第六章 培优加练5 新型化学电源-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

培优加练5　新型化学电源 1.(2022·全国乙卷,12)电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来,科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-Li)和阳极反应(Li2O2+2h+2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　C　) A.充电时,电池的总反应Li2O22Li+O2 B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D.放电时,正极发生反应O2+2Li++2e-Li2O2 解析:光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳极反应得,充电时电池的总反应为Li2O22Li+O2,A正确;充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;放电时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;放电时总反应为2Li+O2Li2O2,正极反应为O2+2Li++2e-Li2O2,D正确。 2.(2020·全国Ⅰ卷,12)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是(　D　) A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol C.充电时,电池总反应为2Zn(OH2Zn+O2↑+4OH-+2H2O D.充电时,正极溶液中OH-浓度升高 解析:由题给装置图可知,放电时负极锌失去电子后结合OH-生成Zn(OH,负极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH,A项正确;放电时,正极上CO2得电子生成HCOOH,CO2中C的化合价为+4,HCOOH中C的化合价为+2,1 mol CO2转化为1 mol HCOOH,转移2 mol电子,B项正确;充电时阴极上Zn(OH参与反应得到锌,阳极上H2O参与反应得到氧气,电池总反应为2Zn(OH2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,C项正确;充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,2H2O-4e-O2↑+4H+,氢氧根离子浓度降低,D项错误。 3.(2019·天津卷,6)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。 下列叙述不正确的是(　D　) A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br- B.放电时,溶液中离子的数目增大 C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化 D.充电时,a电极接外电源负极 解析:放电时,b电极是负极,负极反应式为Zn-2e-Zn2+,a电极为正极,正极反应式为I2Br-+2e-2I-+Br-,溶液中离子的数目增大,故A、B正确;充电时,a是阳极,与外接电源的正极相连,阳极反应式为Br-+2I--2e-I2Br-,b是阴极,阴极反应式为Zn2++2e-Zn,每增重0.65 g,转移0.02 mol e-,相应的有 0.02 mol I-被氧化,故C正确,D错误。 4.(2022·江苏南京联考)某研究团队将蚕茧炭化形成氮掺杂的高导电碳材料,该材料作为微生物燃料电池的电极具有较好的生物相容性,提升了电子传递效率。利用该材料制备的微生物电池可降解污水中的有机物(以CH3CHO为例),其装置原理如图所示。下列判断错误的是(　C　) A.该微生物电池在处理废水时还能输出电能 B.该微生物电池工作时,电子由a电极经负载流到b电极 C.该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜 D.该微生物电池的负极反应式为CH3CHO+3H2O-10e-2CO2↑+10H+ 解析:该微生物电池在处理废水时,将化学能转化为电能,能输出电能,故A正确;该微生物电池工作时,电子由负极(a电极)经负载流到正极(b电极),故B正确;负极上乙醛放电生成的氢离子经阳离子交换膜移向正极,故C错误;该微生物电池中,a电极为该微生物电池的负极,乙醛在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应式为CH3CHO+3H2O-10e-2CO2↑+10H+,故D正确。 5.氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃),具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　B　) A.电池工作时,熔融碳酸盐只起到导电的作用 B.负极反应式为H2-2e-+CCO2+H2O C.该电池可利用工厂中