2026高三化学（人教版）一轮复习试题　第十章　第41练　新型化学电源分类突破【含答案】

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下列说法错误的是( )
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)
C．放电时负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
2．科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，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Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)eq \\al(2－,4)
B．放电时，1 ml CO2转化为HCOOH，转移的电子为2 ml
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)eq \\al(2－,4)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O
D．充电时，阳极溶液中OH－浓度升高
3.一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x
(x＝0或1)。下列说法正确的是( )
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－eq \f(x,2))O2
4．(2020·全国卷Ⅲ，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2＋16OH－－11e－===VOeq \\al(3－,4)＋2B(OH)eq \\al(－,4)＋4H2O。
该电池工作时，下列说法错误的是( )
A．负载通过0.04 ml电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)eq \\al(－,4)＋4VOeq \\al(3－,4)
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
5．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．SOeq \\al(2－,4)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↑
6．(2022·全国乙卷，12)Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
A．充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
7．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 ml电子从N极流向M极
8．(2023·全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：eq \f(1,2)S8＋e－―→eq \f(1,2)Seq \\al(2－,8)，eq \f(1,2)Seq \\al(2－,8)＋e－―→Seq \\al(2－,4)，2Na＋＋eq \f(x,4)Seq \\al(2－,4)＋2(1－eq \f(x,4))e－―→Na2Sx
下列叙述错误的是( )
A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为2Na＋＋eq \f(x,8)S8＋2e－―→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
9.如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状含钠过渡金属氧化物，负极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是( )
A．该电池工作时不发生氧化还原反应
B．放电时，负极的反应为Na15Sn4－15e－===15Na＋＋4Sn
C．充电时，Na＋会被吸附进入过渡金属氧化物层
D．充电时，b极接电源的正极，a极接电源的负极
10．一种钾离子电池的电池反应为K0.5MnO2＋8xCeq \(,\s\up7(充电),\s\d5(放电))K0.5－xMnO2＋xKC8，其装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．充电时，化学能转变为电能
B．放电时，K＋向负极区迁移
C．放电时，负极的电极反应为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阳极的电极反应为K0.5MnO2－xe－===K0.5－xMnO2＋xK＋
11．(2024·沈阳模拟)复旦大学的王永刚教授研究团队在柔性电池研究方面取得了新突破，发展了一种基于有机物电极材料的柔性水系锌电池。充、放电过程中实现了芘四酮(PTO)与PTO-Zn的相互转化，原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．放电时，Zn电极发生氧化反应
B．放电时，Y电极反应可表示为PTO＋Zn2＋＋2e－===PTO-Zn
C．充电时，Zn2＋向Y电极移动
D．充电时，X电极与电源的负极相连
12．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解质溶液，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 ml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
13．双阴极微生物燃料电池处理含NHeq \\al(＋,4)的废水的工作原理如图(a)所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池中的运行模式如图(b)所示。
(1)Y离子交换膜为________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(2)Ⅲ室中除了O2→H2O，主要发生的反应还有____________________________________(用离子方程式表示)。
(3)生成3.5 g N2，理论上需要消耗______ g O2。
14．减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用。科学家利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸)，该装置工作时，导线中通过2 ml电子后，假定溶液体积不变，M极电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，N极电解质溶液变化的质量Δm＝________ g。
第41练 新型化学电源分类突破
1．D 2.D
3．D [由题意知，放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x(x＝0或1)，电池总反应为(1－eq \f(x,2))O2＋2Li===Li2O2－x。充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－eq \f(x,2))O2，D项正确；该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂电极区迁移，C项错误。]
4．B 5.C
6．C [充电时为电解池，由题目信息知，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)，则充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，因此，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，A、B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时，电池总反应为2Li＋O2===Li2O2，则正极反应为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确。]
7．A [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eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1)× 4＝0.4 ml电子，所以有0.4 ml电子从M极流向N极，D错误。]
8．A [充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误；放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，即电子在外电路的流向为a→b，B正确；将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③，由eq \f(x,4)×①＋eq \f(x,4)×②＋③可得正极的反应式为2Na＋＋eq \f(x,8)S8＋2e－―→Na2Sx，C正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确。]
9．B 10.D
11．C [Zn是活泼金属，放电时，Zn为原电池的负极，发生氧化反应，A项正确；放电时，Y电极是正极，发生还原反应，电极反应为PTO＋Zn2＋＋2e－===PTO-Zn，B项正确；充电时，该装置为电解池，X电极与外加电源的负极相连，则Zn2＋向X电极移动，C项错误，D项正确。]
12．A [充电时n接电源的负极，作电解池的阴极，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，D错误。]
13．(1)阳 (2)NHeq \\al(＋,4)＋2O2===NOeq \\al(－,3)＋H2O＋2H＋ (3)26
14．不变 18
解析 由题图可知，电子由M极流向N极，说明M极为负极，电极反应式为2H2O－4e－===O2＋4H＋；N极为正极，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O。导线中通过2 ml电子后，则负极产生2 ml H＋，此时有2 ml H＋通过质子交换膜移向N极，即M极电解质溶液中H＋的量不变，电解质溶液的pH不变；由正极的电极反应式可知，每转移2 ml电子，N极电解质溶液中增加1 ml H2O，则Δm＝18 g。