高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用2

高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用2
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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科学家近年发明了一种新型Zn−CO₂水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO₂被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是（）

A . 放电时，负极反应为 $\text{[math]}$ B . 放电时，1 mol CO₂转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol C . 充电时，电池总反应为 $\text{[math]}$ D . 充电时，正极溶液中OH⁻浓度升高

2. 单选题	详细信息
电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag⁺注入到无色WO₃薄膜中，生成Ag_xWO₃ ，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是（） A . Ag为阳极 B . Ag⁺由银电极向变色层迁移 C . W元素的化合价升高 D . 总反应为：WO₃+xAg=Ag_xWO₃

3. 综合题

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［化学——选修3：物质结构与性质］钙钛矿(CaTiO₃)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，回答下列问题：

（1）基态Ti原子的核外电子排布式为。
（2） Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF₄熔点高于其他三种卤化物，自TiCl₄至TiI₄熔点依次升高，原因是。

化合物

TiF₄

TiCl₄

TiBr₄

TiI₄

熔点/℃

377

﹣24.12

38.3

155
（3） CaTiO₃的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是；金属离子与氧离子间的作用力为，Ca²⁺的配位数是。
（4）一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb²⁺、I^﹣和有机碱离子 $\text{[math]}$ ，其晶胞如图(b)所示。其中Pb²⁺与图(a)中的空间位置相同，有机碱 $\text{[math]}$ 中，N原子的杂化轨道类型是；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为g·cm^-3(列出计算式)。
（5）用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理、。

4. 多选题

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某化学实验探究小组探究MnO₂与某些盐溶液的反应，设计如图装置。左烧杯中加入50mL6mol·L^-1硫酸溶液，右烧杯中加入50mL6mol·L^-1的CaCl₂溶液，盐桥选择氯化钾琼脂。当闭合开关K时，电流表中出现指针偏转，下列说法正确的是（）

A . 该实验装置属于电解池 B . 左侧烧杯中的电极反应式为：MnO₂+4H⁺+2e^-=Mn²⁺+2H₂O C . C电极上发生还原反应，产生的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D . 若盐桥换成KNO₃琼脂，则C电极上产生的气体的总量减少

5. 实验探究题

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总书记在科学家座谈会上指出“好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起”。某化学兴趣小组为培养同学们对科学探究的兴趣，设计图1所示实验来探究 $\text{[math]}$ 与Cu²⁺的反应：

已知：氯化亚铜(CuCl)为白色立方结晶或白色粉末，难溶于水

回答下列问题：

（1）若用CuSO₄·5H₂O配制100 mL 1 mol/LCuSO₄溶液，需用托盘天平称取CuSO₄·5H₂O的质量为。甲同学在定容时采用上图2方式观察，则所配制的CuSO₄溶液浓度(填“偏高”或“偏低”)。
（2）将操作2后生成的无色气体通入氯化铁溶液，(填实验现象)，说明该气体为SO₂ ，反应的离子方程式为。
（3）操作2后生成的白色沉淀为(填化学式)，生成该沉淀和无色气体的反应离子方程式为。
（4）根据氧化还原反应的规律，乙同学推测操作2中涉及 $\text{[math]}$ 与Cu²⁺的可逆反应正向进行的原因：外加Cl^-导致Cu⁺的还原性弱于 $\text{[math]}$ ，用图3装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。

①K闭合时，一段时间后指针几乎归零。

②向U型管右管添加，a电极为极，产生的现象证实了其推测，其中不同于图1操作2后的现象是。
（5）基于(4)实验，乙同学得出进一步猜想：物质的氧化性和还原性与有关。该同学用图3装置再次进行实验，以丰富验证该猜想的证据。与(4)实验对比，不同的操作是向U型管左管添加。

6. 综合题

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随着低碳钢等洁净钢技术的发展，Al₂O₃-C耐火材料和钢水之间的相互作用已成为当前的一个研究重点。请回答下列问题：

（1）区分Al₂O₃-C耐火材料和钢的简易方法是。
（2）在埋炭实验条件下，不同碳素材料的Al₂O₃-C耐火材料与铁液之间的可能反应如下：
①2Al₂O₃(s) $\text{[math]}$ 4Al(s)+3O₂(g) △H₁= +3351.4 kJ·mol ^{- 1}

②C(s)+O₂(g)=CO₂(g)   △H₂= -393.5 kJ·mol ^{- 1}

③C(s)+CO₂(g)=2CO(g)   △H₃=+172.5 kJ·mol ^{- 1}

④3C(s)+Al₂O₃(s) $\text{[math]}$ 2Al(s)+3CO(g)   △H₄

则△H₄= kJ·mol^{- 1}。
（3）直接碳热还原氧化铝法除需要高温外，系统中生成的碳化铝、碳氧化铝等会与生成的铝混合在一起，难以分离。实际生产中，至今仍未用直接碳热还原氧化铝法来炼铝。氧化铝碳热还原氯化法炼铝是生产铝的一种可行性新方法，其反应过程如下：
⑤Al₂O₃(s) +3C(s)+ AlCl₃(g) $\text{[math]}$ 3AlCl(g)+ 3CO(g) △H₅

⑥3AlCl(g) $\text{[math]}$ 2Al(l)+AlCl₃(g) △H₆

反应⑤、反应⑥中吉布斯自由能(△G)与温度(T)的变化关系如图1所示，由此判断反应⑤对应图中的曲线(填“I”或“II”)，试分析氧化铝碳热还原氯化法炼铝的可行性：。
（4）在埋炭情况下，碳过剩时，碳的氧化反应主要考虑：C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)。在实验室研究该反应，一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器(总压强为p_总)中加入足量的碳和2 mol CO₂(g)，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示。

①650℃反应达到平衡时，容器体积为10 L，则平衡时c(CO)=。

②T℃时，若向平衡体系中再充入一定量n(CO)：n(CO₂)=2：3的混合气体，则平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。

③800℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_p= [用含p_总的代数式表示，气体分压(p_分)=气体总压(p_总)×体积分数]。
（5） CO可作某熔融盐电池的燃料，电解质为Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物，空气与CO₂的混合气为助燃气，电池在650℃下工作时，负极的电极反应式为。

7. 综合题

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倡导生态文明建设，环境问题一直是我们关注的焦点。运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

（1）为了高效利用能源并且减少 $\text{[math]}$ 的排放，可用下列方法把 $\text{[math]}$ 转化成乙醇燃料：
① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则表示 $\text{[math]}$ 燃烧热的热化学方程式为。
（2） NO的氧化反应 $\text{[math]}$ 分两步进行；
I. $\text{[math]}$ II. $\text{[math]}$

其反应过程能量变化如图所示

①决定NO氧化反应速率的步骤是(填“I”或“II”)，其理由是。

②一定温度下，在刚性密闭容器中，起始充入一定量的 $\text{[math]}$ 气体( $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 忽略不计)，此时压强为36kPa，在5min达到平衡，此时容器的压强为46kPa，则0~5min用 $\text{[math]}$ 的分压表示反应速率为。该温度下，此反应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。

③恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是(填字母)。

A．压强不再变化

B．混合气体的密度不再变化

C．生成NO的速率与消耗 $\text{[math]}$ 的速率相等

D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
（3）利用 $\text{[math]}$ 燃料电池电解，可将雾霾中的NO、 $\text{[math]}$ 分别转化为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 如下图装置所示。则物质甲为(填名称)，阴极的电极反应式；当电路中转移2.5mol电子时，A的浓度为 $\text{[math]}$ (电解过程中忽略溶液体积变化)。

8. 实验探究题

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二氯化钒(VCl₂)有强吸湿性和强还原性，熔点为425℃、沸点900℃，是制备多种医药、催化剂、含钒化合物的中间体。有以下两种方案制备VCl₂：

方案一：V₂O₅ $\text{[math]}$ VCl₂溶液

方案二：在800℃的N₂流中VCl₃分解

（1）请写出方案一的化学方程式：。
（2）某学习小组在实验室用方案二制备VCl₂并检验其气体产物Cl₂。

请回答下列问题：

①按气流方向，上述装置合理的连接顺序为A→(用大写字母填空)。

②焦性没食子酸溶液的作用是。

③实验过程中需持续通入空气，其作用为。

④实验后，选用D中所得溶液和其他合理试剂，设计实验方案证明C处有Cl₂生成。
（3）测定产品纯度：实验后产品中只混有少量VCl₃杂质。称量1.3775g样品，充分溶于水中，调pH后滴加Na₂CrO₄作指示剂，用0.500mol·L^-1AgNO₃标准溶液滴定Cl^- ，达到滴定终点时消耗标准液体积为46.00mL(Ag₂CrO₄为砖红色沉淀，杂质不参加反应)。
①滴定终点的现象为。

②产品中VCl₂的物质的量分数为。(保留3位有效数字)
（4）钒元素的常见离子有V²⁺、V³⁺、VO²⁺、VO $\text{[math]}$ ，小组同学进一步用如图所示装置验证还原性V²⁺强于VO²⁺。接通电路后，能观察到的实验现象是。

9. 综合题

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$\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量MgO、 $\text{[math]}$ 等杂质)来制备。工艺流程如下；

回答下列问题：

（1） “酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件为。
（2） “酸浸”后，钛主要以 $\text{[math]}$ 形式存在，写出相应反应的离子方程式。
（3） $\text{[math]}$ 沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：

温度/℃

30

35

40

45

50

$\text{[math]}$ 转化率/%

92

95

97

93

88

分析40℃时 $\text{[math]}$ 转化率最高的原因。
（4）若“滤液②”中 $\text{[math]}$ ，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使 $\text{[math]}$ 恰好沉淀完全即溶液中 $\text{[math]}$ ，此时是否有 $\text{[math]}$ 沉淀生成?(列式计算说明理由)[已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ]．
（5）写出“高温煅烧②”中由 $\text{[math]}$ 制备 $\text{[math]}$ 的化学方程式。
（6）一种钛酸锂二次电池原理如图，放电时 $\text{[math]}$ 由N极层状材料中脱出经由电解质嵌入M极层状材料中，充电时N极电极反应方程式为，放电时M极每增重7g，负载中转移电子数为。

10. 综合题

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高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下：

（1）实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器
a.普通玻璃坩埚 b.石英坩埚 c.陶瓷坩埚 d.铁坩埚
（2）第一步熔融时生成K₂MnO₄的化学方程式：
（3）操作Ⅰ中根据KMnO₄和K₂CO₃两物质在(填性质)上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO₄。趁热过滤的原因是
（4） KMnO₄常用在实验室制取氧气，其产物常做电池材料，其中碱性电池锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO₂(s)+H₂O(l)=Zn(OH)₂(s)+Mn₂O₃(s)。电池工作时，锌做极，电池正极的电极反应式为外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小g
（5） KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的(填标号)
a.双氧水 b.84消液(NaClO溶液) c.75％酒精

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