第十章　第41練　新型化學(xué)電源分類突破-2025年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)

1．(2019·全國卷Ⅲ，13)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D－Zn)可以高效沉積ZnO的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D－Zn－NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B．充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－=NiOOH(s)＋H2O(l)C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－=ZnO(s)＋H2O(l)D．放電過程中OH－通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)2．科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B．放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子為2molC．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充電時(shí)，陽極溶液中OH－濃度升高(x＝0或1)。下列說法正確的是()A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋(1－eq\f(x,2))O24．(2020·全國卷Ⅲ，12)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：VB2＋16OH－－11e－=VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O。該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極5．濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。將兩個(gè)完全相同的電極浸入兩個(gè)溶質(zhì)相同但濃度不同的電解質(zhì)溶液中構(gòu)成的濃差電池，稱為雙液濃差電池。模擬工業(yè)上電滲析法實(shí)現(xiàn)海水(用氯化鈉溶液代替)淡化的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．SOeq\o\al(2－,4)向Cu(1)極區(qū)域遷移B．C(2)極發(fā)生還原反應(yīng)C．膜1為陽離子交換膜D．C(2)極反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑6．(2022·全國乙卷，12)Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來，科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h＋)，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li＋從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)：O2＋2Li＋＋2e－=Li2O27．如圖是利用微生物將廢水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)而制作的化學(xué)電源，可給二次電池充電。下列說法正確的是()A．M極電極反應(yīng)式：H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－=2CO2＋N2＋16H＋B．充電時(shí)二次電池的正極應(yīng)與M極相連C．H＋通過質(zhì)子交換膜由N極向M極移動(dòng)D．若N極消耗了標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LO2，則有0.4mol電子從N極流向M極8．(2023·全國乙卷，12)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：eq\f(1,2)S8＋e－→eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)，eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)＋e－→Seq\o\al(2－,4)，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(2－,4)＋2(1－eq\f(x,4))e－→Na2Sx下列敘述錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)Na＋從鈉電極向硫電極遷移B．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC．放電時(shí)正極反應(yīng)為2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能9.如圖是常溫鈉離子全固態(tài)濃差電池工作示意圖。正極材料為層狀含鈉過渡金屬氧化物，負(fù)極為鈉錫合金(Na15Sn4)。下列說法合理的是()A．該電池工作時(shí)不發(fā)生氧化還原反應(yīng)B．放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)為Na15Sn4－15e－=15Na＋＋4SnC．充電時(shí)，Na＋會(huì)被吸附進(jìn)入過渡金屬氧化物層D．充電時(shí)，b極接電源的正極，a極接電源的負(fù)極10．一種鉀離子電池的電池反應(yīng)為K0.5MnO2＋8xCeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))K0.5－xMnO2＋xKC8，其裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．充電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．放電時(shí)，K＋向負(fù)極區(qū)遷移C．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Al－3e－=Al3＋D．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為K0.5MnO2－xe－=K0.5－xMnO2＋xK＋11．(2024·沈陽模擬)復(fù)旦大學(xué)的王永剛教授研究團(tuán)隊(duì)在柔性電池研究方面取得了新突破，發(fā)展了一種基于有機(jī)物電極材料的柔性水系鋅電池。充、放電過程中實(shí)現(xiàn)了芘四酮(PTO)與PTO-Zn的相互轉(zhuǎn)化，原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．放電時(shí)，Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．放電時(shí)，Y電極反應(yīng)可表示為PTO＋Zn2＋＋2e－=PTO-ZnC．充電時(shí)，Zn2＋向Y電極移動(dòng)D．充電時(shí)，X電極與電源的負(fù)極相連12．鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作電解質(zhì)溶液，并在電池間不斷循環(huán)。下列有關(guān)說法正確的是()A．充電時(shí)n接電源的負(fù)極，Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)B．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減少65gC．充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為Br2＋2e－=2Br－D．若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜，放電時(shí)正、負(fù)極也隨之改變13．雙陰極微生物燃料電池處理含NHeq\o\al(＋,4)的廢水的工作原理如圖(a)所示，雙陰極通過的電流相等，廢水在電池中的運(yùn)行模式如圖(b)所示。(1)Y離子交換膜為________(填“陽”或“陰”)離子交換膜。(2)Ⅲ室中除了O2→H2O，主要發(fā)生的反應(yīng)還有____________________________________(用離子方程式表示)。(3)生成3.5gN2，理論上需要消耗______gO2