2024高考化學(xué)二輪突破-專題10原電池與化學(xué)電源

專題10原電池與化學(xué)電源【核心考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一原電池的工作原理考點(diǎn)二電極方程式的書寫1.電極方程式書寫方法總結(jié)2.燃料電池電極反應(yīng)式的書寫(以氫氧燃料電池為例)考點(diǎn)三新型化學(xué)電池1.單液電池2.雙液電池3.間接電池媒質(zhì)也稱為“電對(duì)”或“介對(duì)”，其首先在電極表面失去(或得到)電子，形成氧化態(tài)(或還原態(tài))在電解溶液中進(jìn)一步氧化(或還原)反應(yīng)基質(zhì)，最終生成目的產(chǎn)物。其原理如下圖所示：4.二次電池【真題回顧練】1．（2021·福建真題）催化劑(Ⅱ)的應(yīng)用，使電池的研究取得了新的進(jìn)展。電池結(jié)構(gòu)和該催化劑作用下正極反應(yīng)可能的歷程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電池可使用有機(jī)電解液B．充電時(shí)，由正極向負(fù)極遷移C．放電時(shí)，正極反應(yīng)為D．、、和C都是正極反應(yīng)的中間產(chǎn)物【答案】D【解析】A．Li是活潑金屬能與水發(fā)生反應(yīng)，因此不能采用水溶液作為電解質(zhì)，應(yīng)使用有機(jī)電解液，故A正確；B．充電時(shí)原電池的負(fù)極與電源負(fù)極相連作陰極，原電池的正極與電源正極相連作陽(yáng)極，陽(yáng)離子由陽(yáng)極向陰極移動(dòng)，則由正極向負(fù)極遷移，故B正確；C．由裝置可知，該原電池的正極為二氧化碳得電子生成C單質(zhì)，電極反應(yīng)式為：，故C正確；D．由正極的反應(yīng)歷程圖示可知，C為最終的產(chǎn)物，不是中間產(chǎn)物，故D錯(cuò)誤；故選：D。2．（2021·遼寧真題）如圖，某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬化合物。下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，M電極反應(yīng)為B．放電時(shí)，由M電極向N電極移動(dòng)C．充電時(shí)，M電極的質(zhì)量減小D．充電時(shí)，N電極反應(yīng)為【答案】B【解析】由題干信息可知，放電時(shí)，M極由于Li比Ni更活潑，也比N極上的SB．Bi、Sn更活潑，故M極作負(fù)極，電極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為：3Li++3e-+Bi=Li3Bi，據(jù)此分析解題。A．由分析可知，放電時(shí)，M電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-=Li+，A錯(cuò)誤；B．由分析可知，放電時(shí)，M極為負(fù)極，N極為正極，故由M電極向N電極移動(dòng)，B正確；C．由二次電池的原理可知，充電時(shí)和放電時(shí)同一電極上發(fā)生的反應(yīng)互為逆過(guò)程，M電極的電極反應(yīng)為：Li++e-=Li，故電極質(zhì)量增大，C錯(cuò)誤；D．由二次電池的原理可知，充電時(shí)和放電時(shí)同一電極上發(fā)生的反應(yīng)互為逆過(guò)程，充電時(shí)，N電極反應(yīng)為，D錯(cuò)誤；故答案為：B。3．（2021·廣東真題）火星大氣中含有大量，一種有參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng) B．在正極上得電子C．陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A．放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)正極為CO2得到電子生成C，故B正確；C．放電時(shí)陽(yáng)離子移向還原電極，即陽(yáng)離子由負(fù)極移向正極，故C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D錯(cuò)誤；綜上所述，符合題意的為B項(xiàng)，故答案為B。4．（2021·山東真題）以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說(shuō)法正確的是A．放電過(guò)程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)B．放電過(guò)程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電池總反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價(jià)均為-2價(jià)，H元素化合價(jià)為+1價(jià)，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可推知其燃料電池的總反應(yīng)為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。A．放電過(guò)程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述分析可知，N2H4-O2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，其總反?yīng)中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯(cuò)誤；C．理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量（物質(zhì)的量表達(dá)式）分別是：、、，通過(guò)比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；D．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗1molO2生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L，D錯(cuò)誤；故選C。5．（2021·河北真題）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．隔膜允許K+通過(guò)，不允許O2通過(guò)B．放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽(yáng)極C．產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【解析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答。A．金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許通過(guò)，不允許通過(guò)，故A正確；B．由分析可知，放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽(yáng)極，故B正確；C．由分析可知，生成1mol超氧化鉀時(shí)，消耗1mol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；D．鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應(yīng)消耗2mol水，轉(zhuǎn)移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/mol=1.8g，故D錯(cuò)誤；故選D。6．（2021·湖南真題）鋅溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，N極為正極B．放電時(shí)，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為D．隔膜允許陽(yáng)離子通過(guò)，也允許陰離子通過(guò)【答案】B【解析】由圖可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，電極反應(yīng)式為Br2+2e—=2Br—，M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn—2e—=Zn2+，正極放電生成的溴離子通過(guò)離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，同時(shí)鋅離子通過(guò)交換膜進(jìn)入右側(cè)，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變；充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽(yáng)極。A．由分析可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電或充電時(shí)，左側(cè)儲(chǔ)液器和右側(cè)儲(chǔ)液器中溴化鋅的濃度維持不變，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e—=Zn，故C正確；D．由分析可知，放電或充電時(shí)，交換膜允許鋅離子和溴離子通過(guò)，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。7．（2021.6·浙江真題）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中；電極B為薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說(shuō)法不正確的是A．充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連B．放電時(shí)，外電路通過(guò)電子時(shí)，薄膜電解質(zhì)損失C．放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為D．電池總反應(yīng)可表示為【答案】B【解析】由題中信息可知，該電池充電時(shí)得電子成為L(zhǎng)i嵌入電極A中，可知電極A在充電時(shí)作陰極，故其在放電時(shí)作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極。A．由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外接電源的負(fù)極相連，A說(shuō)法正確；B．放電時(shí)，外電路通過(guò)amol電子時(shí)，內(nèi)電路中有amol通過(guò)LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒(méi)有損失，B說(shuō)法不正確；C．放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為，C說(shuō)法正確；D．電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成，正極上得到電子和變?yōu)?，故電池總反?yīng)可表示為，D說(shuō)法正確。綜上所述，相關(guān)說(shuō)法不正確的是B，本題選B?！灸M仿真練】1．（2022·湖南·模擬預(yù)測(cè)）甲池是一種偏二甲肼燃料電池，如下圖所示。一段時(shí)間乙池內(nèi)，D中進(jìn)入8mol混合氣體，其中環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，C出來(lái)的是含環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為15%的混合氣體(不含，該條件下環(huán)戊烷、環(huán)戊二烯都為氣態(tài))。下列說(shuō)法正確的是A．甲池中B處通入，E處有放出，且體積一樣(標(biāo)況下測(cè)定)B．乙池中惰性電極上發(fā)生反應(yīng)：C．甲池中由G極移向F極，乙池中由惰性電極移向多孔惰性電極D．導(dǎo)線中共傳導(dǎo)1.2mol電子【答案】B【解析】由題意和圖示，甲為燃料電池，乙為電解質(zhì)，根據(jù)乙池中，惰性電極處發(fā)生還原反應(yīng)生成環(huán)己烷，故惰性電極發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，多孔性惰性電極為陽(yáng)極，則G電極與陰極相連，為原電池負(fù)極，F(xiàn)為正極，故甲池中F為正極，A處通入氧氣；A．圖得知，甲池是原電池裝置，乙池是電解池裝置。環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化為環(huán)戊烷屬于“加氫”過(guò)程，發(fā)生還原反應(yīng)，作電解池的陰極，G電極就為原電池的負(fù)極，F(xiàn)電極為原電池的正極，故甲池中A處通入，A錯(cuò)誤；B．乙池中惰性電極上環(huán)戊二烯得到電子發(fā)生還原反應(yīng)：，B正確；C．甲池中會(huì)向負(fù)極定向移動(dòng)，故由F極移向G極；乙池中向陰極運(yùn)動(dòng)，由多孔惰性電極移向惰性電極，C錯(cuò)誤；D．電解消耗的環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為：，電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為1.6mol，D錯(cuò)誤；故選B。2．（2021·甘肅金昌·模擬預(yù)測(cè)）圖中是利用垃圾假單胞菌株分解有機(jī)物的電化學(xué)原理圖。下列說(shuō)法正確的是A．電子流向：B電極→用電器→電極A，該過(guò)程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．A電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：X-4e-=Y+4H+C．若有機(jī)物為麥芽糖，處理0.25mol有機(jī)物，12molH+透過(guò)質(zhì)子交換膜移動(dòng)到右室D．若B電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣56mL，則電極A上生成1.64gY【答案】C【解析】A．由圖可知，氧氣生成水發(fā)生還原反應(yīng)，B電極為電源正極，則電子流向：A電極→用電器→電極B，該過(guò)程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；B．A電極為電源負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，由圖可知，X失去兩個(gè)H，則電極反應(yīng)式為：X-2e-=Y+2H+，B錯(cuò)誤；C．麥芽糖化學(xué)式為C12H22O11，則反應(yīng)為，處理0.25mol有機(jī)物，48×0.25=12molH+透過(guò)質(zhì)子交換膜移動(dòng)到右室，C正確；D．若B電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣56mL=0.056L，O2的物質(zhì)的量為0.0025mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01mol，則電極A上生成0.005molY，Y化學(xué)式為C13H8O2N2，則Y質(zhì)量為0.005mol×224g/mol=1.12g，D錯(cuò)誤；故選C。3．（2022·重慶·一模）苯酚()是生產(chǎn)某些樹脂、殺菌劑、防腐劑以及藥物(如阿司匹林)的重要原料，但苯酚也有較強(qiáng)的毒性。如圖是處理廢水中苯酚的裝置。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)電極電勢(shì)低，電極附近增大B．由B區(qū)移向A區(qū)，B區(qū)溶液的增大C．b電極反應(yīng)式為D．若有2mol電子通過(guò)導(dǎo)線，A、B兩區(qū)域中溶液質(zhì)量改變量的和為2g【答案】D【解析】由圖可知，a電極為原電池的正極，酸性條件下，苯酚在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成苯，電極反應(yīng)式為C6H5OH＋2e－＋2H＋=C6H6＋H2O，b電極為負(fù)極，HxWO3在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成WO3和氫離子，電極反應(yīng)式為HxWO3－xe－＝WO3＋xH＋，電池工作時(shí)，氫離子由B區(qū)移向A區(qū)。A．由分析可知，a電極為原電池的正極，酸性條件下，苯酚在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成苯，電極反應(yīng)式為C6H5OH＋2e－＋2H＋=C6H6＋H2O，則a電極電勢(shì)高，電極附近溶液pH增大，故A正確；B．由分析可知，b電極為負(fù)極，HxWO3在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成WO3和氫離子，電極反應(yīng)式為HxWO3－xe－＝WO3＋xH＋，電池工作時(shí)，氫離子由B區(qū)移向A區(qū)，則b電極附近溶液pH減小，B區(qū)溶液pH不變，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，b電極為負(fù)極，HxWO3在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成WO3和氫離子，電極反應(yīng)式為HxWO3－xe－＝WO3＋xH＋，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，a電極為原電池的正極，b電極為負(fù)極，氫離子由B區(qū)移向A區(qū)，若有2mol電子通過(guò)導(dǎo)線，就有2molH＋從B遷移到A，A區(qū)溶液質(zhì)量增加2g，B區(qū)溶液的質(zhì)量不變，則溶液改變量的和為2g，故D正確；故選D。4．（2022·廣東肇慶·二模）我國(guó)科學(xué)家在Li-CO2電池的研究上取得重大科研成果，設(shè)計(jì)分別以金屬Li及碳納米管復(fù)合Li2CO3做電池的電極，其放電時(shí)電池反應(yīng)為3CO2+4Li=2L2CO3+C。該電池放電時(shí)A．Li電極發(fā)生還原反應(yīng)B．Li+在電解質(zhì)中移向負(fù)極。C．CO2在正極上得到電子D．電流由Li電極經(jīng)外電路流向石墨復(fù)合Li2CO3電極【答案】C【解析】根據(jù)放電時(shí)電池反應(yīng)為3CO2+4Li=2L2CO3+C，可知Li失去電子，為負(fù)極；CO2在正極上發(fā)生得電子的反應(yīng)。A．由電池反應(yīng)可知，Li電極為負(fù)極，石墨復(fù)合Li2CO3電極為正極，Li電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-=Li+，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電池放電時(shí)，電解質(zhì)中陽(yáng)離子移向正極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．碳納米管復(fù)合Li2CO3電極反應(yīng)式為3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C，C項(xiàng)正確；D．電流由碳納米管復(fù)合Li2CO3電極經(jīng)外電路流向Li電極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。5．（2021·山東青島·高三期中）H2S可通過(guò)電化學(xué)循環(huán)法轉(zhuǎn)化為H2SO4和H2，其裝置如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是已知氧化過(guò)程發(fā)生兩步反應(yīng)：H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2。A．電極a周圍溶液pH減小B．電流由電極b經(jīng)負(fù)載、電極a、離子導(dǎo)體回到電極bC．理論上1molH2S參加反應(yīng)可產(chǎn)生1molH2D．用此電池為鉛蓄電池充電，該電池生成19.6gH2SO4時(shí)，鉛蓄電池消耗7.2g水【答案】C【解析】A．電極a為負(fù)極，是二氧化硫生成硫酸，即溶液的酸性增強(qiáng)，pH減小，A正確；B．電極a為負(fù)極，電極b為正極，電流從b經(jīng)過(guò)負(fù)載流向a，通過(guò)離子導(dǎo)體回到電極b，B正確；C．H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2，1mol硫化氫反應(yīng)生成2mol二氧化硫，二氧化硫失去4mol電子生成硫酸，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生2mol氫氣，即理論上1mol硫化氫參與反應(yīng)可以產(chǎn)生2mol氫氣，C錯(cuò)誤；D．該電池生成19.6克硫酸，即0.2mol硫酸，轉(zhuǎn)移0.4mol電子，鉛蓄電池中每消耗2mol水轉(zhuǎn)移2mol電子，故消耗0.4mol水，即7.2克水，D正確；故選C。6．（2022·福建寧德·一模）我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種表面鋰摻雜的錫納米粒子催化劑可提高電催化制甲酸鹽的產(chǎn)率，同時(shí)釋放電能，實(shí)驗(yàn)原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．充電時(shí)，電極周圍升高B．放電時(shí)，每生成，轉(zhuǎn)移個(gè)電子C．使用催化劑或者均能有效減少副產(chǎn)物的生成D．使用催化劑，中間產(chǎn)物更不穩(wěn)定【答案】B【解析】A．根據(jù)裝置圖，充電時(shí)，外電路電子流向Zn電極，即Zn電極反應(yīng)式為Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-，c(OH-)增大，pH增大，故A說(shuō)法正確；B．根據(jù)裝置圖可知，放電時(shí)，右側(cè)電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，生成1molHCOO-時(shí)，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖像可知，在使用催化劑Sn和s-SnLi生成CO時(shí)活化能大，活化能大反應(yīng)速率慢，且CO能量比HCOOH能量高，能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，因此使用催化劑Sn和s-SnLi可以減少副產(chǎn)物CO的生成，故C說(shuō)法正確；D．根據(jù)圖像可知，使用催化劑s-SnLi，中間產(chǎn)物能量高，不穩(wěn)定，故D說(shuō)法正確；答案為B。7．（2022·遼寧大連·模擬預(yù)測(cè)）“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．通入CO2的一極電極反應(yīng)式為：2CO2+2e?=C2OB．金屬鋁電極發(fā)生氧化反應(yīng)C．每得到1molAl2(C2O4)3，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子D．以該裝置為電源進(jìn)行粗銅的電解精煉，金屬鋁質(zhì)量減少27g時(shí)，理論上陰極質(zhì)量增加96g【答案】C【解析】據(jù)圖可知Al被氧化，所以金屬鋁為負(fù)極，通入CO2的電極為正極，CO2被還原為草酸根。A．據(jù)圖可知CO2在正極被還原為草酸根，根據(jù)電子守恒、元素守恒可得反應(yīng)式為2CO2+2e?=C2O，A正確；B．鋁為金屬，在負(fù)極被氧化為Al3+，B正確；C．每得到1molAl2(C2O4)3，則需要2molAl，根據(jù)電極反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移6mol電子，C錯(cuò)誤；D．金屬鋁質(zhì)量減少27g，即減少1molAl，根據(jù)電極反應(yīng)Al-3e?=Al3+可知，轉(zhuǎn)移3mol電子，則電極銅時(shí)，陰極生成1.5mol銅，質(zhì)量為1.5mol×64g/mol=96g，D正確；綜上所述答案為C。8．（2021·湖南·長(zhǎng)郡中學(xué)高三月考）下列說(shuō)法不正確的是A．圖Ⅰ所示裝置不能形成原電池B．鉛蓄電池為二次電池，充電時(shí)，鉛電極接外接電源的正極C．燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置D．反應(yīng)的能量變化如圖Ⅱ所示，則該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行【答案】B【解析】A．圖Ⅰ所示裝置未形成閉合回路，因此不能形成原電池，A正確；B．鉛蓄電池為二次電池，充電時(shí)，鉛電極接外接電源的負(fù)極，B錯(cuò)誤；C．燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C正確；D．由圖可知，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，，低溫條件下，因此該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，D正確。故選B。9．（2022·云南·一模）我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，多種車型采用三元鋰電池，其正極材料可表示為L(zhǎng)i1-aNixCoyMnxO2其中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為+2、+3、+4，且x+y+z=1，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i1-aNixCoyMnxO2+LiaC6LiNixCoyMnxO2+6C(石墨)，其電池工作原理如圖所示，兩板之間有一個(gè)允許特定離子X(jué)通過(guò)的隔膜。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．允許離子X(jué)通過(guò)的隔膜屬于陽(yáng)離子交換膜B．充電時(shí)，外電路中流過(guò)0.2mol電子，A極質(zhì)量減少1.4gC．在Li1-aNixCoyMnxO2材料中，若x：y：z=2：3：5，則a=0.3D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO2【答案】B【解析】A．由該電池放電時(shí)工作原理可知，放電時(shí)，A為負(fù)極B為正極，負(fù)極產(chǎn)生的鋰離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入正極，即允許離子X(jué)通過(guò)的隔膜屬于陽(yáng)離子交換膜，故A正確；B．充電時(shí)，A極是陰極，電極反應(yīng)為aLi++ae-+6C=LiaC6，外電路中流過(guò)0.2mol電子，A極質(zhì)量增加0.2mol×7g/mol＝1.4g，故B錯(cuò)誤；C．Li1-aNixCoyMnxO2中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為+2、+3、+4，且x+y+z=1，若x：y：z=2：3：5，則x＝0.2、y＝0.3、z＝0.5，則依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知a=1+2×0.2+3×0.3+4×0.5－2×2＝0.3，故C正確；D．由該電池放電時(shí)工作原理可知，放電時(shí)B為正極，Li1-aNixCoyMnxO2得電子結(jié)合Li+生成LiNxCoyMnxO2，正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO2，故D正確；故選B。10．（2021·四川內(nèi)江·一模）新型鎂?鋰雙離子二次電池的工作原理如圖。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，Li+通過(guò)離子交換膜向左移動(dòng)B．充電時(shí)，x與電源正極相連C．放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為：Li1-xFePO4+xLi+?xe－=LiFePO4D．充電時(shí)，導(dǎo)線上每通過(guò)0.4mole－，左室中溶液的質(zhì)量減少2g【答案】D【解析】新型鎂?鋰雙離子二次電池，放電時(shí)，Mg失去電子變?yōu)殒V離子即左邊為負(fù)極，右邊Fe化合價(jià)降低得到電子即為正極。A．放電時(shí)，左邊為負(fù)極，右邊為正極，根據(jù)“同性相吸”原理，Li+通過(guò)離子交換膜向正極即向右移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)Mg為負(fù)極，充電時(shí)，x與電源負(fù)極相連，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為：Li1-xFePO4+xLi++xe－=LiFePO4，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，Mg為陰極，陰極是Mg2++2e－=Mg，溶液中Li+向陰極即左室移動(dòng)，導(dǎo)線上每通過(guò)0.4mole－，則有0.2molMg2+消耗，有0.4molLi+移向左室，左室中溶液的質(zhì)量減少0.2mol×24g?mol?1－0.4mol×7g?mol?1=2g，故D正確。綜上所述，答案為D。11．（2021·浙江臺(tái)州·一模）如圖為2021年新研發(fā)的車載雙電極鎳氫電池，放電時(shí)a、c電極的反應(yīng)物為吸附了氫氣的稀土合金，可表示為MH；充電時(shí)b、d電極的反應(yīng)物為吸附的，下列敘述正確的是A．a(chǎn)、b為電池負(fù)極，c、d為電池正極B．圖示顯示的是電池充電的過(guò)程，c極上的反應(yīng)可表示為C．隔膜中的電解液可為KOH溶液，放電時(shí)外電路每通過(guò)1mol電子，該電池正極共增重2gD．充電時(shí)電子的流動(dòng)路徑為外接電源負(fù)極→a、d→外接電源正極，而a→b、b→c、c→d的導(dǎo)電過(guò)程均借助離子遷移完成【答案】C【解析】A．由OH-離子的移動(dòng)方向可知，a為負(fù)極，c為負(fù)極，d為正極，A錯(cuò)誤；B．圖中顯示的是原電池放電的過(guò)程，放電時(shí)a，c電極的反應(yīng)物為吸附了氫氣的稀土合金，即放電時(shí)，反應(yīng)物為MH→生成物為M(s)和H2O，c極：MH+OH--e-=M+H2O，B錯(cuò)誤；C．正極：NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，轉(zhuǎn)移1mol電子，固體由NiO(OH)→Ni(OH)2質(zhì)量變化為1g，轉(zhuǎn)移1mol電子，b，d電極各增加1g，共增加2g，C正確；D．充電時(shí)為電解池：電子的流動(dòng)方向：電源負(fù)極→a；d→電源正極；b→c的導(dǎo)電過(guò)程為銅箔中的電子移動(dòng)完成，D錯(cuò)誤；故選C。12．（2021·浙江嘉興·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示的磷酸鐵鋰()電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等一系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。電池中間是聚合物的隔膜，只允許通過(guò)。下列說(shuō)法不正確的是已知：電池工作原理A．放電時(shí)，外電路通過(guò)電子時(shí)，聚合物薄膜右側(cè)質(zhì)量減少B．放電時(shí)，正極反應(yīng)：C．充放電時(shí)，數(shù)目不變D．充電時(shí)，上圖中“N”極與外接直流電源的正極相連【答案】BD【解析】已知電池工作原理，則放電時(shí)M為正極，電極反應(yīng)式為：，N為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：-xe-=nC+xLi+；充電時(shí)，M為陽(yáng)極，N為陰極，據(jù)此分析解答。A．放電時(shí)，N為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：-xe-=nC+xLi+，當(dāng)外電路通過(guò)電子時(shí)，聚合物薄膜右側(cè)有0.1molLi+移向左側(cè)，質(zhì)量減少0.1mol×7g/mol=，A正確；B．由上述分析可知，放電時(shí)M為正極，電極反應(yīng)式為：，B錯(cuò)誤；C．充放電過(guò)程中，不參與電極反應(yīng)，因此數(shù)目不變，C正確；D．充電時(shí)，N為陰極，應(yīng)與外接直流電源的負(fù)極相連，D錯(cuò)誤；答案選BD。13．（2021·山東滕州·高三期中）一種鋰電池的工作原理如圖所示，正極反應(yīng)被可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的可以將Fe2+氧化、自身被還原為。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是A．電池放電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．放電時(shí)Li+由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)C．放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為D．氧化罐中反應(yīng)的離子方程式為【答案】D【解析】A．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)原電池內(nèi)部陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)的負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Li-e-=Li+，C錯(cuò)誤；D．氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2+氧化為Fe3+，自身被還原為，反應(yīng)的離子方程式為：，D正確；故合理選項(xiàng)是D。14．（2021·河南·高三期中）中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所課題組基于二氧化碳和甲酸的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種可逆的水系金屬—二氧化碳二次電池，放電時(shí)工作原理如圖所示。下列有關(guān)電池放電時(shí)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．N極發(fā)生還原反應(yīng)B．電子由N極流出經(jīng)導(dǎo)線流入M極C．N極的電極反應(yīng)式為D．若電路中流過(guò)個(gè)電子，則理論上M極有3.25g鋅參加反應(yīng)【答案】B【解析】由圖可知，放電時(shí)，M極為二次電池的負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，雙極膜中產(chǎn)生的氫氧根離子移向負(fù)極區(qū)，N極為正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，雙極膜中產(chǎn)生的氫離子移向正極區(qū)。A．由分析可知，N極為二次電池的正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，故A正確；B．由分析可知，放電時(shí)，M極為二次電池的負(fù)極，N極為正極，電子由負(fù)極M極流出經(jīng)導(dǎo)線流入正極N極，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，N極為二次電池的正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，電極反應(yīng)式為，故C正確；D．由分析可知，放電時(shí)，M極為二次電池的負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電路中流過(guò)個(gè)電子時(shí)，M極理論上參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為××65g/mol=3.25g，故D正確；故選B。15．（2021·四川涼山·一模）霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)組成，它們與霧氣結(jié)合在一起，讓天空瞬間變得陰沉灰暗，若選擇乙醇(H2SO4)燃料電池將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，從而實(shí)現(xiàn)廢氣的回收再利用，其回收利用裝置如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．b電極發(fā)生的反應(yīng)式為：B．通入NO的電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．該裝置實(shí)際工作過(guò)程中不通入也能達(dá)到相同的效果D．當(dāng)消耗46g乙醇時(shí)(不計(jì)算電解過(guò)程中的能量損耗)，則通入的的物質(zhì)的量為【答案】D【解析】c極二氧化硫被氧化，是陽(yáng)極，a極是正極，d極NO得電子被還原，是陰極，b極是負(fù)極。A．b電極發(fā)生的反應(yīng)式為：,故A錯(cuò)誤；B．通入NO的電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．電池的總反應(yīng)為,產(chǎn)生硫酸銨需要通入，故C錯(cuò)誤；D．由C得，又因?yàn)?，由電子守恒可得，所以?dāng)消耗46g乙醇時(shí)，則通入的的物質(zhì)的量為9.6mol，故D正確；故答案為：D16．（2021·山東·濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)家設(shè)計(jì)微生物原電池，用于處理廢水(酸性)中的有機(jī)物及脫除硝態(tài)氮，該裝置示意圖如圖。有關(guān)該微生物電池說(shuō)法正確的是A．電子由m極轉(zhuǎn)移到n極B．每生成1molCO2轉(zhuǎn)移e-的物質(zhì)的量為8molC．m電極反應(yīng)式為2NO+6H2O+10e-=N2+12OH-D．H+可通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)極室【答案】D【解析】A．m極NO得電子生成N2，發(fā)生還原反應(yīng)，m是正極，電子由n極經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到m極，故A錯(cuò)誤；B．n極C6H12O6失電子生成CO2，碳元素化合價(jià)由0升高為+4價(jià)，每生成1molCO2轉(zhuǎn)移e-的物質(zhì)的量為4mol，故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)子交換膜能通過(guò)氫離子，m極NO得電子生成N2，電極反應(yīng)式為2NO+12H++10e-=N2+6H2O，故C錯(cuò)誤；D．m極NO得電子生成N2，m是正極，n是負(fù)極，H+可通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)極室，故D正確；選D。17．（2022·江蘇泰州·模擬預(yù)測(cè)）MFC—電芬頓技術(shù)不需要外加能即可發(fā)生，通過(guò)產(chǎn)生羥基自由基(?OH)處理有機(jī)污染物，可獲得高效的廢水凈化效果。其耦合系統(tǒng)原理示意圖如圖，下列說(shuō)法不正確的是A．電子移動(dòng)方向?yàn)閍→Y，X→bB．Y電極上得到雙氧水的反應(yīng)為O2+2e-+2H+=H2O2C．乙池可在酸性較弱的環(huán)境中使用D．理論上當(dāng)乙池中產(chǎn)生1mol羥基自由基時(shí)，甲池中有2molH+從M室移動(dòng)到N室【答案】C【解析】根據(jù)電極上的反應(yīng)可知，甲為燃料電池，通入燃料的a電極為負(fù)極，通入氧氣的b電極為正極，則乙為電解池，X電極為陽(yáng)極，Y為陰極。A．串聯(lián)裝置中，電子由原電池負(fù)極流向電解池陰極，即a→Y，由電解池的陽(yáng)極流向原電池正極，即X→b，A正確；B．據(jù)圖可知溶液中O2在Y電極上得電子生成H2O2，根據(jù)電子守恒、元素守恒可得電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=H2O2，B正確；C．酸性較弱的環(huán)境中，F(xiàn)e3+容易生成沉淀，無(wú)法正常工作，C錯(cuò)誤；D．乙池中生成羥基自由基的反應(yīng)為Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH，所以產(chǎn)生1mol羥基自由基時(shí)，消耗1molH2O2，根據(jù)電極反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電荷守恒可知，甲池中有2molH+從M室(負(fù)極)移動(dòng)到N室(正極)，D正確；綜上所述答案為C。18．（2021·內(nèi)蒙古新城·一模）用原電池原理可以除去酸性廢水中的，，其原理如圖所示(導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米零價(jià)鐵)。下列說(shuō)法不正確的是A．納米鐵發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極電極反應(yīng)式：C．在溶液中，失去的電子總數(shù)等于獲得的電子總數(shù)D．工作一段時(shí)間后，廢水的pH將增大【答案】C【解析】A．根據(jù)圖中信息四氧化三鐵起導(dǎo)電作用，而鐵變?yōu)閬嗚F離子，因此納米鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．根據(jù)圖中信息，左邊變化，碳化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，在正極反應(yīng)，因此正極電極反應(yīng)式：，故B正確；C．根據(jù)圖中信息As化合價(jià)發(fā)生了變化