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文檔簡介
1.(2024·江蘇卷)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.電池工作時,MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作時,OH-通過隔膜向正極移動C.環(huán)境溫度過低,不利于電池放電D.反應(yīng)中每生成1molMnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×1023答案:C解析:Zn為負極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,MnO2為正極,電極反應(yīng)式為MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。電池工作時,MnO2為正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),A錯誤;電池工作時,OH-通過隔膜向負極移動,B錯誤;環(huán)境溫度過低,化學反應(yīng)速率下降,不利于電池放電,C正確;由電極反應(yīng)式MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-可知,反應(yīng)中每生成1molMnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1023,D錯誤。2.(2024·北京卷)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理,下列說法正確的是()A.石墨作電池的負極材料B.電池工作時,NHeq\o\al(+,4)向負極方向移動C.MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)D.鋅筒發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+答案:D解析:酸性鋅錳干電池,鋅筒為負極,石墨電極為正極,負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+,A錯誤,D正確;原電池工作時,陽離子向正極(石墨電極)方向移動,B錯誤;MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng),C錯誤。3.(2024·新課標卷)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示,通過CuO催化消耗血糖發(fā)電,從而控制血糖濃度。當傳感器檢測到血糖濃度高于標準,電池啟動。血糖濃度下降至標準,電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計)電池工作時,下列敘述錯誤的是()A.電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7B.b電極上CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用C.消耗18mg葡萄糖,理論上a電極有0.4mmol電子流入D.兩電極間血液中的Na+在電場驅(qū)動下的遷移方向為b→a答案:C解析:由題中信息可知,當電池開始工作時,a電極為電池正極,血液中的O2在a電極上得電子生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-;b電極為電池負極,Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,電極反應(yīng)式為Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O,然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸,CuO被還原為Cu2O,則電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7;根據(jù)反應(yīng)2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知,1molC6H12O6參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移2mol電子,18mgC6H12O6的物質(zhì)的量為0.1mmol,則消耗18mg葡萄糖時,理論上a電極有0.2mmol電子流入,C錯誤。4.(2023·廣東卷)負載有Pt和Ag的活性炭,可選擇性去除Cl-實現(xiàn)廢酸的純化,其工作原理如圖。下列說法正確的是()A.Ag作原電池正極B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng):O2+2H2O+4e-=4OH-D.每消耗標準狀況下11.2L的O2,最多去除1molCl-答案:B解析:O2在Pt極得電子發(fā)生還原反應(yīng),Pt為正極,Ag失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),Ag為負極,A錯誤;溶液為酸性,故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O,C錯誤;每消耗標準狀況下11.2L的O2,轉(zhuǎn)移電子2mol,此時有2molAg轉(zhuǎn)化為Ag+,故最多去除2molCl-,D錯誤。5.(2023·海南卷)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池,如圖所示。下列說法正確的是()A.b電極為電池正極B.電池工作時,海水中的Na+向a電極移動C.電池工作時,緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性D.每消耗1kgAl,電池最多向外提供37mol電子的電量答案:A解析:電池工作時,陽離子向正極移動,故海水中的Na+向b電極移動,B錯誤;電池工作時,a電極反應(yīng)為Al-3e-=Al3+,鋁離子水解顯酸性,C錯誤;由C項分析可知,每消耗1kgAleq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即\f(1000,27)mol)),電池最多向外提供eq\f(1000,27)mol×3=eq\f(1000,9)mol電子的電量,D錯誤。6.(2022·全國甲卷)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)eq\o\al(2-,4)存在)。電池放電時,下列敘述錯誤的是()A.Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B.Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(2-,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C.MnO2電極反應(yīng):MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD.電池總反應(yīng):Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)eq\o\al(2-,4)+Mn2++2H2O答案:A解析:根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知,Zn為電池的負極,MnO2為電池的正極,陽離子向正極移動,A錯誤。7.(2023·遼寧卷)某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是()A.放電時負極質(zhì)量減小B.儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能C.放電時右側(cè)H+通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng):Pb+SOeq\o\al(2-,4)+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+答案:B解析:放電時Pb失電子,F(xiàn)e3+得電子,負極生成PbSO4,質(zhì)量增加,A錯誤;放電時多孔碳電極為正極,陽離子向正極移動,則H+從左側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯誤;充電總反應(yīng)為2Fe2++PbSO4=2Fe3++Pb+SOeq\o\al(2-,4),D錯誤。8.(2023·全國乙卷)室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時,在硫電極發(fā)生反應(yīng):eq\f(1,2)S8+e-→eq\f(1,2)Seq\o\al(2-,8),eq\f(1,2)Seq\o\al(2-,8)+e-→Seq\o\al(2-,4),2Na++eq\f(x,4)Seq\o\al(2-,4)+2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(x,4)))e-→Na2Sx下列敘述錯誤的是()A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移B.放電時外電路電子流動的方向是a→bC.放電時正極反應(yīng)為:2Na++eq\f(x,8)S8+2e-→Na2SxD.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導(dǎo)電性能答案:A解析:由題意可知,放電時硫電極得電子,硫電極為原電池正極,鈉電極為原電池負極。充電時為電解池裝置,陽離子移向陰極,即鈉電極,故充電時,Na+由硫電極遷移至鈉電極,A錯誤。9.(2022·遼寧高考)某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是()A.放電時負極反應(yīng):Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B.放電時Cl-透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C.放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上CCl4吸收0.5molCl2D.充電過程中,NaCl溶液濃度增大答案:A解析:放電時負極反應(yīng):Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,正極反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,消耗氯氣,故A正確;放電時,陰離子移向負極,放電時Cl-透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移,故B錯誤;放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子,正極:Cl2+2e-=2Cl-,理論上CCl4釋放0.5molCl2,故C錯誤;充電過程中,陽極:2Cl--2e-=Cl2,消耗氯離子,NaCl溶液濃度減小,故D錯誤。1.(2024·廣東六校高三第二次聯(lián)考)貯備電池是日常將電池的一種組成部分(如電解質(zhì)溶液)與其他部分隔離備用,使用時可迅速被激活并提供足量電能。Mg-AgCl電池是一種可被海水激活的貯備電池,電池放電時,下列說法不正確的是()A.海水作電解質(zhì)溶液B.Mg作負極發(fā)生氧化反應(yīng)C.正極反應(yīng)為AgCl+e-=Cl-+AgD.Cl-由負極向正極遷移答案:D解析:原電池工作時,陰離子向負極移動,故Cl-由正極向負極遷移,D錯誤。2.(2024·長春市高三質(zhì)量監(jiān)測)科學家設(shè)想利用圖示裝置進行CO2的固定,同時產(chǎn)生電能。該裝置工作時,生成的C附著在電極上。下列說法錯誤的是()A.多孔催化劑電極為正極,放電時發(fā)生還原反應(yīng)B.采用多孔催化劑電極有利于CO2擴散到電極表面C.導(dǎo)線中流過2mole-,理論上就有2molLi+由負極區(qū)進入正極區(qū)D.負極區(qū)可以選用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液答案:D解析:Li能與水反應(yīng)生成LiOH和H2,負極區(qū)不能選用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液,D錯誤。3.(2024·海南省??谑懈呷荒?H2是重要的燃料,可將其設(shè)計成燃料電池,原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A.該電池可將化學能完全轉(zhuǎn)化為電能B.該電池工作時,電子由b電極經(jīng)外電路流向a電極C.a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-=H2OD.該電池工作時,當外電路中有0.1mole-通過時,b極消耗0.56LO2答案:C解析:由示意圖可知,a極通入H2,發(fā)生氧化反應(yīng),b極通入O2,發(fā)生還原反應(yīng),則a為負極,b為正極。電池工作時,主要是化學能轉(zhuǎn)化為電能,但也有其他形式的能量變化,如熱能,A錯誤;該電池工作時,電子由負極a經(jīng)外電路流向正極b,B錯誤;b極的電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2-,每消耗1molO2轉(zhuǎn)移4mol電子,則當外電路中有0.1mole-通過時,b極消耗0.025molO2,由于沒有指明是在標準狀況下,則其體積不一定是0.56L,D錯誤。4.(2024·北京市石景山區(qū)高三一模)以氨為燃料的固體氧化物燃料電池(SOFC)具有廣闊的應(yīng)用前景,一種氧離子導(dǎo)電SOFC的工作原理如圖所示(NH3在催化劑作用下先分解為N2和H2)。下列說法不正確的是()A.H2在負極放電B.正極的電極反應(yīng):O2+4e-=2O2-C.外電路轉(zhuǎn)移6mole-,理論上生成4molH2OD.O2-向負極移動答案:C解析:由題圖可知,NH3在催化劑作用下先分解為N2和H2,H2在負極失電子生成H2O,故A正確;由題圖可知,O2在正極得電子生成O2-,電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2-,故B正確;H2在負極失電子生成H2O,電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-=H2O,外電路轉(zhuǎn)移6mole-,理論上生成3molH2O,故C錯誤;原電池中陰離子向負極移動,則O2-向負極移動,故D正確。5.(2024·廣東省河源中學高三調(diào)研)銀鋁電池具有能量密度高的優(yōu)點,電池裝置如圖所示,電池放電時的反應(yīng)為2Al+3AgO(氧化高銀)+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]+3Ag。下列說法正確的是()A.Al電極的電勢比AgO電極的高B.正極電極反應(yīng)式為AgO+2e-+2H+=Ag+H2OC.陽離子交換膜允許陽離子和電子通過D.當導(dǎo)線中通過0.3mol電子時,負極區(qū)溶液質(zhì)量減小4.2g答案:D解析:金屬鋁是負極,正極的電勢高于負極,因此Al電極的電勢比AgO電極的低,A錯誤;溶液顯堿性,正極反應(yīng)式為AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-,B錯誤;電子不能通過溶液和陽離子交換膜,C錯誤;負極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-,當導(dǎo)線中通過0.3mol電子時,消耗2.7g鋁,同時溶液中有0.3molNa+移到正極區(qū),所以負極區(qū)溶液質(zhì)量減少0.3mol×23g·mol-1-2.7g=4.2g,D正確。6.(2024·江西省高三聯(lián)合考試)我國科研人員設(shè)計的將脫除SO2的反應(yīng)與制備H2O2相結(jié)合的協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖。在電場作用下,雙極膜中間層的H2O解離為OH-和H+,并向兩極遷移。已知:①單獨制備H2O2:2H2O+O2=2H2O2,不能自發(fā)進行;②單獨脫除SO2:4OH-+2SO2+O2=2SOeq\o\al(2-,4)+2H2O,能自發(fā)進行。下列說法正確的是()A.正極的電極反應(yīng)式:O2+2e-+2H+=H2O2B.單獨脫除SO2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.反應(yīng)過程中需補加稀H2SO4D.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):SO2+O2+2H2O=H2O2+H2SO4答案:A解析:左側(cè):SO2與NaOH反應(yīng)生成SOeq\o\al(2-,3),光催化下SOeq\o\al(2-,3)失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成SOeq\o\al(2-,4),左側(cè)電極為負極,電極反應(yīng)式為SOeq\o\al(2-,3)-2e-+2OH-=SOeq\o\al(2-,4)+H2O,右側(cè):O2得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)生成H2O2,右側(cè)電極為正極,電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+=H2O2,A正確;單獨脫除SO2的反應(yīng)是一個熵減反應(yīng),此反應(yīng)可自發(fā)進行,根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0時反應(yīng)自發(fā)進行,知該反應(yīng)的ΔH<0,為放熱反應(yīng),B錯誤;反應(yīng)過程中不需要補加稀硫酸,因為右側(cè)消耗的氫離子可由雙極膜中H2O解離的H+遷移補充,C錯誤;根據(jù)正、負極反應(yīng)式可知,協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4,D錯誤。7.(2024·陜西師范大學附屬中學高三月考)科學家研制出一種新型短路膜化學電池,利用這種電池可以消除空氣中的CO2,該裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.短路膜和常見的離子交換膜不同,它既能傳遞離子還可以傳遞電子B.當負極生成1molCO2時,理論上需要轉(zhuǎn)移1mol電子C.負極反應(yīng)為H2+2OH--2e-=2H2OD.當反應(yīng)消耗22.4L(標準狀況)O2時,理論上需要轉(zhuǎn)移4mol電子答案:C解析:短路膜和常見的離子交換膜不同,根據(jù)圖中信息得到短路膜既能傳遞離子還可以傳遞電子,A正確;負極反應(yīng)式為H2+2HCOeq\o\al(-,3)-2e-=2H2O+2CO2↑,當負極生成1molCO2時,理論上需要轉(zhuǎn)移1mol電子,B正確,C錯誤;根據(jù)正極反應(yīng)式O2+2CO2+4e-=2COeq\o\al(2-,3),當反應(yīng)消耗22.4L(標準狀況下物質(zhì)的量為1mol)O2時,理論上需要轉(zhuǎn)移4mol電子,D正確。8.(2024·湖南省長沙市長郡中學高三月考)近日,美國工程院院士華裔科學家邵陽教授采用NaNO3/KNO3/CsNO3共晶鹽電解液和β-Al2O3膜研制了一種熔鹽型Na-O2電池,其工作原理如圖所示:該電池工作時,下列說法正確的是()A.NOeq\o\al(-,3)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性B.β-Al2O3膜能阻止電子和離子通過C.鎳電極的電極反應(yīng)式為2Na++2e-+NOeq\o\al(-,3)=Na2O+NOeq\o\al(-,2)D.電池總反應(yīng)為4Na+O2=2Na2O答案:C解析:根據(jù)放電原理示意圖分析,在分步反應(yīng)中NOeq\o\al(-,3)表現(xiàn)了氧化性,從總反應(yīng)看,NOeq\o\al(-,3)是催化劑,A錯誤;電子不能通過電解質(zhì),通過β-Al2O3膜的是Na+,B錯誤;電池總反應(yīng)為2Na+O2eq\o(=,\s\up7(NOeq\o\al(-,3)))Na2O2,D錯誤。9.(2024·廣州市高三調(diào)研測試)我國科學家研發(fā)了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池,其工作原理如圖所示。工作時H2O在雙極膜界面處解離成H+和OH-,放電時,下列說法不正確的是()A.CO2在多孔Pd納米片表面轉(zhuǎn)化為甲酸B.正極區(qū)溶液的pH減小C.負極的電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-=Z
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