高考化學(xué)真題練專題10原電池與化學(xué)電源

【真題回顧練】原電池與化學(xué)電源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