高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專練36　新型化學(xué)電源+

專練36新型化學(xué)電源授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書71頁1．[2022·湖南卷]海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池2．[2024·濟(jì)南市檢測]以硝酸鹽為離子導(dǎo)體的NaO2電池裝置與其某一電極M附近的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．鎳電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．Na2O是該過程中的中間產(chǎn)物C．固體電解質(zhì)能起到隔絕空氣的作用D．M極的電極反應(yīng)為4Na＋＋O2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2e－=4NaNO23．[2024·合肥市質(zhì)量檢測]復(fù)旦大學(xué)設(shè)計(jì)了一種新型堿性H2/Na0.44MnO2氣體可逆電池，工作原理如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．放電時(shí)N為電池正極B．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：H2－2e－＋2OH－=2H2OC．充電時(shí)Na＋由N極向M極移動(dòng)D．充電時(shí)陽極反應(yīng)：Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋－（x＋y）e－=Na0.44＋yMnO24．[2024·武漢市四月調(diào)研]我國某科研團(tuán)隊(duì)借助氧化還原介質(zhì)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電極的電勢比多孔炭電極的高B．負(fù)極反應(yīng)：LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋C．RM和RM＋－COeq\o\al(－,2)均為該電池反應(yīng)的催化劑D．LiFePO4電極每減重7g，就有22gCO2被固定5．[2024·廣州市綜合測試]一種簡單釩液流電池的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖如圖所示，下列說法不正確的是（）A.放電時(shí)，H＋從N極區(qū)向M極區(qū)移動(dòng)B．充電時(shí)，電極M是陽極C．每消耗1molVOeq\o\al(＋,2)，有2molH＋通過質(zhì)子交換膜D．充電時(shí)的總反應(yīng)：VO2＋＋H2O＋V3＋=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋6．MCFC型燃料電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為600～700℃，所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）A．該電池的正極反應(yīng)式為4OH－＋4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2－2e－=2H＋C．放電時(shí)OH－向負(fù)極移動(dòng)D．當(dāng)生成1molH2O時(shí)，轉(zhuǎn)移2mol電子7．我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅－碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）A．放電時(shí)，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大C．充電時(shí)，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極8．[2024·江蘇揚(yáng)州中學(xué)月考]如圖是一種電解質(zhì)溶液可以循環(huán)流動(dòng)的新型電池。下列說法正確的是（）A．PbO2電極的電極反應(yīng)式為PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2OB．若將Cu換成Pb，則電路中電子轉(zhuǎn)移方向不改變C．Cu電極為負(fù)極，放電過程中失去電子而被還原D.放電不會(huì)影響循環(huán)液中H2SO4與CuSO4物質(zhì)的量之比9．[2024·九省聯(lián)考河南卷]一種基于固態(tài)電解質(zhì)NASICON的可充電熔融鈉電池，具有安全、電流密度高、使用條件寬泛等優(yōu)點(diǎn)，其工作示意圖如圖所示。已知：電池放電時(shí)不斷有NaI生成。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．放電時(shí)，a電極為負(fù)極B．固態(tài)電解質(zhì)NASICON中含有鈉離子C．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為3I－－2e－=Ieq\o\al(－,3)D．放電時(shí)，轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，c區(qū)和d區(qū)的質(zhì)量差改變23g10．[2024·河北石家莊二中月考]科學(xué)家發(fā)明了一種Al－PbO2電池，電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)為K2SO4、H2SO4、KOH，通過x和y兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開，形成M、R、N三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域（a＞b），結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法正確的是（）A．K＋通過x膜移向M區(qū)B．R區(qū)域的電解質(zhì)濃度逐漸減小C．放電時(shí)，Al電極發(fā)生的反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－D．消耗1.8gAl時(shí)N區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少18.0g11．[2023·全國乙卷]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1.答案：B解析：海水中含有大量的電解質(zhì)，故A項(xiàng)正確；Li是活潑金屬，作負(fù)極，則N極是正極，正極上海水中溶解的O2、CO2等均能放電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Li易與水反應(yīng)，故玻璃陶瓷應(yīng)具有良好的防水功能，同時(shí)為形成閉合的回路，也應(yīng)具有傳導(dǎo)離子的功能，C項(xiàng)正確；該電池屬于一次電池，D項(xiàng)正確。2.答案：D解析：金屬鈉比鎳活潑，液態(tài)鈉為負(fù)極，鎳電極為正極，鎳電極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由圖可知，鈉最終轉(zhuǎn)化為Na2O2，Na2O是該過程中的中間產(chǎn)物，B項(xiàng)正確；液態(tài)鈉能和空氣中的O2、水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，故固體電解質(zhì)能起到隔絕空氣的作用，C項(xiàng)正確；M極發(fā)生反應(yīng)：NOeq\o\al(－,3)＋2e－＋2Na＋=Na2O＋NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,2)＋O2＋Na2O=Na2O2＋NOeq\o\al(－,3)，總反應(yīng)為2Na＋＋O2＋2e－=Na2O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.答案：D解析：電池分析電極反應(yīng)類型電極反應(yīng)式放電（原電池）M（負(fù)極）氧化反應(yīng)H2－2e－＋2OH－=2H2ON（正極）還原反應(yīng)Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋＋（x＋y）e－=Na0.44＋yMnO2充電（電解池）M（陰極）還原反應(yīng)2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－N（陽極）氧化反應(yīng)Na0.44＋yMnO2－（x＋y）e－=Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋放電時(shí)為原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由圖示裝置可知，放電時(shí)，M極上H2發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H2O，其電極反應(yīng)式為H2－2e－＋2OH－=2H2O，因此M為負(fù)極，N為正極，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)正確；充電時(shí)為電解池，M為陰極，N為陽極，在電解池中陽離子移向陰極，即充電時(shí)Na＋由N極向M極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Na0.44＋yMnO2－（x＋y）e－=Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.答案：B解析：由圖中Li＋移動(dòng)方向可知，LiFePO4電極為負(fù)極，則LiFePO4電極的電勢比多孔炭電極的低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知負(fù)極反應(yīng)為LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，B項(xiàng)正確；RM是該電池反應(yīng)的催化劑，RM＋－COeq\o\al(－,2)為中間產(chǎn)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由CO2＋RM→RM＋－COeq\o\al(－,2)、2RM＋－COeq\o\al(－,2)＋2Li＋＋2e－=2RM＋Li2C2O4知，2molLi＋參與反應(yīng)，固定2molCO2，則負(fù)極減重7g，有44gCO2被固定，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.答案：C解析：根據(jù)放電時(shí)M極上VOeq\o\al(＋,2)轉(zhuǎn)化為VO2＋，發(fā)生還原反應(yīng)，知M極為正極，N電極上V2＋轉(zhuǎn)化為V3＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，則N極為負(fù)極，放電時(shí)H＋從負(fù)極N極區(qū)向正極M極區(qū)移動(dòng)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)M極為正極，則充電時(shí)M極為陽極，B項(xiàng)正確；根據(jù)正極反應(yīng)：VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O知，每消耗1molVOeq\o\al(＋,2)，轉(zhuǎn)移1mol電子，有1molH＋通過質(zhì)子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電和放電互為逆過程，放電時(shí)的總反應(yīng)為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋=VO2＋＋V3＋＋H2O，則充電時(shí)的總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2O=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋，D項(xiàng)正確。6.答案：D解析：該燃料電池的燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3，總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為2H2＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2H2O＋2CO2，正極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，故A、B均錯(cuò)誤；電解質(zhì)中移動(dòng)的陰離子為COeq\o\al(2－,3)，不是OH－，故C錯(cuò)誤；根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式知，生成1molH2O時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，故D正確。7.答案：D解析：本題涉及原電池正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí)，通過工作原理示意圖的分析，考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。新型高能電池的原理應(yīng)用體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。由工作原理示意圖中Zn2＋遷移的方向可判斷放電時(shí)a為正極，b為負(fù)極。放電時(shí)，a極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，使溶液中離子數(shù)目增大，A、B項(xiàng)正確；充電時(shí)，a極接外接電源的正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，每增重0.65g，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，a極為陽極，電極反應(yīng)式為2I－＋Br－－2e－=I2Br－，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，有0.02molI－被氧化，C項(xiàng)正確。8.答案：B解析：PbO2得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若將Cu換成Pb，鉛仍作負(fù)極，則電路中電子轉(zhuǎn)移方向不變，B項(xiàng)正確；放電過程中銅失電子，被氧化，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由總反應(yīng)Cu＋PbO2＋2H2SO4=CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，放電時(shí)硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸銅和硫酸鉛，則H2SO4與CuSO4物質(zhì)的量之比變小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.答案：D解析：題干情境中指出“電池放電時(shí)不斷有NaI生成”，再分析電池工作原理圖情境：10.答案：C解析：由圖可知，原電池工作時(shí)，Al電極為負(fù)極，被氧化生成[Al（OH）4]－，PbO2電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)M為KOH，R為K2SO4，N為H2SO4。M區(qū)為負(fù)極區(qū)，陽離子流向正極區(qū)，故K＋通過x膜移向R區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鉀離子通過x膜向R區(qū)移動(dòng)，SOeq\o\al(2－,4)通過y膜向R區(qū)移動(dòng)，R區(qū)域的電解質(zhì)濃度逐漸增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)，Al作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－，C項(xiàng)正確；消耗1.8gAl時(shí)電路中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為eq\f(1.8g,27g·mol－1)×3＝0.2mol，則N區(qū)有0.1molSOeq\o\al(2－,4)經(jīng)過y進(jìn)入R區(qū)，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－＋4H＋=PbSO4＋2H2O，消耗0.1molSOeq\o\al(2－,4)，同時(shí)流出0.1molSOeq\o\al(2－,4)，故相當(dāng)于N區(qū)消耗了0.2molH2SO4同時(shí)生成了0.2molH2O，N區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少了0.2mol×98g·mol－1－0.2mol×18g·mol－1＝16.0g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.答案：A解析：由題意可知放電時(shí)硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極。充電時(shí)為電解