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热点强化练6 新型化学电源
1.(2022·上海闵行区一模)某杂志报道了一种固体铁—空气电池(采用铁—石墨电极),是大规模应用于牵引力最有可能的电化学动力源之一。下列有关该电池工作时说法不正确的是( B )
A.电子由铁电极流向石墨电极
B.石墨电极本身发生还原反应
C.电池的负极反应为Fe-2e-Fe2+
D.该电池工作时化学能转化为电能
解析:铁—空气电池(采用铁—石墨电极),铁失电子,作负极;空气中氧气得电子,在正极发生反应,石墨作正极。电子由负极流向正极,故A正确;石墨作正极,正极上氧气发生得电子的还原反应,故B错误;负极上铁失电子,故负极反应式为Fe-2e-Fe2+,故C正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,故D正确。
2.(2022·四川德阳二模)如图所示的锂—二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质,其正极反应是一种典型的嵌入式反应,电池总反应为Li+MnO2LiMnO2。下列说法错误的是( D )
A.锂片作负极,发生氧化反应
B.放电时,正极反应为MnO2+Li++e-LiMnO2
C.高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中
D.放电时,电子流向为电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1
解析:由电池总反应Li+MnO2LiMnO2可知Li失电子,作负极,发生氧化反应,A正确;放电时,MnO2在正极得电子,正极反应为MnO2+Li++e-LiMnO2,B正确;负极Li是活泼金属,能与水反应,故高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中,C正确;放电时属于原电池装置,电子从负极经用电器流向正极,不在电解质中移动,D错误。
3.某科研团队以KSn合金为负极,以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs—COOH)为正极催化剂构建了可充电KCO2电池(如图所示),电池反应为4KSn+3CO22K2CO3+C+4Sn,其中生成的K2CO3附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题存在巨大潜力。下列说法正确的是( C )
A.放电时,电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs—COOH
B.电池每吸收22.4 L CO2,电路中转移4 mol e-
C.充电时,阳极反应式为C-4e-+2K2CO33CO2↑+4K+
D.为了更好地吸收温室气体CO2,可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质
解析:电子不在电解质中移动,A错误;未指明气体状况,无法根据体积确定其物质的量,B错误;若用KOH溶液代替酯基电解质,则KOH会与正极上的MWCNTs—COOH发生反应,因此不能使用KOH溶液代替酯基电解质,D错误。
4.如图是一种新型的光化学电源,当光照射N型半导体时,通入O2和H2S即产生稳定的电流并获得H2O2(H2AQ和AQ是两种有机物)。下列说法正确的是( D )
A.甲池中的石墨电极是电池的负极
B.H+通过全氟磺酸膜从甲池进入乙池
C.甲池中石墨电极上发生的电极反应为AQ+2H+-2e-H2AQ
D.总反应为H2S+O2H2O2+S↓
解析:由电子流向可知石墨电极为正极,A错误;H+向正极移动,应通过全氟磺酸膜从乙池进入甲池,B错误;甲池中石墨电极为正极,得电子发生还原反应,C错误;通入硫化氢和氧气,分别生成硫和过氧化氢,则总反应为H2S+O2H2O2+S↓,D正确。
5.(2022·山东省实验中学一诊)某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置,如图所示。在a极将生活污水中的有机物(以C6H12O6为例)转化为CO2,b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为N2。下列说法不正确的是( B )
A.a极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+
B.若b极产生了4.48 L(已换算为标准状况)的气体,则穿过质子交换膜进入左室的H+数目为2NA
C.电池工作时,电流由b极经负载流向a极,再经两电解质溶液回到b极
D.若用该电池对铅酸蓄电池进行充电,b极接PbO2极
解析:a极上C6H12O6被氧化为CO2,电解质溶液显酸性,所以电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+,A正确;原电池中,阳离子由负极向正极移动,即向右室移动,B错误;铅酸蓄电池放电时PbO2被还原,为正极,则充电时为阳极,需与外接电源的正极相连,所以b极接PbO2极,D正确。
6.某科研团队研制了一种基于阳离子型活性分子的中性水系有机液流电池,以[Pyr-TEMPO]和[Pyr-PV]Cl4作中性水系有机液流电池的电极材料,已知放电时[Pyr-PV]2+先转化为[Pyr-PV]3+,后转化为[Pyr-PV]4+,电池工作原理如图所示。下列说法正确的是( B )
A.放电的过程中,氯离子由b电极向a电极移动
B.放电时,负极的电极反应之一为[Pyr-PV]3+-e-[Pyr-PV]4+
C.a电极