第16講-原電池-新型電源-(練)(新教材新高考)(解析版)

原電池新型電源1．某興趣小組設(shè)計的簡易原電池裝置如圖所示。該電池工作時，下列說法正確的是()A．鋅片作正極B．碳棒上有氣泡產(chǎn)生C．可將電能轉(zhuǎn)化化學能D．電子由碳棒經(jīng)導線流向鋅片【答案】B【解析】電池工作時，Zn失去電子，作負極，故A錯誤；碳棒為正極，氫離子在正極上得到電子生成氫氣，有氣泡產(chǎn)生，故B正確；原電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯誤；Zn為負極，電子由鋅片經(jīng)導線流向碳棒，故D錯誤。2.下圖中四種電池裝置是依據(jù)原電池原理設(shè)計的，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．①中鋅電極發(fā)生氧化反應B．②中電子由a電極經(jīng)導線流向b電極C．③中外電路中電流由A電極流向B電極D．④中LixC6做負極【答案】C【解析】在原電池中陰離子移向負極，所以③中A電極為負極，則外電路中電流應由B電極流向A電極。3．如圖是某同學設(shè)計的原電池裝置，下列敘述中正確的是()A．電極Ⅰ上發(fā)生還原反應，作原電池的負極B．電極Ⅱ的電極反應式為Cu2＋＋2e－=CuC．該原電池的總反應為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子【答案】C【解析】電極Ⅰ上發(fā)生還原反應，作原電池的正極，電極反應式為2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，故A不正確；電極Ⅱ為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋，故B不正確；該原電池的總反應為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，故C正確；鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞離子，故D不正確。4．鉛酸蓄電池的示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時，N為負極，其電極反應式為PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2OB．放電時，c(H2SO4)不變，兩極的質(zhì)量增加C．充電時，陽極反應式為PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)D．充電時，若N連電源正極，則該極生成PbO2【答案】D【解析】放電時，該鉛酸蓄電池是原電池，N作正極，A不正確；放電時，正、負極均消耗硫酸，c(H2SO4)減小，B不正確；充電時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為PbSO4－2e－＋2H2O=PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，C不正確；充電時，若N連電源正極，則該極為陽極，電極反應產(chǎn)物為PbO2，D正確。5．乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200℃左右時供電，電池總反應式為C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O，電池示意圖如圖所示，下列說法中正確的是()A．電池工作時，質(zhì)子向電池的負極遷移B．電池工作時，電流由b極沿導線流向a極C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應是C2H5OH＋3H2O＋12e－=2CO2↑＋12H＋D．b極上發(fā)生的電極反應是2H2O＋O2＋4e－=4OH－【答案】B【解析】通入乙醇的一極(a極)為負極，發(fā)生氧化反應；通入氧氣的一極(b極)為正極，發(fā)生還原反應。電池工作時，陽離子(質(zhì)子)向電池的正極遷移，A項不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導線流向a極，B項正確；a極上乙醇應該失電子被氧化，C項不正確；因為電池中使用的是磺酸類質(zhì)子溶劑，所以電極反應式中不能出現(xiàn)OH－，D項不正確。6．沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水，其工作原理如圖。下列說法中錯誤的是()A．碳棒b極電勢比碳棒a極電勢高B．光照強度對電池的輸出功率無影響C．碳棒b電極反應式為O2＋4e－＋4H＋=2H2OD．酸性增強不利于菌落存活，工作一段時間后，電池效率降低【答案】B【解析】根據(jù)氫離子的流向可知碳棒b為正極，光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H＋得到H2O，碳棒a為負極，F(xiàn)eSx在硫氧化菌的作用下被氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為硫酸根離子。b極為正極，a極為負極，正極的電勢高于負極，A正確；光照強度越強，光合作用越強，產(chǎn)生的氧氣越多，電池的輸出功率更大，即光照強度對電池的輸出功率有影響，B錯誤；b為正極，光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H＋得到H2O，電極反應為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C正確；酸性增強不利于菌落存活，負極失電子發(fā)生的氧化反應會減慢，故工作一段時間后，電池效率降低，D正確。7．一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．使用堿性電解質(zhì)水溶液B．放電時，正極反應包括3Mg2＋＋MgS8－6e－=4MgS2C．使用的隔膜是陽離子交換膜D．充電時，電子從Mg電極流出【答案】C【解析】Mg為活潑金屬，所以放電時Mg被氧化，Mg電極為負極，聚合物電極為正極。堿性電解質(zhì)水溶液中負極生成的Mg2＋會生成Mg(OH)2沉淀，降低電池效率，A錯誤；放電時為原電池，原電池正極發(fā)生得電子的還原反應，則正極反應包括3Mg2＋＋MgS8＋6e－=4MgS2，B錯誤；據(jù)圖可知Mg2＋要通過隔膜移向正極參與電極反應，所以使用的隔膜是陽離子交換膜，C正確；放電時Mg電極發(fā)生氧化反應，充電時Mg電極得電子發(fā)生還原反應，即電子流入Mg電極，D錯誤。8.幾位同學用相同大小的銅片和鋅片為電極研究水果電池，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法不正確的是()實驗編號水果種類電極間距離/cm電流大小/μA①西紅柿198.7②西紅柿272.5③蘋果27.2A．該實驗的目的是探究水果種類和電極間距離對水果電池電流大小的影響B(tài)．能表明水果種類對電流大小有影響的實驗編號是②和③C．上述裝置中，鋅片作負極，電極反應為：Zn＋2e－=Zn2＋D．其他條件相同時，改變電極插入水果的深度可能影響水果電池電流大小【答案】C【解析】A項，實驗①和②都是西紅柿，電極間距離不同，電流大小不同，實驗②和③電極間距離相同，水果種類不同，電流大小也不同，所以該實驗的目的是探究水果種類和電極間距離對水果電池電流大小的影響，正確；B項，實驗②和③電極間距離相同，水果種類不同，電流大小不同，表明水果種類對電流大小有影響，正確；C項，鋅比銅活潑，鋅作負極，電極反應為Zn－2e－=Zn2＋，錯誤；D項，其他條件相同時，改變電極插入水果的深度，改變了電極和電解質(zhì)溶液的接觸面積，可能影響水果電池電流的大小，正確。9．根據(jù)下圖判斷，下列說法正確的是()A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負極反應均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大【答案】D【解析】裝置Ⅰ中的負極為Zn，A項錯誤；裝置Ⅱ中的正極反應為2H＋＋2e－=H2↑，B項錯誤；陽離子向正極移動，裝置Ⅰ中陽離子向左側(cè)燒杯移動，C項錯誤。10．應用電化學原理，回答下列問題。(1)上述三個裝置中，負極反應物化學性質(zhì)上的共同特點是____________________________________。(2)甲中電流計指針偏移時，鹽橋(裝有含瓊脂的KCl飽和溶液)中離子移動的方向是________________________________________________________________________。(3)乙中正極反應式為________________；若將H2換成CH4，則負極反應式為______________________。(4)丙中鉛蓄電池放電一段時間后，進行充電時，要將外接電源的負極與鉛蓄電池________極相連接。(5)應用原電池反應可以探究氧化還原反應進行的方向和程度?，F(xiàn)連接如圖裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應)，進行實驗：ⅰ.K閉合時，指針偏移。放置一段時間后，指針偏移減小。ⅱ.隨后向U形管左側(cè)逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針的變化依次為偏移減小→回到零點→逆向偏移。①實驗ⅰ中銀作________極。②綜合實驗ⅰ、ⅱ的現(xiàn)象，得出Ag＋和Fe2＋反應的離子方程式是__________________________。【解析】(1)負極反應物中有元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，相應物質(zhì)本身具有還原性，即負極反應物化學性質(zhì)上的共同特點是易失電子被氧化，具有還原性。(2)原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則鹽橋中的鉀離子會移向硫酸銅溶液，氯離子移向硫酸鋅溶液。(3)乙中裝置為堿性氫氧燃料電池，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；若將H2換成CH4，則負極反應式為CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋7H2O。(4)丙中鉛蓄電池放電一段時間后，進行充電時，要將負極中的硫酸鉛變成單質(zhì)鉛，發(fā)生還原反應，所以應作電解池的陰極，則與電源的負極相連。(5)①亞鐵離子失電子發(fā)生氧化反應，所以石墨電極作負極，銀作正極；②綜合實驗ⅰ、ⅱ的現(xiàn)象，可知Ag＋和Fe2＋的反應可逆，故得出Ag＋和Fe2＋反應的離子方程式：Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag?！敬鸢浮?1)易失電子被氧化，具有還原性(2)鉀離子移向硫酸銅溶液、氯離子移向硫酸鋅溶液(3)O2＋4e－＋2H2O=4OH－CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋7H2O(4)負(5)①正②Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag1．M、N、P、E四種金屬，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。則這四種金屬的還原性由強到弱的順序是()A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞PC．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N【答案】A【解析】由①知，金屬活動性：M＞N；M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動性：P＞M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負極，故金屬活動性：N＞E；綜合上述分析可知，金屬活動性：P>M>N>E，A正確。2．有一種MCFC型燃料電池，該電池所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。電池的總反應為2H2＋O2=2H2O，負極反應為H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=H2O＋CO2。下列說法正確的是()A．電路中的電子經(jīng)正極、熔融的K2CO3、負極后再到正極，形成閉合回路B．電池放電時，電池中COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)的量將逐漸減少C．正極反應為2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．放電時COeq\o\al(2－,3)向負極移動【答案】D【解析】電子不能通過熔融的K2CO3，故A項錯誤；該電池的正極反應為O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)，根據(jù)得失電子守恒，放電時負極消耗的COeq\o\al(2－,3)與正極生成的COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)的量相等，電池中COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)的量不變，故B、C項錯誤；放電時陰離子向負極移動，故D項正確。3．科學家設(shè)計出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A．電極a為電池的負極B．電極b上發(fā)生的電極反應：O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．電路中每通過4mol電子，在正極消耗44.8LH2SD．每17gH2S參與反應，有1molH＋經(jīng)質(zhì)子膜進入正極區(qū)【答案】C【解析】根據(jù)題目可知，該電池為燃料電池，根據(jù)燃料電池的特點，通氧氣的一極為正極，故電極b為正極，電極a為負極，A項正確；電極b為正極，氧氣得電子生成水，B項正確；從裝置圖可以看出，電池總反應為2H2S＋O2=S2＋2H2O，電路中每通過4mol電子，正極應該消耗1molO2，負極應該有2molH2S反應，但是題目中沒有給定標準狀況下，所以負極消耗的H2S不一定是44.8L，故C錯誤；每17gH2S即0.5molH2S參與反應會消耗0.25molO2，根據(jù)正極反應式O2＋4H＋＋4e－=2H2O，可知有1molH＋經(jīng)質(zhì)子膜進入正極區(qū)，故D正確。4．鐵基液流電池有顯著的成本優(yōu)勢和資源優(yōu)勢。當前正研究的某種堿性鐵基半液流電池的放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．放電時，b極為正極；充電時，該電極連接電源正極B．充電時，a極電極反應式為Fe3O4＋8e－＋4H2O=3Fe＋8OH－C．石墨烯的作用是提高電極中Fe3O4/Fe的反應活性，防止電極鈍化D．放電時，負極失去1mol電子時，一定有1mol的陽離子通過交換膜【答案】D【解析】根據(jù)工作原理圖可知，放電時，a極由Fe→Fe3O4，a極為負極，b極由Fe(CN)eq\o\al(3－,6)→Fe(CN)eq\o\al(4－,6)，b極為正極，充電時，a極接電源的負極，b極接電源的正極，A正確；由于該電池為堿性電池，所以充電時，a極電極反應式為Fe3O4＋8e－＋4H2O=3Fe＋8OH－，B正確；電極材料Fe3O4為固體且致密，和溶液中的離子難充分接觸，常用石墨烯擴大固液的接觸，增加其活性，C正確；放電時，a極電極反應為3Fe＋8OH－－8e－=Fe3O4＋4H2O，b極電極反應為Fe(CN)eq\o\al(3－,6)＋e－=Fe(CN)eq\o\al(4－,6)，當負極失去1mol電子時，由于陽離子所帶電荷數(shù)未知，不能確定為1mol陽離子通過交換膜，D錯誤。5.全釩液流電池是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。釩電池電能以化學能的方式存儲在不同價態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機械動力作用下，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液流過電極表面并發(fā)生電化學反應，進行充電和放電。如圖為全釩液流電池放電示意圖：下列說法正確的是()A．放電時正極反應為VO2＋＋2H＋－e－=VOeq\o\al(＋,2)＋H2OB．充電時陰極反應為V2＋－e－=V3＋C．放電過程中電子由負極經(jīng)外電路移向正極，再由正極經(jīng)電解質(zhì)溶液移向負極D．該電池的儲能容量，可以通過增大電解液存儲罐的容積并增加電解液的體積來實現(xiàn)【答案】D【解析】放電時，消耗H＋，溶液pH升高，由此分析解答。正極反應是還原反應，由電池總反應可知放電時的正極反應為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，故A錯誤；充電時，陰極反應為還原反應，為V3＋得電子生成V2＋的反應，則充電時陰極反應為V3＋＋e－=V2＋，故B錯誤；電子只能在導線中進行移動，在電解質(zhì)溶液中是靠陰、陽離子定向移動來形成閉合回路，故C錯誤；該電池的儲能容量，可以通過增大電解液存儲罐的容積并增加電解液的體積來實現(xiàn)，故D正確。6．三元電池成為我國電動汽車的新能源，其正極材料可表示為Lieq\o(Ni,\s\up6(＋2))xeq\o(Co,\s\up6(＋3))yeq\o(Mn,\s\up6(＋4))zO2，且x＋y＋z＝1。充電時電池總反應為LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法正確的是()A．允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜B．充電時，A為陰極，發(fā)生氧化反應C．放電時，B為負極，發(fā)生氧化反應D．放電時，正極反應式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2【答案】AD【解析】根據(jù)充電時電池總反應可知，放電時負極反應式為LiaC6－ae－=6C(石墨)＋aLi＋，正極反應式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2，將放電時負極、正極反應式左右顛倒，即分別得到充電時陰極、陽極反應式，D項正確；放電時，A是負極、B是正極，Li＋向正極移動，則X是Li＋，允許陽離子通過的隔膜為陽離子交換膜，A項正確，C項錯誤；充電時，A是陰極，發(fā)生還原反應，B項錯誤。7．可充電氟鎂動力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應為Mg＋2MnF3=2MnF2＋MgF2。下列有關(guān)說法不正確的是()A．鎂為負極材料B．正極的電極反應式為MnF3＋e－=MnF2＋F－C．電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極D．每生成1molMnF2時轉(zhuǎn)移1mol電子【答案】C【解析】由電池反應可知，鎂失去電子，發(fā)生氧化反應，為負極，A項正確；電池反應中，三氟化錳發(fā)生還原反應，為正極，B項正確；電子由負極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項不正確；錳元素由＋3價降至＋2價，每生成1molMnF2轉(zhuǎn)移1mol電子，D項正確。8.(雙選)分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg做負極，③④中Fe做負極B．②中Mg做正極，電極反應式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Cu做負極，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋D．④中Cu做正極，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑【答案】BC【解析】②中Mg不與NaOH溶液反應，而Al能和NaOH溶液反應失去電子，故Al做負極；③中Fe在冷的濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應失去電子，故Cu做負極，A錯、C正確；②中電池總反應為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，負極反應式為2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，二者相減得到正極反應式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu做正極，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D錯。9．某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)，以CH4為燃料時，該電池工作原理如圖所示，下列說法正確的是()A．a(chǎn)為空氣，b為CH4B．COeq\o\al(2－,3)向正極移動C．此電池在常溫時也能工作D．正極電極反應式為2CO2＋O2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)【答案】D【解析】燃料電池中通入燃料的一極是負極，通入氧化劑的一極是正極，根據(jù)電子流向可知，左邊電極是負極、右邊電極是正極，所以a為CH4，b為空氣，故A錯誤；原電池放電時，陰離子向負極移動，則COeq\o\al(2－,3)向負極移動，故B錯誤；電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，需要高溫條件，故C錯誤；正極上O2得到電子和CO2反應生成COeq\o\al(2－,3)，電極反應式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，故D正確。10．(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖1，石墨Ⅰ為電池的________極；該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，其電極反應式為____________________________________。(2)化學家正在研究尿素動力燃料電池。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖3所示：回答下列問題：電池中的負極為________(填“甲”或“乙”)，甲的電極反應式為______________，電池工作時，理論上每凈化1mol尿素，消耗O2的體積(標準狀況下)約為________L。【解析】(1)該燃料電池中，正極上通入O2，石墨Ⅱ為正極，電極反應式為O2＋2N2O5＋4e－=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，負極上通入NO2，石墨Ⅰ為負極，電極反應式為NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5。(2)根據(jù)圖示可知，甲電極上CO(NH2)2反應生成二氧化碳和氮氣，N元素化合價升高，失電子，為電源的負極，電解質(zhì)溶液為酸性，則其電極反應式為CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，該反應的總方程式為2CO(NH2)2＋3O2=2CO2＋2N2＋4H2O，根據(jù)關(guān)系式2CO(NH2)2～3O2可知，電池工作時，理論上每凈化1mol尿素，消耗O2的體積為1.5mol×22.4L·mol－1＝33.6L。【答案】(1)負NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5(2)甲CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋33.61．(2021·浙江6月選考)某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li＋得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO2薄膜；集流體起導電作用。下列說法不正確的是()A．充電時，集流體A與外接電源的負極相連B．放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi＋C．放電時，電極B為正極，反應可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D．電池總反應可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Si＋LiCoO2【答案】B【解析】由題中信息可知，該電池充電時Li＋得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰極，故其在放電時作電池的負極，而電極B是電池的正極。由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的負極相連，A說法正確；放電時，外電路通過amol電子時，內(nèi)電路中有amolLi＋通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li＋，B說法不正確；放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應，反應可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2，C說法正確；電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li＋，正極上Li1－xCoO2得到電子和Li＋變?yōu)長iCoO2，故電池總反應可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))Si＋LiCoO2，D說法正確。2．鋅/溴液流電池是一種先進的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是()A．放電時，N極為正極B．放電時，左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應式為Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【解析】在該原電池中，活潑金屬鋅作負極，則N極為正極，A說法正確；放電時，左側(cè)鋅放電產(chǎn)生Zn2＋，貯液器中ZnBr2濃度不斷增大，B說法錯誤；充電時，M極為陰極，電極反應式為Zn2＋＋2e－=Zn，C說法正確；放電時Br－通過隔膜進入溶液中與Zn2＋結(jié)合，充電時Zn2＋通過隔膜在雙極性碳和塑料電極上沉積，D說法正確。3.(2020·天津卷)熔融鈉—硫電池性能優(yōu)良，是具有應用前景的儲能電池。下圖中的電池反應為2Na＋xSNa2Sx(x＝5～3，難溶于熔融硫)。下列說法錯誤的是()A．Na2S4的電子式為B．放電時正極反應為xS＋2Na＋＋2e－=Na2SxC．Na和Na2Sx分別為電池的負極和正極D．該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池【答案】C【解析】Na2S4中Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do4(4))中硫原子間以非極性鍵結(jié)合，每個硫原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A項正確；放電時正極上S發(fā)生還原反應，正極反應為xS＋2Na＋＋2e－=Na2Sx，B項正確；熔融鈉為負極，熔融硫(含碳粉)為正極，C項錯誤；由圖可知，D項正確。4.（2020·新課標Ⅲ）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應：該電池工作時，下列說法錯誤的是A.負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B.正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應為D.電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極【答案】B【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應生成和，反應的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應生成OH-，反應的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，據(jù)此分析。當負極通過0.04mol電子時，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標況下為0.224L，A正確；反應過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負極消耗OH-使負極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯誤；根據(jù)分析，電池的總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正確；電池中，電子由VB2電極經(jīng)負載流向復合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向為復合碳電極→負載→VB2電極→KOH溶液→復合碳電極，D正確。5．(2020·全國Ⅰ卷)科學家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()A．放電時，負極反應為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B．放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時，電池總反應為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充電時，正極溶液中OH－濃度升高【答案】D【解析】由題給裝置圖可知，放電時負極鋅失去電子后結(jié)合OH－生成Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，負極反應為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，A項正確；放電時，正極上CO2得電子生成HCOOH，CO2中C的化合價為＋4，HCOOH中C的化合價為＋2，1molCO2轉(zhuǎn)化為1molHCOOH，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項正確；充電時陰極上Zn(OH)eq\o\al(2－,4)參與反應得到鋅，陽極上H2O參與反應得到氧氣，電池總反應為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，C項正確；充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氫氧根離子濃度降低，D項錯誤。6．(2020·全國Ⅲ卷)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：VB2＋16OH－－11e－=VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O，該電池工作時，下列說法錯誤的是()A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)D．電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極【答案】B【解析】由題給信息知VB2電極上發(fā)生失電子的氧化反應，則VB2電極為負極，復合碳電極為正極，正極的電極反應式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。則電路中通過0.04mole－時，正極有0.01molO2參加反應，其在標準狀況下的體積為0.224L，A項正確；由正、負極的電極反應式可知，該電池工作時，負極區(qū)溶液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH升高，B項錯誤；該電池的總反應方程式為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)，C項正確；電流與電子的流動方向相反，電流從正極出發(fā)，沿負載流向負極，再經(jīng)過溶液最終回到正極，D項正確。7.(2019·海南卷)微型銀—鋅電池可用作電子儀器的電源，其電極分別是Ag/Ag2O