2025届高三高考化学二轮复习 微专题练习新型化学电源

　2025届高三高考化学二轮复习微专题练习 新型化学电源 命题角度一　一次电池 1.火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时,下列说法正确的是(　) A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上得电子 C.阳离子由正极移向负极 D.将电能转化为化学能 2.[2024·北京石景山区二模] 贮备电池具有下列特点:日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用;使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是(　) A.正极反应式为Ag++e-Ag B.负极反应式为Mg-2e-Mg2+ C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑ 3.一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是 (　) A.电池总反应为4Li+O2+2H2O4LiOH B.可将有机电解液改为水溶液 C.金属锂作正极,发生氧化反应 D.当有22.4 L O2被还原时,溶液中有4 mol Li+向多孔碳电极移动 4.[2024·安徽蚌埠质检] 某氧气传感器装置如图所示,待测O2透过聚四氟乙烯薄膜与AlI3反应并启动电池,某电极反应式为I2+2e-+2Ag+2AgI,通过电位计的变化测定O2的含量,其中RbAg4I5只能传导一种离子。下列说法正确的是 (　) A.RbAg4I5传导的离子为I- B.每吸收1.12 L O2消耗21.6 g Ag C.电池总反应为I2+2Ag2AgI D.检测O2时,电子由多孔石墨电极流向Ag电极 命题角度二　燃料电池 5.[2024·吉林延边州二模] 某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　) A.该燃料电池不宜在高温下使用 B.电极b为阳极,发生氧化反应 C.HS-在硫氧化菌作用下发生反应: HS--8e-+9OH-S+5H2O D.若该电池外电路有0.4 mol电子转移,则在标准状况下电极b消耗氧气1.12 L 6.[2024·安徽宣城调研] 甲酸燃料电池工作原理如图所示,已知该半透膜只允许K+通过。下列有关说法错误的是 (　) A.物质A是H2SO4 B.K+经过半透膜自a极向b极迁移 C.a极电极反应式为HCOO-+2e-+2OH-HC+H2O D.Fe3+可以看作该反应的催化剂,可以循环利用 7.[2024·湖北宜昌模拟] 我国分子筛膜专家开发了一种电化学驱动的CO2分离器(EDCS),它利用短路膜从空气进料中去除CO2,其工作原理如图所示,下列有关说法错误的是 (　) A.此EDCS像燃料电池一样由氢供电 B.通过H2进料速率可控制这种短路膜电池的电流大小 C.此短路膜可传导阴离子和电子 D.阴极区反应为H2-2e-+2HC2CO2+2H2O 命题角度三　二次(充电)电池 8.[2024·江苏南京二模] 一种钠离子电池的工作原理如图所示,放电时电池反应可表示为Na1-xFePO4+NaxCNaFePO4+C,下列说法正确的是(　) A.放电时,电能转化为化学能 B.放电时,Y极发生还原反应 C.充电时,X极电极反应式为NaFePO4-xe-Na1-xFePO4+xNa+ D.充电时,每转移1 mol电子,Y极质量减少23 g 9.[2024·辽宁营口二模] 铝-石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池,电池反应为AlLi+CxPF6Al+xC+Li++P,电池装置如图所示。下列说法正确的是 (　) A.AlLi合金作原电池的正极 B.放电时P移向正极 C.充电时,电路中转移1 mol电子,阴极质量增加9 g D.充电时,阳极反应为xC+P-e-CxPF6 10.[2024·湖北鄂东南名校联考] 一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示,该电池用石墨毡作电极,可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为Pb+2Ce4+Pb2++2Ce3+。下列相关说法正确的是 (　) A.放电时,Pb2+在b电极发生还原反应 B.该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液 C.充电过程中,a电极发生的反应为Ce3+-e-Ce4+ D.放电过程中,电解质溶液中CH3S向a电极移动 11.[2024·黑龙江齐齐哈尔二模] 最近我国科学家研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体系,其工作原理如图所示。下列说法错误的是 (　) A.充电时,阴极区溶液的pH增大 B.放电时,每转移0.2 mol电子,负极区电解质溶液质量增加6.5 g C.充电时,Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极 D.放电时,正极反应式为Na0.6-x MnO2 +xe-+xNa+Na0.6MnO2 参考答案 1.B　[解析] 根据题干信息可知,放电时总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+,A错误;放电时正极为CO2得到电子生成C,B正确;放电时阳离子由负极移向正极,C错误;放电时装置为原电池,能量转化关系为化学能转化为电能,D错误。 2.A　[解析] 正极是AgCl得电子,电极反应方程式为AgCl+e-Ag+Cl-,A错误;镁作负极失去电子变成镁离子,电极反应式为Mg-2e-Mg2+,B正确;放电时阴离子移向负极,则Cl-由正极向负极迁移,C正确;因为是海水,镁会直接与水反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,D正确。 3.A　[解析] 锂-空气电池中,活泼金属锂作负极,多孔碳作正极,负极反应式为Li-e-Li+,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-。负极反应式为Li-e-Li+,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,则电池总反应为4Li+O2+2H2O4LiOH,A正确;因为金属锂可与水反应,则不可将有机电解液改为水溶液,B错误;金属锂作负极,失电子,发生氧化反应,C错误;未指明为标准状况,则不能用标准状况下的气体摩尔体积计算22.4 L O2的物质的量,故不能计算移向多孔碳电极的Li+的物质的量,D错误。 4.C　[解析] 某电极反应式为I2+2e-+2Ag+2AgI,该反应中碘单质得到电子发生还原反应,为正极,则银电极上银失去电子发生氧化反应,为负极,电极反应式为Ag-e-Ag+,故多孔石墨为正极、银电极为负极;原电池中阳离子向正极迁移,其中RbAg4I5只能传导一种离子,则传导的为Ag+。RbAg4I5传导的离子为Ag+,A错误;没有说明标准状况,不能计算氧气的物质的量,B错误;电池总反应为碘单质和银单质生成碘化银,I2+2Ag2AgI,C正确;多孔电极石墨为正极、银电极为负极,原电池中电子由负极流向正极,故由Ag电极流向多孔石墨电极,D错误。 5.A　[解析] 通入氧气的一极为正极,氧气得到电子发生还原反应,则电极a为负极、电极b为正极。高温下微生物会失去活性,故该燃料电池不宜在高温下使用,A正确; 电极b为正极,发生还原反应,B错误;HS-在硫氧化菌作用下失去电子生成硫酸根离子和氢离子,发生反应:HS--8e-+4H2OS+9H+,C错误;氧气得到电子发生还原反应:O2+4H++4e-2H2O,若该电池外电路有0.4 mol电子转移,则根据电子守恒消耗O2为0.1 mol,故在标准状况下电极b消耗氧气2.24 L,D错误。 6.C　[解析] 由图可知电池左边a上燃料HCOOH转化为HC,发生氧化反应,a极是负极;右边b是正极,发生还原反应。铁的两种离子存在环境为酸性,且流出物为K2SO4,故物质A为H2SO4,A正确;阳离子K+由负极(a极)流向正极(b极),B正确;a极发生氧化反应,电极反应为HCOO-+2OH--2e-HC+H2O,C不正确;Fe3++e-Fe2+,4Fe2++4H++O22H2O+4Fe3+,Fe3+先消耗再生成,可看作该反应的催化剂,D正确。 7.D　[解析] 由图可知,该装置为原电池,通入含有二氧化碳的空气的电极为原电池的正极,在二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成C,电极反应式为2CO2+O2+4e-2C,通入氢气的电极为负极,在HC作用下氢气失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为H2-2e-+2HC2CO2+2H2O。由分析可知,EDCS分离器中,通入氢气的电极为负极,HC作用下氢气失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,说明EDCS像燃料电池一样由氢供电,故A正确;由分析可知,EDCS分离器中,在HC作用下氢气失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,氢气进料速率越大,氢气的物质的量越大,失去电子的数目越多,则通过氢气进料速率可控制这种短路膜电池的电流大小,故B正确;由图可知,短路膜可以起到传导阴离子和电子的作用,故C正确;由分析可知,H2-2e-+2HC2CO2+2H2O为阳极区反应,故D错误。 8.C　[解析] 由图可知,放电时,X电极为原电池的正极,在Na+作用下Na1-xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成NaFePO4,电极反应式为Na1-xFePO4+xe-+xNa+NaFePO4,Y电极为负极,NaxC在负极失去电子发生氧化反应生成Na+和碳,电极反应式为NaxC-xe-xNa++C,充电时,X极与直流电源的正极相连作阳极,Y电极作阴极。放电时,该装置为化学能转化为电能的原电池,A错误;Y电极为负极,NaxC在负极失去电子发生氧化反应生成Na+和碳,B错误;充电时,X极与直流电源的正极相连作阳极,电极反应式为NaFePO4-xe-Na1-xFePO4+xNa+,C正确;充电时,Y电极作阴极,电极反应式为xNa++C+xe-NaxC,则每转移1 mol电子,Y极质量增加23 g,D错误。 9.D　[解析] 根据电池反应为AlLi+CxPF6Al+xC+Li++P,Li化合价升高,则AlLi作负极,CxPF6中P化合价降低,CxPF6作正极,A错误;放电时阴离子向负极移动,则P移向负极,B错误;充电时,阴极反应式为Li++e-+AlAlLi,电路中转移1 mol电子,阴极生成1 mol AlLi,其质量增加7 g,C错误;放电时,正极反应为CxPF6+e-xC+P,则充电时,阳极反应为xC+P-e-CxPF6,D正确。 10.D　[解析] 放电时,a极为负极,电极反应为Pb-2e-Pb2+,b极为正极,电极反应为2Ce4++2e-2Ce3+,则充电时,a极为阴极,电极反应为Pb2++2e-Pb,b极为阳极,电极反应为2Ce3+-2e-2Ce4+。根据分析可知A、C错误;S与Pb2+反应生成PbSO4沉淀,故不能用稀硫酸酸化电解质溶液,B错误;放电过程中,阴离子向负极移动,故电解质溶液中的CH3S向a电极移动,D正确。 11.B　[解析] 由图可知,放电时,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-,右侧为正极,电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+Na0.6MnO2,充电时,Zn作阴极,电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,右侧为阳极。充电时,Zn作阴极,电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,生成氢氧根离子,阴极区溶液的pH增大,A正确;放电时,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-,每转移0.2 mol电子,同时有0.2 mol钠离子迁移到右侧,负极区电解质溶液增加质量为×65 g·mol-1-0.2 mol×23 g·mol-1=1.9 g,B错误;充电时,阳离子向阴极移动,故Na+会通过阳离子交换膜移动到阴极,C正确;放电时,Zn作负极,右侧为正极,电极反应式为Na0.6-xMnO2+xe-+xNa+Na0.6MnO2,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$