新高考2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)專練30新型電池的開(kāi)發(fā)和利用

專練30新型電池的開(kāi)發(fā)和利用1.[2024·湖南卷]海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池2.[2024·濟(jì)南市檢測(cè)]以硝酸鹽為離子導(dǎo)體的NaO2電池裝置與其某一電極M旁邊的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．鎳電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．Na2O是該過(guò)程中的中間產(chǎn)物C．固體電解質(zhì)能起到隔絕空氣的作用D．M極的電極反應(yīng)為4Na＋＋O2＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=4NaNO23.[2024·合肥市檢測(cè)]某科研機(jī)構(gòu)研發(fā)的NO-空氣燃料電池的工作原理如圖所示，下列敘述正確的是（）A．a(chǎn)電極為電池負(fù)極B．電池工作時(shí)H＋透過(guò)質(zhì)子交換膜從右向左移動(dòng)C.b電極的電極反應(yīng)為NO－3e－＋2H2O=4H＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))D．當(dāng)外電路中通過(guò)0.2mol電子時(shí)，a電極處消耗O21.12L4.[2024·武漢市四月調(diào)研]我國(guó)某科研團(tuán)隊(duì)借助氧化還原介質(zhì)RM，將Li-CO2電池的放電電壓提高至3V以上，該電池的工作原理如圖。下列說(shuō)法正確的是（）A．LiFePO4電極的電勢(shì)比多孔碳電極的高B．負(fù)極反應(yīng)：LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋C．RM和RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))均為該電池反應(yīng)的催化劑D．LiFePO4電極每減重7g，就有22gCO2被固定5.試驗(yàn)裝置如圖所示。接通電源后，用碳棒（a′、b′）作筆，在浸有飽和NaCl溶液和石蕊溶液的潮濕試紙上同時(shí)寫字，a′端的字跡呈白色。下列結(jié)論正確的是（）A．a(chǎn)為負(fù)極B．b′端的字跡呈藍(lán)色C．電子流向?yàn)椋篵→b′→a′→aD．假如將a′、b′換為銅棒，與碳棒作電極時(shí)的現(xiàn)象相同6.MCFC型燃料電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為600～700℃，所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是（）A．該電池的正極反應(yīng)式為4OH－＋4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2－2e－=2H＋C．放電時(shí)OH－向負(fù)極移動(dòng)D．當(dāng)生成1molH2O時(shí)，轉(zhuǎn)移2mol電子7.我國(guó)科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅－碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）A．放電時(shí)，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大C．充電時(shí)，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極8.[2024·江蘇揚(yáng)州中學(xué)月考]如圖是一種電解質(zhì)溶液可以循環(huán)流淌的新型電池。下列說(shuō)法正確的是（）A．PbO2電極的電極反應(yīng)式為PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2OB．若將Cu換成Pb，則電路中電子轉(zhuǎn)移方向不變更C．Cu電極為負(fù)極，放電過(guò)程中失去電子而被還原D.放電不會(huì)影響循環(huán)液中H2SO4與CuSO4物質(zhì)的量之比9.一種新型太陽(yáng)光電化學(xué)電池貯能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法正確的是（）A．貯能時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．貯能和放電時(shí)，電子在導(dǎo)線中流向相同C．貯能時(shí)，氫離子由a極區(qū)遷移至b極區(qū)D．放電時(shí)，b極發(fā)生：VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O10.[2024·河北石家莊二中月考]科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)了一種Al－PbO2電池，電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)為K2SO4、H2SO4、KOH，通過(guò)x和y兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開(kāi)，形成M、R、N三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域（a＞b），結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．K＋通過(guò)x膜移向M區(qū)B．R區(qū)域的電解質(zhì)濃度漸漸減小C．放電時(shí)，Al電極發(fā)生的反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－D．消耗1.8gAl時(shí)N區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量削減18.0g11.[2024·全國(guó)乙卷]室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)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(gè)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(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：eq\f(1,2)S8＋e－→eq\f(1,2)Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))，eq\f(1,2)Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋e－→Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2（1－eq\f(x,4)）e－→Na2Sx下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．充電時(shí)Na＋從鈉電極向硫電極遷移B．放電時(shí)外電路電子流淌的方向是a→bC．放電時(shí)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加硫電極導(dǎo)電性能專練30新型電池的開(kāi)發(fā)和利用1．B海水中含有大量的電解質(zhì)，故A項(xiàng)正確；Li是活潑金屬，作負(fù)極，則N極是正極，正極上海水中溶解的O2、CO2等均能放電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Li易與水反應(yīng)，故玻璃陶瓷應(yīng)具有良好的防水功能，同時(shí)為形成閉合的回路，也應(yīng)具有傳導(dǎo)離子的功能，C項(xiàng)正確；該電池屬于一次電池，D項(xiàng)正確。2．D金屬鈉比鎳活潑，液態(tài)鈉為負(fù)極，鎳電極為正極，鎳電極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由圖可知，鈉最終轉(zhuǎn)化為Na2O2，Na2O是該過(guò)程中的中間產(chǎn)物，B項(xiàng)正確；液態(tài)鈉能和空氣中的O2、水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，故固體電解質(zhì)能起到隔絕空氣的作用，C項(xiàng)正確；M極發(fā)生反應(yīng)：NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－＋2Na＋=Na2O＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋O2＋Na2O=Na2O2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，總反應(yīng)為2Na＋＋O2＋2e－=Na2O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．Ca極為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)陽(yáng)離子移向正極，H＋透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；b極為負(fù)極，電極反應(yīng)為NO－3e－＋2H2O=4H＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，C項(xiàng)正確；由a極反應(yīng)式O2＋4H＋＋4e－=2H2O，知當(dāng)外電路中通過(guò)0.2mol電子時(shí)，a電極處消耗O20.05mol，但未說(shuō)明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，其體積不能計(jì)算，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．B由圖中Li＋移動(dòng)方向可知，LiFePO4電極為負(fù)極，則LiFePO4電極的電勢(shì)比多孔碳電極的低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，B項(xiàng)正確；RM是該電池反應(yīng)的催化劑，RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))為中間產(chǎn)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由CO2＋RM→RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))、2RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2Li＋＋2e－=2RM＋Li2C2O4知，2molLi＋參加反應(yīng)，固定2molCO2，則負(fù)極減重7g，有44gCO2被固定，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．Ba′端的字跡呈白色，說(shuō)明碳棒a′上發(fā)生氧化反應(yīng)：Cl－－2e－＋H2O=HClO＋H＋，碳棒a′為陽(yáng)極，則a為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；碳棒b′為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，c（OH－）增大，石蕊變?yōu)樗{(lán)色，B項(xiàng)正確；電子流向：陽(yáng)極a′→電源正極a→電源負(fù)極b→陰極b′，電子不通過(guò)電解質(zhì)溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；假如將a′、b′換為銅棒，則陽(yáng)極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋、陰極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，陽(yáng)極端字跡不變白色，因此現(xiàn)象不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．D該燃料電池的燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3，總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為2H2＋2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))－4e－=2H2O＋2CO2，正極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，故A、B均錯(cuò)誤；電解質(zhì)中移動(dòng)的陰離子為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，不是OH－，故C錯(cuò)誤；依據(jù)負(fù)極反應(yīng)式知，生成1molH2O時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，故D正確。7．D本題涉及原電池正負(fù)極的推斷、電極反應(yīng)式的書寫等學(xué)問(wèn)，通過(guò)工作原理示意圖的分析，考查學(xué)生接受、汲取、整合化學(xué)信息的實(shí)力。新型高能電池的原理應(yīng)用體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。由工作原理示意圖中Zn2＋遷移的方向可推斷放電時(shí)a為正極，b為負(fù)極。放電時(shí)，a極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，使溶液中離子數(shù)目增大，A、B項(xiàng)正確；充電時(shí)，a極接外接電源的正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，每增重0.65g，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，a極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2I－＋Br－－2e－=I2Br－，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，有0.02molI－被氧化，C項(xiàng)正確。8．BPbO2得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若將Cu換成Pb，鉛仍作負(fù)極，則電路中電子轉(zhuǎn)移方向不變，B項(xiàng)正確；放電過(guò)程中銅失電子，被氧化，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由總反應(yīng)Cu＋PbO2＋2H2SO4=CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，放電時(shí)硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸銅和硫酸鉛，則H2SO4與CuSO4物質(zhì)的量之比變小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．D光照時(shí)貯能，VO2＋失電子轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))，b為陽(yáng)極，a為陰極，放電時(shí)b為正極，a為負(fù)極。貯能時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，A錯(cuò)誤；貯能時(shí)，電子由b極流出，放電時(shí)，電子由a極流出，在導(dǎo)線中流向不相同，B錯(cuò)誤；貯能時(shí)，氫離子由陽(yáng)極b區(qū)遷移至陰極A區(qū)，C錯(cuò)誤；放電時(shí)，b極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，D正確。10．C由圖可知，原電池工作時(shí)，Al電極為負(fù)極，被氧化生成[Al（OH）4]－，PbO2電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)M為KOH，R為K2SO4，N為H2SO4。M區(qū)為負(fù)極區(qū)，陽(yáng)離子流向正極區(qū)，故K＋通過(guò)x膜移向R區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鉀離子通過(guò)x膜向R區(qū)移動(dòng)，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))通過(guò)y膜向R區(qū)移動(dòng)，R區(qū)域的電解質(zhì)濃度漸漸增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)，Al作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－，C項(xiàng)正確；消耗1.8gAl時(shí)電路中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為eq\f(1.8g,27g·mol－1)×3＝0.2mol，則N區(qū)有0.1molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))經(jīng)過(guò)y進(jìn)入R區(qū)，依據(jù)負(fù)極反應(yīng)式PbO2＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－＋4H＋=PbSO4＋2H2O，消耗0.1molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，同時(shí)流出0.1molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，故相當(dāng)于N區(qū)消耗了0.2molH2SO4同時(shí)生成了0.2molH2O，N區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量削減了0.2mol×98g·mol－1－0.2mol×18g·mol－1＝16.0g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．A由題意可知放電時(shí)硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極。充