2022届高考化学一轮复习 常考题型75 浓差电池专题(含解析).docx
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- 2022届高考化学一轮复习 常考题型75 浓差电池专题含解析 2022 高考 化学 一轮 复习 题型 75 电池 专题 解析
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1、浓差电池专题注意事项:1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上一、单选题(共15题)1物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池,工作时,b电极的质量不断增大,下列说法错误的是ANO3由交换膜右侧向左侧迁移Ba极为负极,发生氧化反应C交换膜左侧溶液浓度最终会大于交换膜右侧溶液浓度D原电池的总反应不一定是氧化还原反应2当电解质中某离子的浓度越大时,其氧化性或还原性越强。利用这一性质,有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差,是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的)。实验开始先断开K1,闭合K2,发
2、现电流计指针发生偏转。下列说法错误的是A断开K1、闭合K2,一段时间后电流计指针归零,此时两池Ag+浓度相等B断开K1、闭合K2,当转移0.1mol e-时,乙池溶液质量增加17.0 gC当电流计指针归零后,断开K2、闭合K1,一段时间后B电极的质量增加D当电流计指针归零后,断开K2、闭合K1,乙池溶液浓度增大3硫含量是生铁质量的重要指标,精确测定铁水中硫含量是高炉炼铁过程中的重要任务,利用硫化物固体电解质浓差电池定硫工作原理如图所示,电池两边产生一定硫分压差时,两极会产生相应的电势,若已知某硫分压(ps2),测定其电池电势,则可通过公式计算得出另一硫分压(ps2),从而确定铁水中的硫含量,N
3、电极反应为S2(ps2)2Mg24e-=2MgS。下列有关该浓差电池说法正确的是AM极电势比N极电势高B该电池为电解池CM极上的电极反应式:2MgS-4e-=2Mg2+S2(ps2)DMg2从左向右移动4当电解质中某离子的浓度越大时,其氧化性或还原性越强,利用这一性质,有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差,是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的。)其中,甲池为3 molL1 的AgNO3溶液,乙池为1 molL1的AgNO3溶液,A、B均为Ag 电极。实验开始先断开K1闭合K2发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是A实验开始先断开K1,闭合K2,此时向B电极移动B断
4、开K1,闭合K2,一段时间后电流计指针归零,此时两池银离子浓度相等C当电流计指针归零后,断开K2闭合K1一段时间后B电极的质量增加D当电流计指针归零后,断开K2闭合K1,乙池溶液浓度增大5浓差电池有多种:一种是利用物质氧化性或还原性强弱与浓度的关系设计的原电池(如图1):一种是根据电池中存在浓度差会产生电动势而设计的原电池(如图2)。图1所示原电池能在一段时间内形成稳定电流;图2所示原电池既能从浓缩海水中提取LiCl,又能获得电能。下列说法错误的是A图1电流计指针不再偏转时,左右两侧溶液浓度恰好相等B图1电流计指针不再偏转时向左侧加入NaCl或AgNO3或Fe粉,指针又会偏转且方向相同C图2中
5、Y极每生成1 mol Cl2,a极区得到2 mol LiClD两个原电池外电路中电子流动方向均为从右到左6某浓差电池的原理示意如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法正确的是A电子由X极通过外电路移向Y极 B电池工作时,Li+通过离子导体向右迁移C负极发生的反应为:2H+2e-=H2 DY极每生成1molCl2,外电路中通过2mole-7利用右图装置进行实验,甲乙两池均为1 molL1的AgNO3溶液,A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K1,断开K2。一段时间后,断开K1,闭合K2,形成浓差电池,灵敏电流计指针发生偏转(提示:Ag+ 浓度越大,氧化性越强
6、),下列说法不正确的是A闭合K1,断开K2后,A电极增重B闭合K1,断开K2后,乙池溶液中Ag+浓度增大C断开K1,闭合K2后,B电极发生氧化反应D断开K1,闭合K2后,NO3向A电极移动82019年度诺贝尔化学奖授予在锂离子电池发展做出贡献的三位科学家。某浓差电池的原理示意如图所示,可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是( )A该装置可在提取LiCl溶液的同时得电能B电子由Y极通过外电路移向X极C正极发生的反应为:2H+2e=H2DY极每生成22.4LCl2,有2molLi+从b区移至a区9因存在浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用如图所示装置进行实验,
7、开始先闭合K2,断开Kl,电解一段时间后,再断开K2,闭合Kl,形成浓差电池,电流计指针偏转(Ag+浓度越大,氧化性越强)。下列说法不正确的是A闭合K2,断开Kl,NO3从左池向右池移动B断开K2,闭合K1,X为正极C闭合K2,断开Kl一段时间后,右池c(AgNO3)增大D装置安装后若直接闭合Kl,电流计指针不发生偏转,但往左池加入适当的氨水后,指针偏转10某种浓差电池的装置如下图所示,碱液室中加入电石渣浆液主要成分为Ca(OH)2,酸液室通入CO2(以NaCl为支持电解质),产生电能的同时可生产纯碱等物质。下列叙述错误的是( )A电子由M极经外电路流向N极BN电极区的电极反应式为2H+2e=
8、H2C在碱液室可以生成 NaHCO3、Na2CO3D放电一段时间后,酸液室溶液pH增大11浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是A电池工作时,Li+通过离子电子导体移向b区B电流由X极通过外电路移向Y极C正极发生的反应为:2H+2e-=H2DY极每生成1 mol Cl2,a区得到2 mol LiCl12浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是( )A电池工作时,通过离子导体移
9、向Y极区B电流由极通过外电路流向Y极C正极发生的反应为DY极每生成,X极区得到13某种浓差电池的装置如图所示,碱液室中加入电石渣浆液主要成分为,酸液室通入 (以NaCl为支持电解质),产生电能的同时可生产纯碱等物质。下列叙述正确的是 ( )A电子由N极经外电路流向M极BN电极区的电极反应式为C在碱液室可以生成 D放电一段时间后,酸液室溶液pH减小14浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,可从浓缩海水中提取LiCl。下列有关该电池的说法错误的是A该装置获得LiCl的同时又获得了电能BY极发生氧化反应:2Cl2e=Cl2CX极每生成2.24L(标准状况)H2,
10、b区溶液中减少0.2mol离子(不考虑气体溶解)D电子由Y极经外电路移向X极15相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是Aa电极的电极反应为4H2O+4e-=2H2+4OH-Bc、d离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜C电池放电过程中,Cu(1)电极上的电极反应为Cu2+2e-=CuD电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得320g NaOH二、填空题(共3题)16电池的种类繁多,应用广泛。根据电化学原理回答下列问题。(1)MgAgCl电池是一种能被
11、海水激活的一次性贮备电池,电池总反应为2AgCl+Mg =Mg2+2Ag+2Cl-,则负极材料为_,正极反应式为_。(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X极生成0.1 mol H2时,_mol Li+移向_(填“X”或“Y”)极。(3)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,用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。隔膜1为_(填“阴”或“阳”)离子交换膜,负极的电极反应式为_,当电路中转移0
12、.2 mol电子时,模拟海水理论上除盐_g。17磷酸燃料电池是当前商业化发展最快的一种燃料电池。该电池使用浓磷酸作电解质,浓磷酸通常位于碳化硅基质中。以氢气为燃料的磷酸燃料电池(图1),氢气由石油气经过一系列转化后得到(图2)。根据题意,回答下列问题:(1)图1中“a”表示_(填“电流流动”或“电子移动”)方向,电极的电极反应式为_;实验室模拟该燃料电池(产物水不排出)工作,初始时电解质溶液为100g质量分数为50.9%的H3PO4溶液,工作一段时间后,H3PO4的质量分数变为50%,则这段时间内外电路上转移的电子数为_NA(不考虑水的蒸发)。(2)写出图2中“改质器”内发生反应的化学方程式:
13、_,反应中水作_(填“氧化剂”或“还原剂”)。(3)一定温度下,在容积为1L的恒容容器中,模拟进行“移位反应器”中的反应CO (g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应过程中某时刻各组分的物质的量浓度如下表所示,其中4min时向容器中加入了一定量的组分气体。时间(min)c(CO)(mol/L) c(H2O)(mol/L) c(CO2)(mol/L) c(H2)(mol/L) 00.20.3002n1n2n30.13n1n2n30.140.150.250.150.15该温度下,4min时该反应_(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”),其理由是_(结合计算式)。
14、18对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。(1)电镀厂的废水中含有的CN有剧毒,需要处理加以排放。处理含CN废水的方法之一是在微生物的作用下,CN被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为_。(2)电渗析法处理厨房垃极发酵液,同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A表示乳酸根离子): 阳极的电极反应式为_。简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:_。电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的pH约为68,此时进入浓缩室的OH可忽略不计。400mL10g/L乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145g/L(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2
15、在标准状况下的体积约为_L(提示:乳酸的摩尔质量为90g/mol)。参考答案1C【分析】右侧AgNO3溶液浓度高,左侧AgNO3溶液浓度低。工作时,b电极的质量不断增大, Ag+在b电极得电子,故b为正极,a为负极,据此判断;【详解】A.NO3向负极运动,由交换膜右侧向左侧迁移,故A项正确;B.a极为负极,发生失电子的氧化反应,故B项正确;C.交换膜左侧溶液浓度不会大于交换膜右侧溶液浓度,故C项错误;D.该电池中Ag在负极失电子,变成Ag+,Ag+在b电极得电子,生成Ag,不属于氧化还原反应,故D项正确;综上,本题选C。2C【分析】断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,甲池为3 mol/L的Ag
16、NO3溶液,乙池为1 mol/L的AgNO3溶液,Ag+浓度越大离子的氧化性越强,可知A为正极,发生还原反应,B为负极,发生氧化反应,向负极移动;闭合K1,断开K2,为电解装置,与电源正极相连的B极为阳极,阳极金属银被氧化,阴极A析出银,向阳极移动,乙池浓度增大,甲池浓度减小,据此解答。【详解】A断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,当两池银离子浓度相等时,反应停止,电流计指针将归零,A选项正确;B断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,A为正极,发生反应:Ag+e-=Ag,B为负极,发生反应为:Ag-e-=Ag+,当转移0.1 mol电子,有0.1 mol由甲池通过离子交换膜进入乙池,所以乙池增加
17、的质量是10.8g+6.2g=17.0g,B选项正确;C闭合K1,断开K2后,乙池中的B极为电解池的阳极,银失电子发生氧化反应,质量减小,C选项错误;D闭合K1,断开K2后,装置为电解池,与电源正极相连的B是阳极,阳极金属银被氧化产生银离子,NO3-向阳极移动,则乙池硝酸银溶液的浓度增大,D选项正确;答案选C。【点睛】本题综合考查电解池和原电池的工作原理,原电池的负极和电解池的阳极失去电子发生氧化反应;原电池的正极和电解池的阴极得到电子发生还原反应,对于电解池,若阳极为活性电极,则电极失去电子;若为惰性电极,则是溶液中的阴离子失去电子,发生氧化反应。3D【分析】N电极反应为S2(ps2)2Mg
18、24e-=2MgS,发生还原反应,故N为原电池正极,M电极为原电池负极,该电池是浓差电池,是原电池,由此解答。【详解】AN极电势比M极电势高,A错误;B该电池是原电池,B错误;CM电极为原电池负极,发生氧化反应,根据图示可知,M极电极反应为:2MgS-4e-=2Mg2+S2(ps2),C错误;D原电池中镁离子向正极移动,即向N极移动,D正确;答案选D。4C【详解】A. 实验开始先断开K1,闭合K2,甲池中硝酸根浓度大,氧化性强,则A为正极,B为负极,根据原电池“同性相吸”原理,得到此时向B电极移动,故A正确;B. 断开K1,闭合K2,一段时间后电流计指针归零,左右两边硝酸根浓度相等,根据溶液呈
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