池放电过程中,由于阴离子交换膜的存在,正极氧气得电子 被还原,其电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故 A正确; 第 11 页,共 18 页 B.在 Mg空气电池中,负极 Mg 失去电子变为 Mg2+,Mg2+和 OH-反应生成 Mg(OH) 2沉淀,为防止负极区沉积 Mg(OH)2,宜采用中性
19、电解质,并且用阳离子交换膜阻拦 正极区生成的 OH-,故 B正确; C.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积, 并有利于氧气扩散至电极 表面,故 C正确; D.每转移 1mole-,消耗 Mg、Al两种金属的质量分别为 12g、9g,所以 Al空气电池的 理论比能量最高,故 D 错误。 故选 D。 4.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查原电池,把握原电池的工作原理为解答的关键,注意电极判断和发生的电极反 应,题目难度不大。 【解答】 A.高温下,过氧化氢分解,则该电池不可以在高温下正常工作,故 A 错误; B.电池工作时,阳离子向正极移动,则 H+向正极(石墨电极)移动,故
20、B 错误; C.正极上发生 H2O2+2H+2e-=2H2O,氢离子减少,则 pH增大,故 C错误; D.负极上 Mg失去电子,正极上过氧化氢得到电子生成水,则该电池的总反应式为: Mg+H2O2+H2SO4=MgSO4+2H2O,故 D正确。 故选 D。 5.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查内容为原电池和电解池的结合装置分析,为常见考点,难度一般。 【解答】 A.原电池工作过程中通过阳离子交换膜实现电路连通效果, 电解液为有机卤代铝酸镁的 THF溶液,不会产生氢氧化镁沉淀,故 A错误; B.电解在酸室生成产物 HBr,通过离子交换膜 b 的离子为 Br-,故 B错误; C.若阴、阳极室
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