第4章 第1节 重点突破练——新型电池-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评全书Word（人教版2019）

化学 选择性必修1［人教版］作业与测评 重点突破练——新型电池 (建议用时：40分钟) 1．我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液。空气中的氧气与铝反应产生电流，放电时(　　) A．铝电极上发生还原反应 B．阳离子移向负极 C．氧气在正极上得电子 D．电流由铝板经外电路流向铂网 答案：C 解析：由题意可知，铝为负极，发生氧化反应，A错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B错误；氧气在正极得电子，发生还原反应，C正确；原电池中，电流由正极流向负极，即由铂网经外电路流向铝板，D错误。 2．一种以MgCl2­聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示，放电时，正极的电极反应式为Mg2＋＋2e－＋V2O5===MgV2O5。下列说法不正确的是(　　) A．放电时，负极的电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋ B．充电时，Mg2＋嵌入V2O5晶格中 C．放电一段时间后，聚乙烯醇中的c(Mg2＋)几乎保持不变 D．若将电解液换成MgCl2水溶液，工作时电池可能产生鼓包 答案：B 解析：由题图可知，放电时负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，A正确；充电时阳极反应为MgV2O5－2e－===V2O5＋Mg2＋，Mg2＋从V2O5中脱离，B错误；由电池总反应为V2O5＋Mg===MgV2O5，知放电不影响电解质溶液中Mg2＋的浓度，C正确；Mg能与水缓慢反应产生H2，D正确。 3．一种新型Na­CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该电池有机介质可以用Na2SO4溶液代替 B．放电时，Na＋通过钠离子交换膜向M极移动 C．放电时，N极电极反应式为2CaFeO3＋2e－＋2Na＋===2CaFeO2.5＋Na2O D．充电时，每生成1 mol Na，有机电解质的整体质量减小23 g 答案：C 解析：电池工作时，Na电极失电子产生Na＋，透过钠离子交换膜移向CaFeO3电极，则M电极为负极，N电极为正极。因为电极为Na，会与Na2SO4溶液中的H2O反应，A错误；电池放电时，Na＋通过钠离子交换膜向N极移动，B错误；放电时，N极为正极，CaFeO3得电子产物会与Na＋反应，生成CaFeO2.5和Na2O，电极反应式为2CaFeO3＋2e－＋2Na＋===2CaFeO2.5＋Na2O，C正确；充电时，每生成1 mol Na，同时也会有0.5 mol O2－被消耗生成CaFeO3，所以有机电解质的整体质量减小23 g＋0.5 mol×16 g·mol－1＝31 g，D错误。 4．一种稳定的碱性混合聚硫化物－空气双膜二次电池充电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．充电时，a极为电源正极 B．Y离子交换膜是阴离子交换膜 C．放电时，Na＋向M极移动 D．放电时，M极的电极反应式为S＋2e－===2S 答案：B 解析：根据充电时M极上S转化为S，硫元素的化合价降低，发生还原反应，知M极为阴极，则与M极相连的a极为电源负极，A错误；由题图可知，中间室充入NaOH溶液，OH－移向右侧阳极，则Y离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；放电时M极为负极，Na＋透过X离子交换膜向中间室移动，C错误；放电时M极的电极反应式为2S－2e－===S，D错误。 5．中科院福建物构所制备了一种新型的铋基有机复合框架(Bi­ZMOF)，Zn­CO2电池用其作电极能大大提高放电效率，电池结构如图所示。 已知：双极膜能在直流电场的作用下，将膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并移向两极。下列说法错误的是(　　) A．锌片为负极 B．放电时，Bi­ZMOF电极上发生的反应：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH C．该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g锌，双极膜内将解离0.4 mol H2O D．铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用 答案：C 解析：放电时，锌片上Zn转化为[Zn(OH)4]2－，Zn的化合价由0价升高为＋2价，发生氧化反应，为负极，A正确；放电时，Bi­ZMOF电极上CO2转化为HCOOH，发生还原反应，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，B正确；该电池放电时总反应为Zn＋2OH－＋2H2O＋CO2===[Zn(OH)4]2－＋HCOOH，工作时，锌片上每消耗6.5 g (0.1 mol)锌，转移0.2 mol电子，双极膜内将解离0.2 mol H2O，C错误；由题图可知，铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用，D正确。 6．某科研小组在研究硅氧材料的电化学性能时，将硅氧材料作为正极，金属锂作为负极，非水体系的LiPF6作为电解液，起在正、负极间传递Li＋的作用，且充、放电时电解液所含的物质种类不发生变化。电池放电时的总反应为5SiO2＋(4＋x)Li===2Li2Si2O5＋LixSi。下列说法中错误的是(　　) A．硅氧材料导电性差，可与石墨形成复合物以增强电极的导电性 B．电池充电时，电解液中的Li＋向锂电极移动 C．放电时的正极反应为5SiO2＋(4＋x)Li＋＋(4＋x)e－===2Li2Si2O5＋LixSi D．电池充电时，外电路转移1 mol电子，则硅氧材料的质量增重 g 答案：D 7．肼硼烷(N2H4·BH3)燃料电池可避免烃类燃料电池中CO2的排放，该电池的工作原理如图所示，电池总反应为2N2H4·BH3＋5O2＋2NaOH===2NaBO2＋2N2＋8H2O。下列说法正确的是(　　) A．a电极为电池正极 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．b电极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．负极生成5.6 L(标准状况)N2，则理论上电路中转移4 mol电子 答案：C 解析：由电池总反应可知，N2H4·BH3为还原剂，发生氧化反应，故a电极是电池负极，A错误；电池负极通入了NaOH溶液，b电极上O2得电子生成OH－，正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，负极的电极反应为N2H4·BH3－10e－＋11OH－===BO＋N2↑＋9H2O，正极生成OH－，负极消耗OH－，则OH－由正极移向负极，该离子交换膜为阴离子交换膜，B错误，C正确；由负极的电极反应可知，n(N2)＝＝0.25 mol，则理论上电路中转移电子的物质的量为0.25 mol×10＝2.5 mol，D错误。 8．我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料——Cu3(PO4)2的水系双离子电池，该电池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．比较两极电势：a>b B．放电时，电流从Na0.44MnO2电极经电解质溶液流向Cu3(PO4)2电极 C．充电时，电极b的电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xNa＋＋xe－===Na0.44MnO2 D．放电时，若电极a得到6.4 g Cu和1.44 g Cu2O，则电路中共转移0.22 mol e－ 答案：D 解析：由图可知，放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，发生得电子的还原反应，b极上Na0.44MnO2→Na0.44－xMnO2，发生失电子的氧化反应，则a极为正极，b极为负极，负极反应式为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋。a极为正极，b极为负极，正极电势高于负极，A正确；放电时，电流从正极沿导线流向负极，再经电解质溶液到正极，B正确；根据分析可知，充电时，电极b的电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xNa＋＋xe－===Na0.44MnO2，C正确；放电时，电子转移情况为Cu～2e－、Cu2O～2e－，若电极a仅生成6.4 g Cu(为0.1 mol)和1.44 g Cu2O(为0.01 mol)，则电路中转移0.1 mol×2＋0.01 mol×2＝0.22 mol电子，但由题图可知a极还发生电极反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则转移电子多于0.22 mol，D错误。 9．我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂，研发出一种Zn­NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过)。下列说法错误的是(　　) A．使用MoS2电极能加快合成氨的速率 B．Zn/ZnO电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O C．电池工作一段时间后，正极附近的pH增大 D．当电路通过10 mol e－时，理论上可以转化NO的质量为30 g 答案：D 解析：由题图可知，MoS2为原电池的正极，一氧化氮在电极的催化作用下，得到电子发生还原反应生成氨气和水，电极反应式为NO＋5e－＋5H＋===NH3＋H2O，Zn/ZnO电极为负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氧化锌，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O。由上述分析可知，当电路通过10 mol e－时，理论上可以转化一氧化氮的质量为60 g，故D错误。 10．(江西卷)我国学者发明了一种新型多功能甲醛－硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是(　　) A．CuAg电极反应为2HCHO＋2H2O－4e－===2HCOO－＋H2↑＋2OH－ B．CuRu电极反应为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－ C．放电过程中，OH－通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 答案：B 解析：CuAg电极上HCHO转化为HCOO－和H2，电极反应为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，A错误；CuRu电极上NO转化为NH3，电极反应为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－，B正确；OH－不能通过质子交换膜，C错误；总反应为8HCHO＋NO＋7OH－===8HCOO－＋NH3↑＋4H2↑＋2H2O，消耗OH－，因此需要补充KOH，D错误。 11．微生物燃料电池可以净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是(　　) A．N极为电池正极，Cr2O被还原 B．该电池工作时，M极的电极反应式为CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋ C．Cr2O浓度较大时，可能会造成还原菌失去活性 D．当M极产生22.4 L CO2气体(标准状况)时，有4 mol电子从N极进入溶液 答案：D 解析：根据图1可知，电子由M极流向N极，说明M极为电池负极，N极为电池正极，Cr2O在正极得电子被还原为Cr(OH)3，A正确；M极为负极，由图1知，CH3COOH在负极被氧化为CO2，对应电极反应为CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋，B正确；由图2可知，当Cr2O浓度为3 mg·L－1时，去除率为0，因为其有强氧化性和毒性，使还原菌的蛋白质变性而失去活性，C正确；M极产生22.4 L CO2气体(标准状况)时，根据转移电子关系：CO2～4e－，知有4 mol电子从M极流向N极，但电子不进入溶液，D错误。 12．全钒液流储能电池是一种新型的绿色环保储能系统。它将电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，并采用质子交换膜作为电池组的隔膜。已知该电池放电时，左罐颜色由黄色变为蓝色。 离子种类 VO VO2＋ V3＋ V2＋ 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 下列说法正确的是(　　) A．该电池工作原理为VO＋V2＋＋H2OVO2＋＋V3＋＋2OH－ B．a和b接用电器时，左罐电动势小于右罐 C．电池储能时，电池负极溶液颜色变为紫色 D．a和b接电源时，理论上当电路中通过3 mol e－时，必有3 mol H＋由右侧向左侧迁移 答案：C 解析：该电池放电时，左罐颜色由黄色变为蓝色，即放电时，VO得电子生成VO2＋，左侧电极为正极，电极反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，右侧电极为负极，电极反应为V2＋－e－===V3＋，电池采用质子交换膜，只允许H＋通过，所以该电池工作原理为VO＋V2＋＋2H＋VO2＋＋V3＋＋H2O，A错误；由分析可知，放电时左罐是正极，故a和b接用电器时，左罐电动势大于右罐，B错误；电池储能时即充电过程，原电池原负极变为阴极，电极反应为V3＋＋e－===V2＋，则电池负极溶液颜色变为紫色，C正确；a和b接电源时即为电解池，a接电源正极，b接电源负极，左侧为阳极区，右侧为阴极区，电解池中，阳离子向阴极移动，故H＋由左侧向右侧迁移，D错误。 13．(浙江1月选考)一种可充放电Li­O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1 mol O2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是(　　) A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2－转化为O D．充电时，锂电极接电源负极 答案：C 解析：Li＋半径比K＋小，前者更容易穿过固态电解质膜，故熔融盐中锂盐的物质的量分数越多，导电性越好，充放电效率越高，A、B正确；O2转化为O2－比转化为O转移的电子数多，故放电时，随着温度升高，Q增大的原因是O转化为O2－，C错误；锂电极为电池负极，充电时作阴极，接电源负极，D正确。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$