高考化学二轮复习小题提速练12新型化学电源含答案

小题提速练12　新型化学电源

1.(2022福建南平三模)近年来生物质燃料电池成为一种重要的生物质利用技术。如图是一种生物质燃料电池的工作原理,电极(a、b)为惰性电极。

下列说法正确的是(　　)

A.工作时,电子流动方向为b→a

B.理论上每转移4 mol电子,消耗葡萄糖30 g

C.b极反应为O2+2H2O+4e-4OH-

D.工作时,OH-由负极向正极迁移

2.(2022广东肇庆二模)我国科学家在Li-CO2电池的研究上取得重大科研成果,设计分别以金属Li及碳纳米管复合Li2CO3作电池的电极,其放电时电池反应为3CO2+4Li2Li2CO3+C。该电池放电时(　　)

A.Li电极发生还原反应

B.Li+在电解质中移向负极

C.CO2在正极上得到电子

D.电流由Li电极经外电路流向碳纳米管复合Li2CO3电极

3.(2022四川成都二诊)钠离子电池易获取,正负极材料均采用铝箔(可减少铜箔用量),因此钠离子电池理论成本低于锂离子电池。现有一种正极材料为KFe2(CN)6,固体电解质为Na3PS4,负极材料为Na2Ti3O7的钠离子电池。下列有关叙述错误的是(　　)

A.正极KFe2(CN)6中Fe的化合价为+2价、+3价

B.放电时,正极可能发生Fe2(CN+e-Fe2(CN

C.放电时,电子从负极流经固体电解质到达正极

D.充电时,负极区发生还原反应,并且Na+增多

4.(2022辽宁东北育才学校六模)某钠-空气水电池的充、放电过程原理示意图如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.放电时,电子由钠箔经非水系溶液流向碳纸

B.充电时,Na+向正极移动

C.放电时,当有0.1 mol e-通过导线时,则钠箔减重2.3 g

D.充电时,碳纸与电源负极相连,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑

5.(2022江苏南京、盐城二模)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+由电极a区向电极b区迁移

C.电极a的电极反应式:SO2-2e-+2H2O4H++S

D.电极a消耗SO2与电极b消耗O2的物质的量相等

6.(2022重庆第三次诊断)新型NaBH4/H2O2燃料电池的结构如图,该电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2NaBO2+6H2O。下列有关说法正确的是(　　)

A.电池正极区的电极反应为B+8OH--8e-B+6H2O

B.电极B为负极,纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率

C.燃料电池每消耗3 mol H2O2,理论上通过电路中的电子数为6NA

D.燃料电池在放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移

7.(2022广东梅州丰顺县和五华县1月质检)一种如图所示的三室微生物燃料电池用来处理废水(废水中高浓度有机物用C6H12O6表示),下列叙述不正确的是(　　)

A.a电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+

B.b电极附近的溶液pH增大

C.温度越高,处理废水的效率越高

D.若反应中转移的电子数为NA,则生成标准状况下N2的体积为2.24 L

8.(2022福建泉州五模)某科研团队提出了一种水基Li-CO2二次电池,它由纳米孔Pd膜电极、固体电解质膜等构成,如图为工作示意图。下列说法错误的是(　　)

A.放电时,Pd膜作正极

B.固体电解质膜可将Li电极与LiCl溶液隔离

C.充电时,Pd膜表面发生反应:HCOOH-2e-CO2↑+2H+

D.理论上,当消耗7 g Li时吸收5.6 L CO2(标准状况)

9.(2022广东江门一模)下图是Zn-空气二次电池(锌和铝的某些性质相似),电池内聚丙烯酸钠吸收了KOH溶液形成导电凝胶。下列说法错误的是(　　)

A.放电时,K+向Pt/C-RuO2电极移动

B.放电时,锌电极发生反应为Zn-2e-+4OH-Zn+2H2O

C.充电时,阳极附近pH减小

D.充电时,导线中每通过4 mol 电子,阴极产生22.4 L(标准状况下)O2

参考答案

小题提速练12　新型化学电源

1.C　解析 根据题给装置分析可知,a极葡萄糖转化为葡萄糖酸,说明发生了氧化反应,则a极为负极,b极通入空气,空气中的O2得到电子被还原,电解质溶液为NaOH溶液,则b极为正极,电子由负极流向正极,即a→b,A错误;负极葡萄糖(C6H12O6)转化为葡萄糖酸(C6H12O7),每消耗1 mol葡萄糖转移2 mol电子,则理论上每转移4 mol电子,消耗2 mol葡萄糖,质量为2 mol×180 g·mol-1=360 g,B错误;b极为正极,正极上O2得到电子被还原,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确;原电池中阴离子向负极移动,故OH-由正极向负极迁移,D错误。

2.C　解析 由电池反应可知,Li电极为负极,碳纳米管复合Li2CO3电极为正极,Li电极发生氧化反应,A项错误;电池放电时,电解质中阳离子移向正极,B项错误;碳纳米管复合Li2CO3电极的电极反应式为3CO2+4Li++4e-2Li2CO3+C,C项正确;电流由碳纳米管复合Li2CO3电极经外电路流向Li电极,D项错误。

3.C　解析 钾离子显+1价、CN-显-1价,化合物中元素的正负化合价代数和为0,则正极KFe2(CN)6中Fe的化合价为+2价、+3价,A正确;放电时,正极发生还原反应,可能发生Fe2(CN+e-Fe2(CN,B正确;放电时,电子从负极流经导线到达正极,电子不流经固体电解质,C错误;充电时,负极区即阴极发生还原反应,阳离子向阴极移动,则Na+增多,D正确。

4.C　解析 放电时为原电池装置,钠箔为负极,碳纸为正极,电子由钠箔流出经外电路流向碳纸,不经过非水系溶液,A错误;充电时该装置为电解池,电池工作时,阳离子(Na+)向阴极(即原电池的负极)移动,B错误;放电时,当有0.1 mol e-通过导线时,则负极钠箔反应消耗金属钠,导致电极质量减小,金属钠箔电极减少的质量为2.3 g,C正确;充电时,碳纸与电源正极相连作阳极,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,D错误。

5.D　解析 该装置没有外加电源,则该装置为原电池装置,根据装置图,SO2转化成较浓的硫酸,S元素的化合价升高,根据原电池工作原理,电极a为负极,电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++S,电极b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。电极b为正极,A正确;根据原电池工作原理,H+从电极a区移向电极b区,B正确;SO2转化成较浓的硫酸,S元素的化合价升高,电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++S,C正确;负极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++S,正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,根据电荷守恒,电极a消耗SO2与电极b消耗O2的物质的量之比为2∶1,D错误。

6.C　解析 电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2NaBO2+6H2O,结合图示可知,电极A的电极反应式为B-8e-+8OH-B+6H2O,电极A为负极;电极B的电极反应式为H2O2+2e-2OH-,电极B为正极,A、B均错误;电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2NaBO2+6H2O,反应中H2O2中O元素的化合价由-1价降至-2价,每消耗3 mol H2O2,理论上通过电路中的电子物质的量为6 mol,通过电路的电子数为6NA,C正确;燃料电池在放电过程中,Na+从负极区向正极区迁移,D错误。

7.C　解析 该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则b电极是正极,电极反应式为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-,a电极是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳。a电极是负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+,A正确;b电极是正极,电极反应式为2+6H2O+10e-N2↑+12OH-,因此b电极附近的溶液pH增大,B正确;高温能使厌氧菌和反硝化菌的蛋白质变性,所以温度越高,处理废水的效率不一定越高,C错误;根据2+6H2O+10e-N2↑+12OH-可知若反应中转移的电子数为NA,则生成标准状况下N2的物质的量是0.1 mol,其体积为2.24 L ,D正确。

8.D　解析 图示为Li-CO2二次电池的原电池装置,纳米孔Pd膜电极上CO2→HCOOH中C元素化合价降低,则Pd膜为正极,电极反应式为CO2+2H++2e-HCOOH,Li为负极,电极反应式为Li-e-Li+。放电时,Pd膜为正极,A正确;Li的化学性质较活泼,能与水反应,则固体电解质膜可将Li电极与LiCl溶液隔离,B正确;放电时,Pd膜上电极反应式为CO2+2H++2e-HCOOH,充电时,Pd膜上电极反应式为HCOOH-2e-CO2↑+2H+,C正确;Li为负极,电极反应式为Li-e-Li+,消耗7 g Li时转移1 mol e-,正极电极反应式为CO2+2H++2e-HCOOH,则可吸收0.5 mol CO2,标准状况下体积为11.2 L,D错误。

9.D　解析 根据题干信息可知,Zn-空气二次电池放电时,负极反应式为Zn-2e-+4OH-Zn+2H2O(Zn与Al性质相似,在碱性条件下以Zn存在),正极氧气得电子生成氢氧根离子:O2+4e-+2H2O4OH-。放电时Zn极为负极,Pt/C-RuO2电极为正极,所以K+向Pt/C-RuO2电极移动,A正确;根据上述分析可知,B正确;充电时,阳极区的电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,消耗氢氧根离子的同时生成水,所以阳极附近pH减小,C正确;充电时,阴极发生的反应为Zn+2H2O+2e-Zn+4OH-,不生成气体,D错误。