2025届高三化学一轮复习 专练36　新型化学电源

专练36　新型化学电源 授课提示：对应学生用书71页 1．[2022·湖南卷]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂­海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是（　　） A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应： 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂­海水电池属于一次电池 2．[2024·济南市检测]以硝酸盐为离子导体的NaO2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．镍电极上发生还原反应 B．Na2O是该过程中的中间产物 C．固体电解质能起到隔绝空气的作用 D．M极的电极反应为 4Na＋＋O2＋2NO＋2e－===4NaNO2 3．[2024·合肥市质量检测]复旦大学设计了一种新型碱性H2/Na0.44 MnO2气体可逆电池，工作原理如图。下列叙述错误的是（　　） A．放电时N为电池正极 B．放电时负极反应：H2－2e－＋2OH－===2H2O C．充电时Na＋由N极向M极移动 D．充电时阳极反应：Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋－（x＋y）e－===Na0.44＋yMnO2 4．[2024·武汉市四月调研]我国某科研团队借助氧化还原介质RM，将Li­CO2电池的放电电压提高至3 V以上，该电池的工作原理如图。下列说法正确的是（　　） A．LiFePO4电极的电势比多孔炭电极的高 B．负极反应： LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋ C．RM和RM＋－CO均为该电池反应的催化剂 D．LiFePO4电极每减重7 g，就有22 g CO2被固定 5．[2024·广州市综合测试]一种简单钒液流电池的结构及工作原理示意图如图所示，下列说法不正确的是（　　） A.放电时，H＋从N极区向M极区移动 B．充电时，电极M是阳极 C．每消耗1 mol VO，有2 mol H＋通过质子交换膜 D．充电时的总反应：VO2＋＋H2O＋V3＋===VO＋2H＋＋V2＋ 6．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，下列有关该电池的说法正确的是（　　） A．该电池的正极反应式为 4OH－＋4e－===O2↑＋2H2O B．该电池的负极反应式为H2－2e－===2H＋ C．放电时OH－向负极移动 D．当生成1 mol H2O时，转移2 mol电子 7．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（　　） 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 8．[2024·江苏扬州中学月考]如图是一种电解质溶液可以循环流动的新型电池。下列说法正确的是（　　） A．PbO2电极的电极反应式为 PbO2＋2e－＋4H＋===Pb2＋＋2H2O B．若将Cu换成Pb，则电路中电子转移方向不改变 C．Cu电极为负极，放电过程中失去电子而被还原 D.放电不会影响循环液中H2SO4与CuSO4物质的量之比 9．[2024·九省联考河南卷]一种基于固态电解质NASICON的可充电熔融钠电池，具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如图所示。已知：电池放电时不断有NaI生成。下列说法错误的是（　　） A．放电时，a电极为负极 B．固态电解质NASICON中含有钠离子 C．充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－===I D．放电时，转移1 mol电子时，c区和d区的质量差改变23 g 10．[2024·河北石家庄二中月考]科学家发明了一种Al－PbO2电池，电解质溶液中溶质为K2SO4、H2SO4、KOH，通过x和y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域（a＞b），结构示意图如图所示。下列说法正确的是（　　） A．K＋通过x膜移向M区 B．R区域的电解质浓度逐渐减小 C．放电时，Al电极发生的反应为 Al－3e－＋4OH－===[Al（OH）4]－ D．消耗1.8 g Al时N区电解质溶液质量减少18.0 g 11．[2023·全国乙卷]室温钠­硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠­硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8＋e－―→S，S＋e－―→S，2Na＋＋S＋2（1－）e－―→Na2Sx 下列叙述错误的是（　　） A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na＋＋S8＋2e－―→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 1.答案：B 解析：海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正极，正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电池，D项正确。 2.答案：D 解析：金属钠比镍活泼，液态钠为负极，镍电极为正极，镍电极上发生还原反应，A项正确；由图可知，钠最终转化为Na2O2，Na2O是该过程中的中间产物，B项正确；液态钠能和空气中的O2、水蒸气发生反应，故固体电解质能起到隔绝空气的作用，C项正确；M极发生反应：NO＋2e－＋2Na＋===Na2O＋NO、NO＋O2＋Na2O===Na2O2＋NO，总反应为2Na＋＋O2＋2e－===Na2O2，D项错误。 3.答案：D 解析：电池分析 电极 反应 类型 电极反应式 放电 （原电池） M （负极） 氧化 反应 H2－2e－＋2OH－===2H2O N （正极） 还原 反应 Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋＋（x＋y）e－===Na0.44＋yMnO2 充电 （电解池） M （阴极） 还原 反应 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ N （阳极） 氧化 反应 Na0.44＋yMnO2－（x＋y）e－===Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋ 放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，由图示装置可知，放电时，M极上H2发生氧化反应转化为H2O，其电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，因此M为负极，N为正极，A项正确，B项正确；充电时为电解池，M为阴极，N为阳极，在电解池中阳离子移向阴极，即充电时Na＋由N极向M极移动，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，其电极反应式为Na0.44＋yMnO2－（x＋y）e－===Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋，D项错误。 4.答案：B 解析：由图中Li＋移动方向可知，LiFePO4电极为负极，则LiFePO4电极的电势比多孔炭电极的低，A项错误；由图中的物质转化关系可知负极反应为LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4＋xLi＋，B项正确；RM是该电池反应的催化剂，RM＋－CO为中间产物，C项错误；由CO2＋RM―→RM＋－CO、2RM＋－CO＋2Li＋＋2e－===2RM＋Li2C2O4知，2 mol Li＋参与反应，固定2 mol CO2，则负极减重7 g，有44 g CO2被固定，D项错误。 5.答案：C 解析：根据放电时M极上VO转化为VO2＋，发生还原反应，知M极为正极，N电极上V2＋转化为V3＋，发生氧化反应，则N极为负极，放电时H＋从负极N极区向正极M极区移动，A项正确；放电时M极为正极，则充电时M极为阳极，B项正确；根据正极反应：VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O知，每消耗1 mol VO，转移1 mol电子，有1 mol H＋通过质子交换膜，C项错误；充电和放电互为逆过程，放电时的总反应为VO＋2H＋＋V2＋===VO2＋＋V3＋＋H2O，则充电时的总反应为VO2＋＋V3＋＋H2O===VO＋2H＋＋V2＋，D项正确。 6.答案：D 解析：该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应式为2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为CO，不是OH－，故C错误；根据负极反应式知，生成1 mol H2O时转移2 mol电子，故D正确。 7.答案：D 解析：本题涉及原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识，通过工作原理示意图的分析，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。新型高能电池的原理应用体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 由工作原理示意图中Zn2＋迁移的方向可判断放电时a为正极，b为负极。放电时，a极得到电子，发生还原反应，使溶液中离子数目增大，A、B项正确；充电时，a极接外接电源的正极，D项错误；充电时，b极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，每增重0.65 g，转移0.02 mol电子，a极为阳极，电极反应式为2I－＋Br－－2e－===I2Br－，转移0.02 mol电子，有0.02 mol I－被氧化，C项正确。 8.答案：B 解析：PbO2得电子，发生还原反应，为正极，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，A项错误；若将Cu换成Pb，铅仍作负极，则电路中电子转移方向不变，B项正确；放电过程中铜失电子，被氧化，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C项错误；由总反应Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，放电时硫酸转化为硫酸铜和硫酸铅，则H2SO4与CuSO4物质的量之比变小，D项错误。 9.答案：D 解析：题干情境中指出“电池放电时不断有NaI生成”，再分析电池工作原理图情境： 10.答案：C 解析：由图可知，原电池工作时，Al电极为负极，被氧化生成[Al（OH）4]－，PbO2电极为正极，发生还原反应，电解质溶液中溶质M为KOH，R为K2SO4，N为H2SO4。M区为负极区，阳离子流向正极区，故K＋通过x膜移向R区，A项错误；钾离子通过x膜向R区移动，SO通过y膜向R区移动，R区域的电解质浓度逐渐增大，B项错误；原电池工作时，Al作负极，负极反应为Al－3e－＋4OH－===[Al（OH）4]－，C项正确；消耗1.8 g Al时电路中转移的电子物质的量为×3＝0.2 mol，则N区有0.1 mol SO经过y进入R区，根据负极反应式PbO2＋SO＋2e－＋4H＋===PbSO4＋2H2O，消耗0.1 mol SO，同时流出0.1 mol SO，故相当于N区消耗了0.2 mol H2SO4同时生成了0.2 mol H2O，N区电解质溶液质量减少了0.2 mol×98 g·mol－1－0.2 mol×18 g·mol－1＝16.0 g，D项错误。 11.答案：A 解析：由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。 充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误；放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na＋结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；将题给的一系列方程式依次标号为①②③，由×①＋×②＋③可以得到放电时正极的反应式为2Na＋＋S8＋2e－―→Na2Sx，C正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；故答案选A。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$