内容正文:
第四章 化学反应与电能
专题专项练
专题强化练8 新型电化学装置
题型1 新型化学电源
1.[2026河南南阳期中]全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 ( )
A.隔膜为阳离子交换膜
B.充电时,a极为阳极
C.放电时,隔膜两侧溶液中Fe2+浓度均减小
D.理论上,Fe3+每减少1 mol,Fe2+总量相应增加1.5 mol
创新题型
创新点 从诱导结晶角度考查原电池工作原理
2.[2026湖南衡阳联考]华中科技大学研究者在Science报道了一种新型热敏结晶增强液态热化学电池,可以给锂离子电池充电。胍离子(Gdm+)选择性地诱导Fe(CN结晶,Fe(CN与Fe(CN之间的转化平衡被打破,产生电势差,锂离子电池反应为LixSi+Li1-xCoO2 Si+LiCoO2。下列说法正确的是 ( )
A.电池冷端电极电势小于热端电极电势
B.电池热端的电极反应式为Fe(CN+e- Fe(CN
C.充电过程中Li+通过LiPON薄膜移向b极
D.充电时热端电极转移x mol电子,b极生成1 mol Li1-xCoO2
题型2 新型电解池装置
3.[2026河北沧衡名校联盟联考]科学家利用磷钼酸溶液(PMA)作为阳极液,与废旧磷酸铁锂(sLFP)粉末进行快速的固液氧化还原反应。高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后,被还原的钼蓝分子(用Mo表示)通过蠕动泵泵入再生装置中再生,用于后续锂的持续提取。下列叙述错误的是 ( )
A.电子从b极流向Q极,再由P极流入a极
B.Q极的电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑
C.离子交换膜为阴离子交换膜
D.PMA促进锂离子脱离sLFP进入阳极室溶液中
4.(甄选真题)[2023浙江1月选考]在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是 ( )
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e- TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
答案与分层梯度式解析
第四章 化学反应与电能
专题专项练
专题强化练8 新型电化学装置
1.D 结合全铁液流电池工作原理图,a极区中的阳离子为Fe2+、b极区的阳离子为Fe2+、Fe3+,故a极为负载铁的石墨电极,b极为石墨电极,电池总反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+。因为a极区的电解质溶液中含有Fe2+,不含Fe3+,为防止Fe3+进入a极区,故隔膜应为阴离子交换摸,A错误;放电时a极为负极,充电时a极为阴极,B错误;放电时a极Fe被氧化为Fe2+,b极Fe3+被还原为Fe2+,两侧溶液中c(Fe2+)均增大,C错误;放电时总反应为2Fe3++Fe 3Fe2+,Fe3+减少1 mol时Fe2+增加1.5 mol,D正确。
名师点津 (1)可充电电池放电时是原电池,充电时是电解池
即负极接负极为阴极,正极接正极为阳极。
(2)可充电电池电极反应式的关系
2.D
由分析可知,冷端电极为正极,热端电极为负极,负极反应式为Fe(CN-e- Fe(CN,电池冷端电极电势大于热端电极电势,A、B错误;锂离子电池充电时,a极为阴极,b极为阳极,Li+通过LiPON薄膜移向阴极(a极),C错误;锂离子电池反应为LixSi+Li1-xCoO2 Si+LiCoO2,可知b极每生成1 mol Li1-xCoO2转移x mol电子,D正确。
3.C 由题图可知,a为电源正极,则P为电解池的阳极,发生氧化反应,b为电源负极,则Q为电解池的阴极,电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,电子从b极流向Q极,再由P极流入a极,电子不能在溶液中传递,A、B正确;高氧化性的PMA从sLFP中选择性提Li后,被还原的钼蓝分子(用Mo表示)通过蠕动泵泵入再生装置中再生,PMA促进Li+脱离sLFP进入阳极室溶液中(破题关键),然后Li+通过离子交换膜进入阴极室,与阴极生成的OH-结合形成LiOH,LiOH经泵泵入LiOH收集罐中,则离子交换膜为阳离子交换膜,C错误、D正确。
4.C 石墨电极上发生反应:C+O2--2e- CO↑,故石墨电极为阳极,发生氧化反应,A错误;熔融盐体系中不会产生H+、H2O,电极A上的电极反应为TiO2+SiO2+8e- TiSi+4O2-,B错误;石墨电极为阳极,阴离子有O2-、Cl-等,石墨电极上的产物为CO,石墨优先于Cl-参与反应,C正确;石墨电极为阳极,电解时阴离子向石墨电极移动,D错误。
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