2025届高三高考化学一轮复习 假期作业36　新型化学电源

2025届高三高考化学一轮复习 假期作业36　新型化学电源 一、单项选择题 1.[2024·广州番禺区模拟]物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池（c1<c2），工作时，A电极的质量不断减轻，下列说法正确的是（　　） A．Ag＋由交换膜右侧向左侧迁移 B．B极为正极，发生氧化反应 C．若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液减轻6.2 g D．原电池的总反应不是氧化还原反应 2.反电渗析法盐差电池是用离子交换膜将海水与淡水隔开，阴、阳离子在溶液中定向移动将盐差能转化为电能的电池，原理如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．电流由钛电极经负载、石墨电极、电解质溶液回到钛电极 B．CM膜为阳离子交换膜，AM膜为阴离子交换膜 C．电池工作时正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋ D．含盐水中NaCl的浓度大于海水中NaCl的浓度 3.[2024·济南历城、章丘联考]浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池，称为双液浓差电池。模拟工业上电渗析法实现海水（用氯化钠溶液代替）淡化的装置如图所示。下列说法错误的是（　　） A.SO向Cu（1）极区域迁移 B．C（2）极发生还原反应 C．膜1为阳离子交换膜 D．C（2）极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ 4.[2024·广西柳州联考]氧化铅­铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池（如图所示），下列有关该电池的说法正确的是（　　） A．电池工作时，电子由Cu电极经电解质溶液流向PbO2电极 B．电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐减小 C．正极反应式： PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O D．放电后，循环液中H2SO4与CuSO4的物质的量之比不变 5.锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是（　　） A．充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧 B．放电时每转移1 mol电子，负极区溶液质量减少65 g C．充电时阴极的电极反应式为 Br2＋2e－===2Br－ D．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变 6.[2024·长沙重点学校联考]微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示，下列有关微生物电池的说法错误的是（　　） A．a极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨 B．b极的电极反应式为 O2＋4e－＋4H＋===2H2O C．在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原 D．该电池在任何温度下均可发电 7.[2024·辽宁丹东模拟]微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，原理如图所示，下列说法错误的是（　　） A．b为正极 B．X膜为阴离子交换膜 C．该装置能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物并提供电能 D．负极反应为 CH3COO－＋7OH－－8e－===2CO2＋5H2O 二、不定项选择题 8.[2024·牡丹江模拟]如图是利用微生物将废水中的乙二胺[H2N（CH2）2NH2]氧化为环境友好物质而制作的化学电源，可给二次电池充电。下列说法正确的是（　　） A.M极电极反应式： H2N（CH2）2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋ B．充电时二次电池的正极应与M极相连 C．H＋通过质子交换膜由N极向M极移动 D．若N极消耗了标准状况下2.24 L O2，则有0.4 mol电子从M极流向N极 9.[2024·广东梅州统考]某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市、量产。钠离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池，电池结构如图所示。该电池的负极材料为NaxCy（嵌钠硬碳），正极材料为Na2Mn[Fe（CN）6] （普鲁士白）。在充、放电过程中，Na＋在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。 下列说法不正确的是（　　） A．由于未使用稀缺的锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 B．放电时，负极的电极反应式为 NaxCy－xe－===Cy＋xNa＋ C．放电时，Na＋移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应 D．充电时，每转移1 mol电子，阳极的质量减少23 g 10.[2024·九省联考河南卷，10]一种基于固体电解质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，其工作示意图如下所示，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电极为正极 B．固体电解质NASICON含钠离子 C．充电时阳极反应式：3I－－2e－===I D．转移1 mol e－时，c区和d区的质量差改变23 g 参考答案 1．解析：由图示分析可知，工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极，发生氧化反应，B为正极，发生还原反应；由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，则NO由交换膜右侧向左侧迁移，故A、B错；若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液中有0.1 mol NO向左侧迁移，0.1 mol Ag＋得到电子生成Ag，所以由 AgNO3　～　e－ 170 g 1 mol 17．0 g 0.1 mol 可知，若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液减轻17.0 g，故C错；负极的电极反应式为Ag－e－===Ag＋，正极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，总反应为非氧化还原反应，故选D。 答案：D 2．解析：由原理图知，钛电极上发生铁离子得到电子的还原反应，是正极，石墨电极上发生亚铁离子失去电子的氧化反应，是负极，A、C正确；海水中阳离子(钠离子)向电池正极(钛电极)移动，穿过CM膜，进入到河水或正极区，阴离子(氯离子)向电池负极(石墨电极)移动，穿过AM膜进入到河水，B正确；海水中NaCl的浓度最大，河水中NaCl的浓度最小，经过反电渗析后得到的“含盐水”中NaCl的浓度介于二者之间，D错误。 答案：D 3．解析：为使交换膜两侧硫酸铜溶液的浓度相等，即阴离子交换膜左侧溶液c(CuSO4)增大，右侧c(CuSO4)减小，又因为只允许阴离子迁移，故交换膜左侧铜电极溶解，c(Cu2＋)增大；交换膜右侧铜电极上析出铜，c(Cu2＋)减小，即Cu(1)极为负极，发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋；Cu(2)极为正极，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，SO由阴离子交换膜右侧向左侧迁移，据此分析解题。由分析可知，Cu(1)极为负极，Cu(2)极为正极，原电池中阴离子流向负极，则SO向Cu(1)极区域迁移，A正确；由分析可知，Cu(1)极为负极，则C(2)极为阴极，电解池中阴极发生还原反应，B正确；由分析可知，Cu(2)极为正极，则C(1)极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，故NaCl中的Cl－通过膜1进入阳极室，故膜1为阴离子交换膜，C错误；由B项分析可知，C(2)极为阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，D正确。 答案：C 4．解析：氧化铅­铜电池中铜为负极，PbO2作正极。电池工作时，电子不能流经电解质溶液，只能在外电路中流动，故A项错误；由电池总反应可知，若反应的PbO2为1 mol，则电解质溶液中增加了2 mol O，1 mol Cu，减少了1 mol SO，则增加和减少的质量相等，反应前后电解质溶液的质量不变，故B项错误；由总反应可知，PbO2得电子，正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，故C项正确；放电时，负极反应为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应为：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，总反应为PbO2＋Cu＋4H＋＋SO===Cu2＋＋PbSO4＋2H2O，循环液中H2SO4会减少，硫酸铜会增多，故D项错误。 答案：C 5．解析：充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A正确；放电时，负极Zn溶解生成Zn2＋，Zn2＋通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B错误；充电时阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，C错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，Zn仍是负极，D错误。 答案：A 6．解析：由电子的移动方向可知，电极a为微生物电池的负极，M－离子在负极失去电子发生还原反应生成M＋离子，微生物作用下放电生成的M＋离子与有机物生成二氧化碳和水，同时微生物作用下有机物也在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，则负极应选择导电性高、易于附着微生物的石墨；电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。电极a为微生物电池的负极，负极可选择导电性高、易于附着微生物的石墨，有利于微生物作用下有机物在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，故A正确；电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故B正确；在b极涂覆催化剂的目的是加快酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水的反应速率，故C正确；微生物的主要成分是蛋白质，若温度过高，蛋白质会发生变性，降低微生物的催化能力，不利于原电池的工作，故D错误。 答案：D 7．解析：由题意可知，该装置为原电池，b极通入O2，则b为正极，A正确；原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y膜为阳离子交换膜，X膜为阴离子交换膜，B、C正确；a极为负极，电极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋，D错误。 答案：D 8．解析：由题图知，M极为负极，N极为正极，H2N(CH2)2NH2 在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋，A正确；充电时二次电池的正极应与外接电源的正极相连，即与N极相连，B错误；H＋通过质子交换膜由M极移向N极，C错误；当N电极消耗标况下2.24 L O2时，则转移× 4＝0.4 mol电子，所以有0.4 mol电子从M极流向N极，D正确。 答案：AD 9．解析：由题意知此电池为二次电池，嵌钠硬碳在放电时做负极，充电时做阴极。锂比钠稀缺，钠离子电池生产成本低，A正确；负极材料为嵌钠硬碳，相当于Na原子嵌在碳中，则NaxCy中的Na为0价，放电时为负极，Na失去电子，电极反应式为NaxCy－xe－===Cy＋xNa＋，B正确；正极电势比负极高，Na＋移向正极但不是Na＋得电子，C错误；充电时阳极失去电子释放出Na＋，每转移1 mol电子，释放1 mol Na＋，Na＋在阴极得电子变成NaxCy，所以阳极减少的质量就是1 mol Na＋的质量即23 g，D正确。 答案：C 10．解析：电池放电时不断有NaI生成，可知放电时a为负极，电极反应为：Na－e－===Na＋，固体电解质NASICON只允许阳离子通过，固体电解质NASICON含钠离子，通过Na＋转移保持两侧电荷守恒，放电时b为正极，电极反应为：I＋2e－===3I－；充电时a为阴极，b为阳极，b极反应为：3I－－2e－===I。放电时a电极为负极，A错误；固体电解质NASICON含钠离子，通过Na＋转移保持两侧电荷守恒，B正确；充电时b为阳极，b极反应为：3I－－2e－===I，C正确；放电转移1 mol e－时，1 mol Na＋从c区移出，d区移入1 mol Na＋，两区质量差改变46 g，D错误。 答案：AD 学科网（北京）股份有限公司 $$