適用于老高考舊教材2024版高考化學二輪復習熱點提速練10新型化學電源課件

熱點提速練10新型化學電源12345678910命題角度1

新型燃料電池及分析1.(2023·河北滄州二模)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是(

)A.a極為負極,可選擇導電性高、易于附著微生物的石墨B.微生物的存在有利于電子的轉移C.在b極涂覆的催化劑有利于氧氣的還原D.該電池在任何溫度下均可發(fā)電D1112345678910解析

由題圖可知,a極為負極,不參與反應,可選擇導電性高、易于附著微生物的石墨,A正確;微生物的作用促進了有機物轉變?yōu)镃O2,即促進了電子的轉移,B正確;催化劑可以加快氧氣的還原,C正確;該電池利用微生物促進電子轉移而發(fā)電,溫度過高可能導致微生物失活,D錯誤。11123456789102.(2023·北京西城區(qū)二模)近期,科學家研發(fā)了“全氧電池”,其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是(

)A.電極a是負極B.電極b的反應:O2+4e-+2H2O══4OH-C.該裝置可將酸和堿的化學能轉化為電能D.酸性條件下,O2的氧化性強于堿性條件下O2的氧化性B1112345678910解析

a為負極,電極反應為4OH--4e-══O2↑+2H2O,A正確;b為原電池的正極,電極反應為O2+4e-+4H+══2H2O,B錯誤;該反應的總反應為H++OH-══H2O,可將酸和堿的化學能轉化為電能,C正確;酸性條件下發(fā)生反應O2+4e-+4H+══2H2O,堿性條件下發(fā)生反應4OH--4e-══O2↑+2H2O,故酸性條件下O2的氧化性強于堿性條件下O2的氧化性,D正確。1112345678910命題角度2

鋰(或鋰離子)電池及分析3.(2023·廣東湛江二模)如圖是我國發(fā)明的超大容量鋰硫電池。下列說法不正確的是(

)A.放電時該電池中電子通過外電路,Li+通過內電路均移向正極B.正極的電極反應為S8+16e-══+16Li+8Li2SC.該電池的電解質為非水體系,通過傳遞Li+形成電流D.充電時,金屬鋰片上發(fā)生氧化反應D1112345678910解析

放電時,該電池中電子通過外電路,Li+通過內電路均移向正極,A正確;正極S8放電生成Li2S,正極的電極反應為S8+16e-+16Li+══8Li2S,B正確;鋰和水能反應,鋰硫電池中電解質不能為水溶液,該電池的電解質為非水體系,通過傳遞Li+形成電流,C正確;金屬鋰片為負極,充電時,金屬鋰片連接外加電源的負極,金屬鋰片上發(fā)生Li+得電子的過程,屬于還原反應,D錯誤。11123456789104.(2023·湖北武漢4月調研)我國某科研團隊借助氧化還原介質RM,將Li-CO2電池的放電電壓提高至3V以上,該電池的工作原理如圖。下列說法正確的是(

)A.LiFePO4電極的電勢比多孔碳電極的高B.負極反應:LiFePO4-xe-

══Li1-xFePO4+xLi+C.RM和RM'-CO2-均為該電池反應的催化劑D.LiFePO4電極每減重7g,就有22gCO2

被固定B11解析

LiFePO4電極為負極、多孔碳電極為正極,故LiFePO4電極的電勢比多孔碳電極的低,A錯誤;左側電極為負極,LiFePO4失去電子發(fā)生氧化反應,負極反應:LiFePO4-xe-══Li1-xFePO4+xLi+,B正確;RM為該電池反應的催化劑,RM'-CO2-為該電池反應的中間產(chǎn)物,C錯誤;由負極電極反應可知,LiFePO4電極每減重7

g則轉移1

mol電子,反應中碳元素化合價由+4價變?yōu)?3價,則根據(jù)電子守恒可知,有1

mol即44

g

CO2被固定,D錯誤。12345678910111234567891011命題角度3

鈉離子電池及分析5.(2023·陜西漢中第一次質檢)鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(Na2Sx)分別作為兩個電極的反應物,固體Al2O3陶瓷(可傳導Na+)為電解質,反應原理如圖所示。下列說法正確的是(

)A.放電時,電極B為負極B.鈉硫電池在常溫下能正常工作C.充電時,電極B與外接電源正極相連,電極反應式為-2e-══xSD.當Na+由B極區(qū)向A極區(qū)移動時,能量轉換方式為化學能轉化為電能C123456789101112345678910116.(2023·陜西銅川二模)我國科研人員研制出以鈉箔和多壁碳納米管為電極的可充電“Na-CO2”電池,工作過程中,Na2CO3與C均沉積在多壁碳納米管電極。其工作原理如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A.充電時,多壁碳納米管為陽極,Na+向鈉箔電極方向移動B.放電時,電路中轉移0.1mole-,多壁碳納米管電極增重1.1gC.采用多壁碳納米管作電極可以增強吸附CO2的能力D.充電時,陽極反應為2Na2CO3+C-4e-══3CO2+4Na+B1234567891011解析

充電時,電源電極a為正極,多壁碳納米管為陽極,Na+向陰極鈉箔電極移動,A正確;放電時,Na2CO3與C均沉積在多壁碳納米管電極上,多壁碳納米管上的電極反應為3CO2+4e-+4Na+══2Na2CO3+C,電路中轉移0.1

mol

e-,多壁碳納米管電極增重質量為106

g·mol-1×0.05

mol+×12

g·mol-1=5.6

g,B錯誤;多壁碳納米管表面積大,吸附能力強,用其作電極可以增強吸附CO2的能力,C正確;充電時,陽極碳失電子發(fā)生氧化反應,陽極反應為2Na2CO3+C-4e-══3CO2+4Na+,D正確。12345678910117.(2023·河北張家口二模)我國新能源汽車上有望推廣鈉離子電池,一種鈉離子電池工作示意圖如下,充電時Na+經(jīng)電解液嵌入石墨(C6),下列說法錯誤的是(

)A.放電時,電勢:電極a>電極bB.放電時,電子從電極b經(jīng)外電路流向電極a,再經(jīng)電解液流回電極bC.放電過程中,導線上每通過1mole-,負極質量減少23gD.充電時,電極a上發(fā)生反應的電極反應為NaFePO4-xe-══Na1-xFePO4+xNa+B1234567891011解析

根據(jù)電池工作示意圖分析可知,放電時,電極a為正極,電極b為負極,正極的電勢高于負極,則電勢:電極a>電極b,A正確;放電時,電子從電極b經(jīng)外電路流向電極a,電子不能通過電解液,B錯誤;放電過程中,導線上每通過1

mol

e-,負極上Na+轉移至正極,減小1

mol鈉離子,質量減少23

g,C正確;充電時,電極a為陽極,該電極的電極反應為NaFePO4-xe-══Na1-xFePO4+xNa+,D正確。1234567891011命題角度4

二次鋅電池及分析8.(2023·山西運城二模)我國科研人員利用雙極膜技術構造出一類具有能量密度高、循環(huán)性能優(yōu)異的新型水系電池,模擬裝置如圖所示。已知電極材料分別為Zn和MnO2,相應的產(chǎn)物為[Zn(OH)4]2-和Mn2+。下列說法錯誤的是(

)A.雙極膜中的OH-通過膜a移向M極B.電池工作一段時間后,NaOH溶液的pH不變C.N電極的反應為MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2OD.若電路中通過2mole-,則稀硫酸質量增加89gB1234567891011解析

由題給信息Zn生成[Zn(OH)4]2-,MnO2生成Mn2+可知,M極為Zn電極,N電極材料為MnO2,即M極為負極,N極為正極,OH-移向負極,A正確;負極的電極反應為Zn+4OH--2e-══[Zn(OH)4]2-,每轉移2

mol

e-,有2

mol

OH-移向NaOH溶液,而消耗4

mol

OH-,NaOH溶液的pH變小,B錯誤;N電極材料為MnO2,MnO2在正極得到電子生成Mn2+,電極反應為MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2O,C正確;若電路中通過2

mol

e-,雙極膜中有2

mol

H+移向稀硫酸,同時溶解1

mol

MnO2,稀硫酸質量增加2

mol×1

g·mol-1+1

mol×87

g·mol-1=89

g,D正確。12345678910119.(2023·山東濰坊二模)三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO,強堿性3D-Zn-NiOOH二次電池結構如圖所示,放電時電池反應為Zn+2NiOOH+H2O══ZnO+2Ni(OH)2,下列說法正確的是(

)A.充電時陽極反應為Ni(OH)2+OH--e-══NiOOH+H2OB.充電時導電線圈應與外接直流電源的負極相連C.放電時電解質溶液堿性減弱D.放電時每沉積0.1molZnO,有0.1molOH-通過隔膜A1234567891011解析

充電時,導電線圈做陽極,堿性條件下,氫氧化鎳在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成堿式氧化鎳和水:Ni(OH)2+OH--e-══NiOOH+H2O,A正確;充電時,與外接直流電源的正極相連的導電線圈做陽極,B錯誤;由放電時電池反應可知,強堿性溶液中水的量減少,則溶液中氫氧根離子濃度增大,電解質溶液的堿性增強,C錯誤;放電時三維多孔海綿狀鋅為原電池的負極,堿性條件下,鋅失去電子發(fā)生氧化反應生成氧化鋅,電極反應為Zn+2OH--2e-══ZnO+H2O,導電線圈為正極,水分子作用下,堿式氧化鎳得到電子發(fā)生還原反應生成氫氧化鎳和氫氧根離子,電極反應為NiOOH+H2O+e-══Ni(OH)2+OH-,則放電時每沉積0.1

mol氧化鋅,有0.2

mol氫氧根離子通過陰離子交換隔膜,D錯誤。1234567891011命題角度5

其他二次電池及分析10.(2023·齊魯名校第二次聯(lián)考)光催化鈉離子二次電池的應用研究取得重大進展,該電池工作原理如圖所示。下列有關說法不正確的是(

)A.充電時,電子從光催化電極流出通過導線流向石墨電極B.放電時,每消耗1molNaI3,左室電解質溶液質量減少46gC.充電時,S2-通過離子交換膜進入右室D.放電時,石墨電極的電極反應為4S2--6e-══C1234567891011123456789101111.(2023·廣東湛江二模)一種FeCl3/FeCl2-Cl2雙膜二次電池放電時的工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是(

)A.充電時,M極的電極反應為Fe3++e-══Fe2+B.X為陽離子交換膜,Y為陰離子交換膜C.充電時的總反應:2FeCl32FeCl2+Cl2↑D.放電