高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用1

高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用1
教材科目：化学
试卷分类：高考阶段
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 单选题

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一种高性能的碱性硼化钒(VB₂)—空气电池如下图所示，其中在VB₂电极发生反应： $\text{[math]}$ 该电池工作时，下列说法错误的是（）

A . 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O₂参与反应 B . 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C . 电池总反应为 $\text{[math]}$ D . 电流由复合碳电极经负载、VB₂电极、KOH溶液回到复合碳电极

2. 单选题

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微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH₃COO^-的溶液为例)。下列说法错误的是（）

A . 负极反应为 $\text{[math]}$ B . 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C . 当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D . 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

3. 多选题

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我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂 $\text{[math]}$ ，可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法正确的是（）

A . 充电时，Zn电极周围pH降低 B . 放电时，每生成 $\text{[math]}$ ，转移 $\text{[math]}$ 个电子 C . 使用催化剂Sn或者 $\text{[math]}$ 均能有效减少副产物CO的生成 D . 使用 $\text{[math]}$ 催化剂，中间产物更不稳定

4. 多选题

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无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电池工作原理如图所示：

下列说法错误的是（）

A . 放电时，M极为正极 B . 放电时，右侧储液器中NaCl的浓度增大 C . 充电时，N极的电极反应式为：Na₃Ti₂(PO₄)₃-2e^-=NaTi₂(PO₄)₃+2Na⁺ D . 充电时，电路中每转移1mole^- ， N电极理论上质量减小23g

5. 综合题

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锂离子电池是新能源汽车的核心部件，综合利用好含锂资源对新能源汽车可持续发展至关重要。科学家用含锂废渣(主要金属元素的含量： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )制备 $\text{[math]}$ ，并制备锂离子电池的正极材料 $\text{[math]}$ 。部分工艺流程如下：

资料：①滤液1、滤液2中部分离子浓度( $\text{[math]}$ )

离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
滤液1	22.72	20.68	0.36	60.18
滤液2	21.94	$\text{[math]}$	0.08	$\text{[math]}$

②EDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物

③某些物质的溶解度(S)

T/℃	20	40	60	80	100
$\text{[math]}$	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72
$\text{[math]}$	34.7	33.6	32.7	31.7	30.9

（1） I.制备 $\text{[math]}$ 粗品
上述流程中为加快化学反应速率采取的措施是。
（2）滤渣2的主要成分有(填化学式)。
（3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和 $\text{[math]}$ 溶液，控制温度在95℃充分反应后，分离出固体 $\text{[math]}$ 粗品的操作是。
（4） II.纯化 $\text{[math]}$ 粗品
将 $\text{[math]}$ 粗品溶于盐酸中作电解槽的阳极液， $\text{[math]}$ 稀溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极进行电解。电解后，向得到的 $\text{[math]}$ 浓溶液中加入适量 $\text{[math]}$ 溶液共热、过滤、洗涤、干燥得高纯 $\text{[math]}$ 。
a.电解池中阳极的电极反应式是，宜选用(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
b.生成高纯 $\text{[math]}$ 反应的离子方程式为。
（5） III.制备 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$ 需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是。
（6）比亚迪公司的 $\text{[math]}$ “刀片电池”，其放电时的总反应为 $\text{[math]}$ ，则放电时正极反应式为。

6. 综合题

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丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径。回答下列相关问题：

（1）已知：Ⅰ.2C₃H₈(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2C₃H₆(g)+2H₂O(g) △H₁=-238kJ•mol^-1
Ⅱ.2H₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2H₂O(g) △H₂=-484kJ•mol^-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂(g)的△H为kJ•mol^-1
（2）一定温度下，向1L的密闭容器中充入1mol C₃H₈发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烷的化学反应速率v(C₃H₈)=mol•L^-1•min^-1。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是。
A．△H不变 B．C₃H₈与H₂的物质的量之比保持不变
C．混合气体密度不变 D．混合气体的总压强不变
（3）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1mol C₃H₈ ，开始压强为pkPa，C₃H₈的气体体积分数与反应时间的关系如图所示：
①此温度下该反应的平衡常数Kp=(用含字母p的代数式表示，Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×体积分数)。
②已知该反应过程中，v_正=k_正p(C₃H₈)，v_逆=k_逆p(C₃H₆)p(H₂)，其中k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关，则图中m点处 $\text{[math]}$ =。
（4）某丙烯燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L 2mol/L H₂SO₄溶液。a极的电极反应式为；当导线中有1.8mol e^- 发生转移时，左右两侧溶液的质量差为 g ( 假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。

7. 综合题

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我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放，通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存，从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题：

（1） Ⅰ．将CO₂转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。

从能量角度分析FeO的作用是。
（2）写出炭黑和氧气转化为CO₂的热化学方程式：。
（3） Ⅱ．以CO₂和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃)的反应为：
CO₂(g)+2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCOOCH₃(g)+H₂O(g) ΔH

在不同的实验条件下，测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a，压强的数据结果在图b中未画出。

该反应的ΔH0(填“>”或“＜”)。
（4）在100～140℃之间，随着温度升高，甲醇转化率增大的原因是。
（5）在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)。
（6） Ⅲ．利用Al-CO₂电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO₂转化成化工原料草酸铝。

电池的总反应式为。
（7）电池的正极反应式：2CO₂+2e^-=C₂O $\text{[math]}$ (草酸根)正极反应过程中，O₂是催化剂，催化过程可表示为：
①6O₂+6e^-=6O $\text{[math]}$

②……

写出反应②的离子方程式：

8. 综合题

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以电镀厂含锌废液(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量的 $\text{[math]}$ )为原料制备 $\text{[math]}$ 的工艺流程如下：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 $\text{[math]}$ 如下表所示：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀 $\text{[math]}$	1.9	7.0	3.0	6.6
完全沉淀 $\text{[math]}$	3.2	9.0	4.7	9.1

回答下列问题：

（1） “氧化”工序作用之一是除锰，发生反应的离子反应方程式是。
（2）工业生产中，“试剂a”通常可选用 (填字母代号)
A． $\text{[math]}$ 溶液 B． $\text{[math]}$ C．稀硫酸 D． $\text{[math]}$

滤渣X的成分是，调 $\text{[math]}$ 的范围是。
（3） “沉锌”主要反应的离子反应方程式是；过滤出的产品经过多次洗涤，如何证明产品已洗净。
（4）对产品 $\text{[math]}$ 进行系列加工可得单质 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，科研团队进一步研发了可逆 $\text{[math]}$ 电池，电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的 $\text{[math]}$ 解离成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 电池工作原理如图所示：

闭合 $\text{[math]}$ 时，电池复合膜中 $\text{[math]}$ 向(填“左”或“右”)迁移；闭合 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 电极发生的电极反应式为。

9. 综合题

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从铜转炉烟灰(主要成分ZnO还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素)中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图所示。

已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。

请回答以下问题：

（1）若浸出液中锌元素以[Zn(NH₃)₄]²⁺形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为。
（2）在反应温度为50℃，反应时间为1h时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图所示，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为mol·L^-1。
（3）若浸出液中c(AsO $\text{[math]}$ )=6.0×10^-3mol·L^-1 ，现将8.0×10^-3mol·L^-1FeCl₃溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时K_sp(FeAsO₄)=2.0×10^-22 ，则反应后溶液中c(AsO $\text{[math]}$ )=mol·L^-1。
（4）滤渣II的主要成分为；除杂3主要除去的金属有(填化学式)。
（5）沉锌得到的物质为Zn(NH₃)₂Cl₂ ，请写出水解转化的化学方程式。
（6）该流程中可以循环使用的物质的化学式为。
（7）将Pb(OH)Cl溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na₂PbCl₄的电解液，电解Na₂PbCl₄溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式。
②电解过程中，Na₂PbCl₄电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向阴极室加入(填化学式)。

10. 综合题

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乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。

（1） I.醋酸甲酯催化加氢制备乙醇涉及的主要反应如下：
(a)CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₅OH(g)+CH₃OH(g) △H=-23.6kJ·mol^-1
(b)2CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃COOC₂H₅(g)+2CH₃OH(g) △H=-22.6kJ·mol^-1
(c)CH₃COOCH₃(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃CHO(g)+CH₃OH(g) △H=+44.2kJ·mol^-1
上述三个反应中随着温度升高反应的平衡常数会逐渐增大(填a、b或c)。
（2）增大压强上述三个反应平衡不发生移动的是(填a、b或c)
（3）将n_起始(H₂)：n_起始(CH₃COOCH₃)=10：1的混合气体置于密闭容器中，在2.0MPa和不同温度下反应达到平衡时，CH₃COOCH₃的转化率和C₂H₅OH的选择性： $\text{[math]}$ ×100%如图所示。
①若n起始n_起始(CH₃COOCH₃)=1mol，则500K下反应达到平衡时生成C₂H₅OH的物质的量为mol。
②673~723KCH₃COOCH₃平衡转化率几乎不变，其原因是。
（4） T℃时，增大压强，对乙酸甲酯的转化率和乙醇选择性的影响是____。

A . 两者都增大 B . 乙酸甲酯转化率降低，乙醇选择性增大 C . 两者都降低 D . 乙酸甲酯转化率增大，乙醇选择性降低
（5） II.以KOH溶液为电解质溶液，CO₂在阴极(铜板)转化为CH₃COOCH₃的机理如图所示。(氢原子吸附在电极表面可用*H表示，其他物种以此类推；部分物种未画出)。
①CO₂在阴极上生成C₂H₅OH的电极反应式为。
②CO₂转化为*CO的过程可描述为：溶液中的H₂O在阴极表面得到电子生成*H。
$\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$
$\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$

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