2023新教材高考化学二轮专题复习 专练5 新型化学电源.docx

1、专练5新型化学电源一、单项选择题12022江苏省南京市、盐城市二模热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法不正确的是()A.电极b为正极B.溶液中H由a极区向b极区迁移C.电极a的电极反应式：SO22e2H2O=4HSOD.a极消耗的SO2与b极消耗的O2两者物质的量相等22022江南十校联考如图是一种新型燃料电池，O2可在高温条件下在固体氧化物电解质中自由移动，电极上产生的均为无毒无害的物质。下列说法正确的是()A.电极甲为正极，发生氧化反应B.电池内的O2由电极甲移向电极乙C.电池总反应为N2H4O2=N22H2OD.当甲电极上有3

2、2 g N2H4消耗时，乙电极上有22.4 L O2参与反应32021浙江1月镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是 ()A.断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能电能B.断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D.镍镉二次电池的总反应式：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)242021河北卷KO2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()A.隔膜允许K通过，不允许O2通过B.放电时，电流由b电

3、极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C.产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水52022福建省厦门市二检我国科学家设计的MgLi双盐电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是()A.放电时，正极电极反应式为FeS2e2Li=FeLi2SB.充电时，Mg电极连外接电源负极C.充电时，每生成1 mol Mg，电解质溶液质量减少24 gD.电解液含离子迁移速率更快的Li提高了电流效率62020全国卷科学家近年发明了一种新型Zn CO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放

4、电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A.放电时，负极反应为Zn2e4OH=Zn(OH)B.放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC.充电时，电池总反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2OD.充电时，正极溶液中OH浓度升高7国际氢能燃料电池汽车技术大会(FCVE)将于2021年7月14日至16日在中国上海隆重举行，燃料电池备受关注，中科院海西研究院开发出一种ZnH2O燃料电池，容量大，寿命长，有望成为目前广泛使用的锂电池的理想替代品。其电池的工作原理如图所示，下列说法错误的是()A.石墨1是电池

5、的正极B.电池工作时，电流方向为：电极石墨2NaOH溶液H2SO4溶液电极石墨1C.电极石墨2的电极反应为：Zn2e2OH=ZnOH2OD.电极石墨2增重3.2 g时，电极石墨1上生成2.24 L气体(标准状况)82022重庆市一模苯酚()是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料，但苯酚也有较强的毒性。如图是处理废水中苯酚的装置。下列有关说法正确的是()A.a电极电势低，电极附近pH增大B.H由B区移向A区，B区溶液的pH增大C.b电极反应式为WO3xHxe=HxWO3D.若有2 mol电子通过导线，A、B两区域中溶液质量改变量的和为2 g二、不定项选择题92022吉林省

6、白山市一模我国科学家研制了Cu2P2O7催化剂建构Zn CO2二次电池，实现了电还原CO2合成多碳产品(如乙酸，乙醇等)，装置如图所示。双极膜中水电离出的H和OH在电场作用下可以向两极迁移。下列说法正确的是()A.放电时，双极膜中H向负极区迁移B.放电时，电势：Zn极高于Cu2P2O7极C.当外电路通过2 mol电子时，理论上双极膜中水减少18 gD.充电时，阳极上的电极反应式为C2H5OH12e3H2O=2CO212H102022广东省佛山市二模有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点，一种负极材料为固态聚酰亚胺水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是()A.充电时有机电极发生了氧化反应

7、B.充电时每转移2 mol e，右室离子数目减少2 molC.放电时负极电极反应为：2e=D.将M由Li换成Na，电池的比能量会下降112022湖南省邵阳市一模2019年6月6日，工信部正式向四大运营商颁发了5G商用牌照，揭示了我国5G元年的起点。通信用磷酸铁锂电池其有体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色环保等众多优点。磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，放电时，正极反应式为M1xFexPO4eLi=LiM1xFexPO4，其原理如图所示，下列说法正确的是()A.充电时，电路中每转移1 mol电子，阴极质量减少7 gB.充电时，Li移向石墨电极C.放电时，负极

8、反应式为LiC6e=Li6CD.电池总反应为M1xFexPO4LiC6LiM1xFexPO46C122022山东省泰安市一模我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s SnLi，可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法正确的是()A.充电时，Zn电极周围pH降低B.放电时，每生成1 mol HCOO，转移NA个电子C.使用催化剂Sn或者s SnLi均能有效减少副产物CO的生成D.使用s SnLi催化剂，中间产物更不稳定专练5新型化学电源1解析：该装置没有外加电源，该装置为电池装置，根据装置图，SO2转化成较浓硫酸，S元素的化合价升高，根据原电池工作原理，电

9、极a为负极，电极反应式为SO22e2H2O=4HSO，电极b为正极，电极反应式为O24e4H=2H2O，A、C正确；根据原电池工作原理，H从a极区移向b极区，B正确；根据电子守恒，a极消耗的SO2与b极消耗的O2两者物质的量之比为21，D错误。答案：D2解析：反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成N2，则电池总反应为N2H4O2=N22H2O，电极甲发生氧化反应，是负极，A错误、C正确；放电时，阴离子向负极移动，即O2由电极乙移向电极甲，B错误；由电池总反应为N2H4O2=N22H2O可知，当甲电极上有1 mol N2H4消耗时，乙电极上有1 mol O2被还原，状况不知，所以体积不一定

10、是22.4 L，故D错误。答案：C3解析：断开K2、合上K1，发生的是原电池反应，所以能量转化形式为化学能电能，A说法正确；断开K1、合上K2，发生的是电解池反应，电极A与电源负极相连，为阴极，阴极发生还原反应，B说法正确；当发生电解反应时，电极B是阳极，发生氧化反应，电极反应式为2Ni（OH）22OH2e=2NiOOH2H2O，根据电极反应式可知溶液中KOH浓度降低，C说法错误；根据题给装置图中物质的变化过程可得总反应式为Cd2NiOOH2H2OCd（OH）22Ni（OH）2，D说法正确。答案：C4解析：由题图可知，b极上O2转化为KO2，则b极为电池正极，a极为电池负极，K通过隔膜由a极向

11、b极迁移，为避免O2氧化K电极，O2不能通过隔膜，A说法正确；放电时，电流由正极经导线流向负极，即由b极经导线流向a极，充电时，b极接外接电源的正极，b电极为阳极，B说法正确；产生1 Ah电量时，生成KO2与消耗O2的质量比为71322.22，C说法正确；消耗3.9 g钾时，转移0.1 mol e，铅酸蓄电池消耗0.1 mol H2O，其质量为1.8 g，D说法错误。答案：D5解析：放电时Mg转化为Mg2，所以右侧电极为负极，左侧电极为正极，FeS得电子生成Fe和Li2S，电极反应为FeS2e2Li=FeLi2S，A正确；充电时Mg2转化Mg，被还原，为阴极，连接外接电源的负极，B正确；充电时

12、阳极反应为FeLi2S2e=FeS2Li，每生成1 mol Mg，消耗1 mol Mg2，转移2 mol电子，同时生成2 mol Li，所以电解质质量减少24 g27g10 g，C错误；电解液中含离子迁移速率更快的Li，增强了导电性，提高了电流效率，D正确。答案：C6解析：A项，放电时Zn极为负极，负极反应式为Zn2e4OH=Zn（OH），正确；B项，放电时，正极反应为CO22e2H=HCOOH，每转化1 mol CO2，转移2 mol电子，正确；C项，充电时，阳极反应式为2H2O4e=4HO2，阴极反应式为2Zn（OH）4e=2Zn8OH，将两极电极反应式相加得总反应，正确；D项，充电时，正

13、极溶液中OH浓度降低，错误。答案：D7解析：石墨1的电极反应为：2H2e=H2，发生了还原反应，钠离子移向石墨1，则石墨1是电池的正极，A正确；电池工作时，电流由正极经过外电路、石墨2电极、电解质溶液、回到正极形成闭合回路，故电流方向为：电极石墨2NaOH溶液H2SO4溶液电极石墨1，B正确；电极石墨2为负极，锌失去电子发生氧化反应，电极反应为：Zn2e2OH=ZnOH2O，C正确；电极石墨2增重为氧元素质量，3.2 g氧元素物质的量为0.2 mol，电子转移0.4 mol，石墨1为原电池的正极，2H2e=H2，电极石墨1上生成氢气0.2 mol，标准状况下体积0.2 mol22.4 Lmol

14、14.48 L，D不正确，答案选D。答案：D8解析：a电极为原电池的正极，酸性条件下，苯酚在正极得到电子发生还原反应生成苯，电极反应式为C6H5OH2e2H=C6H6H2O，则a电极电势高，电极附近溶液pH增大，故A错误；b电极为负极，HxWO3在负极失去电子发生氧化反应生成WO3和氢离子，电极反应式为HxWO3xe=WO3xH，电池工作时，氢离子由B区移向A区，则b电极附近溶液pH减小，B区溶液pH不变，故B、C错误；原电池工作过程中，氢离子由B区移向A区，若有2 mol电子通过导线，就有2 mol H从B迁移到A，A区溶液质量增加2 g，B区溶液的质量不变，则溶液改变量的和为2 g，故D正

15、确。答案：D9解析：放电时相当于是原电池，双极膜产生的H移向正极，故A错误；正极电势高于负极电势，故Zn极低于Cu2P2O7极，故B错误；当外电路通过2 mol电子时，理论上双极膜中水减少2 mol，即36 g，故C错误；放电时二氧化碳被还原生成乙醇，充电时乙醇被氧化为二氧化碳，故电极反应式为C2H5OH12e3H2O=2CO212H，故D正确。答案：D10解析：由题干可知，该结构为一种负极材料固态聚酰亚胺水系二次电池，则有机电极为负极，充电时负极为电解池阴极，发生还原反应，A错误；充电时，右侧电极为阳极，发生氧化反应，3I2e=I，则充电时每转移2 mol e，右侧减少2 mol阴离子，同时

16、有2 mol M离子进入左室，右室离子数目减少4 mol，B错误；放电时负极电极反应为2e=，C错误；比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，钠的相对原子质量大于锂，故将M由Li换成Na，电池的比能量会下降，D正确。答案：D11解析：充电时，石墨电极为阴极，Li转化为LiC6，所以每转移1 mol电子，阴极质量增加7 g，A错误；充电时为电解池，阳离子移向阴极，所以Li移向石墨电极，B正确；放电时，石墨电极为负极，LiC6被氧化生成Li，负极反应式为LiC6e=Li6C，C正确；根据电池结构可知，该电池的总反应方程式为：M1xFexPO4LiC6LiM1xFexPO46C，D错误。答案：BC12解析：根据装置图，充电时，外电路电子流向Zn电极，即Zn电极为阴极发生还原反应，反应式为Zn（OH）2e=Zn4OH，c（OH）增大，pH增大，A错误；放电时，右侧电极为正极，发生还原反应，反应式为CO22eH2O=HCOOOH，生成1 mol HCOO时，转移电子物质的量为2 mol，B错误；根据图像可知，在使用催化剂Sn和s SnLi生成CO时活化能大，活化能大反应速率慢，且CO能量比HCOOH能量高，能量越低，物质越稳定，因此使用催化剂Sn和s SnLi可以减少副产物CO的生成，C正确；使用催化剂s SnLi，中间产物能量高，不稳定，D正确。答案：CD9