2025年高考二輪復(fù)習(xí)化學(xué)選擇題熱點(diǎn)練8新型化學(xué)電源及分析

8.新型化學(xué)電源及分析(分值:24分)學(xué)生用書P265(選擇題每小題3分)1.(2024·廣東佛山質(zhì)檢一)如圖裝置可合成重要的化工中間體乙醛酸,雙極膜中的H2O能解離為H+和OH,下列說法正確的是()A.石墨也可以用Pb代替B.雙極膜解離出來的H+向石墨電極移動C.H2C2O4在Pb電極表面發(fā)生反應(yīng):HOOC—COOH+2e+2H+HOOC—CHO+H2OD.當(dāng)石墨電極析出1molO2,Pb電極附近一定生成2mol乙醛酸答案:C解析:由圖可知,鉛電極為電解池的陰極,水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子,酸性條件下草酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸和水,石墨電極為陽極,水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子,雙極膜解離出來的氫氧根離子進(jìn)入陽極區(qū)、氫離子進(jìn)入陰極區(qū)。若用鉛電極代替石墨電極,鉛會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉛離子,所以不能用鉛電極代替石墨電極,A錯(cuò)誤;由分析可知,鉛電極為電解池的陰極,石墨電極為陽極,雙極膜解離出來的氫氧根離子進(jìn)入陽極區(qū)、氫離子進(jìn)入陰極區(qū),B錯(cuò)誤;鉛電極為電解池的陰極,酸性條件下草酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸和水,電極反應(yīng)式為HOOC—COOH+2e+2H+HOOC—CHO+H2O,C正確;鉛電極為電解池的陰極,水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子,酸性條件下草酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸和水,則石墨電極析出1mol氧氣時(shí),無法計(jì)算鉛電極附近生成乙醛酸的物質(zhì)的量,D錯(cuò)誤。2.(2024·湖南雅禮中學(xué)模考)近日,西湖大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一類水溶性有機(jī)儲能小分子(M),并提出在電池充放電過程中實(shí)現(xiàn)電化學(xué)碳捕獲一體化,其反應(yīng)裝置與原理如圖所示。下列說法正確的是()A.充電時(shí),電極A連接電源的負(fù)極B.放電時(shí)電極B發(fā)生的反應(yīng)為N+2OH2eM+2H2OC.該電池可采用陰離子交換膜D.充電時(shí),外電路通過1mole,理論上該電池最多能夠捕獲11.2LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)答案:B解析:由裝置圖中物質(zhì)變化分析可以知道,M→N的變化為加氫反應(yīng),是還原反應(yīng),N→M的反應(yīng)過程是去氫過程,為氧化反應(yīng),則放電條件下,電極B為原電池的負(fù)極,發(fā)生電極反應(yīng)N+2OH2eM+2H2O,電極A為原電池正極,實(shí)現(xiàn)K3[Fe(CN)6]→K4[Fe(CN)6]的轉(zhuǎn)化,該電池可采用陽離子交換膜,避免M、N的陰離子移向負(fù)極反應(yīng),充電時(shí),正極A連接電源正極做電解池的陽極,負(fù)極B連接電源負(fù)極,做電解池陰極,據(jù)此分析回答問題。由分析,充電時(shí),電極A連接電源的正極,A錯(cuò)誤;放電時(shí)電極B發(fā)生的反應(yīng)為N+2OH2eM+2H2O,B正確;由上述分析,該電池采用陽離子交換膜,C錯(cuò)誤;充電時(shí),外電路通過1mole,產(chǎn)生1mol氫氧根離子,根據(jù)CO2+OHHCO3-,理論上該電池最多能夠捕獲22.4LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),D錯(cuò)誤;故選B。3.(2024·湖南常德一模)水系銨根離子可充電電池具有成本低、安全、無污染等優(yōu)點(diǎn),該電池以V2CTx(含V、C、N元素)為正極材料,電解質(zhì)溶液中主要存在團(tuán)簇離子NH4+(CH3COOH)3。其放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(A.放電時(shí),NH4+(CH3COOH)3向YB.放電時(shí),Y極的電極反應(yīng)式為V2CTx+NH4+(CH3COOH)3+2e(V,e)2CTx·[NH4+(CH3C.NH4+與CH3D.充電時(shí),NH4+(CH3COOH)3增加了1mol時(shí),X答案:C解析:電池以V2CTx為正極材料,因此Y為正極,X為負(fù)極,據(jù)此作答。放電時(shí)Y為正極,陽離子向正極移動,即NH4+(CH3COOH)3向Y極方向移動,故A正確;放電時(shí),Y為正極,發(fā)生還原反應(yīng),Y極的電極反應(yīng)式為V2CTx+NH4+(CH3COOH)3+2e(V,e)2CTx·[NH4+(CH3COOH)3],故B正確;類比于銨根離子能與氯離子形成離子鍵,但CH3COOH各原子均達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),可推知與銨根離子不能形成離子鍵,故C錯(cuò)誤;充電時(shí),X電極為陰極,Y電極為陽極,發(fā)生的反應(yīng)為(V,e)2CTx·[NH4+(CH3COOH)3]2eV2CTx+NH4+(CH3COOH)3,NH4+(CH3COOH)3增加了1mol時(shí),轉(zhuǎn)移電子2mol,根據(jù)電荷守恒可知,陰極也轉(zhuǎn)移電子2mol,MnO2得電子生成Na0.6MnO2,可知得到2molNa+,則X極質(zhì)量增加464.(2024·廣東順德區(qū)適應(yīng)性考試)lTMoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產(chǎn)生電子(e)和空穴(h+),其制氧效果優(yōu)越,原理如圖所示。下列敘述正確的是()A.放電時(shí)電勢高低:a<bB.放電時(shí),電子流向:b→離子交換膜→aC.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)D.放電時(shí)存在反應(yīng):2H2O+4h+(空穴)O2↑+4H+答案:C解析:由圖可知,放電時(shí)Zn在b電極失去電子生成[Zn(OH)4]2,則b為負(fù)極,a為正極,電勢高低:a>b,A錯(cuò)誤;放電時(shí),電子流向:b→導(dǎo)線→a,B錯(cuò)誤;lTMoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產(chǎn)生電子(e)和空穴(h+),驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對電池進(jìn)行充電,則充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān),C正確;由圖可知,放電時(shí),O2在正極得到電子生成H2O,電極方程式為O2+4e+4H+2H2O,D錯(cuò)誤。5.(2024·陜西商洛尖子生學(xué)情診斷)某新型光催化鈉離子二次電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為S42-+6eB.離子交換膜應(yīng)選擇陽離子交換膜C.放電時(shí),每消耗1molNaI3,離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量理論上增加46gD.適當(dāng)提高電解液的濃度可提升該電池存儲的能量答案:C解析:充電時(shí),為電解池,石墨電極上S元素被還原,石墨電極為陰極,光催化電極上I元素被氧化,光催化電極作陽極;則放電時(shí)石墨電極為負(fù)極,光催化電極為正極。充電時(shí),石墨電極為陰極,電極反應(yīng)式為S42-+6e4S2,A正確;放電時(shí),鈉離子由左側(cè)向右側(cè)遷移,充電時(shí),鈉離子由右側(cè)向左側(cè)遷移,故離子交換膜為陽離子交換膜,B正確;放電時(shí),消耗NaI3,電極反應(yīng)式為I3-+2e3I,每消耗1molNaI3,轉(zhuǎn)移電子2mol,且鈉離子由左側(cè)向右側(cè)遷移,離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少46g,C錯(cuò)誤;6.(2024·湖南長沙一模)氧化鉍(Bi2O3)作為鎳/鉍電池的負(fù)極材料,因其理論容量高、易制備而受到廣泛關(guān)注。下圖為該電池的示意圖,下列說法正確的是()A.放電時(shí),OH從電極a移向電極bB.充電時(shí),電子從電源負(fù)極→電極a→電極b→電源正極C.放電時(shí),總反應(yīng)為Bi2O3+3H2O+6NiO6NiOOH+2BiD.充電時(shí),電路轉(zhuǎn)移9.03×1024個(gè)電子,陽極質(zhì)量增加255g答案:D解析:放電時(shí),電極a為負(fù)極,電極反應(yīng)式為2Bi6e+6OHBi2O3+3H2O,電極b為正極,電極反應(yīng)式為NiOOH+eNiO+OH,充電時(shí),電極a為陰極,電極反應(yīng)式為Bi2O3+3H2O+6e2Bi+6OH,電極b為陽極,電極反應(yīng)式為NiO+OHeNiOOH。放電時(shí),OH從電極b移向電極a,故A錯(cuò)誤;充電時(shí),電子從電源負(fù)極→電極a,電極b→電源正極,電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液,故B錯(cuò)誤;放電時(shí),電極a為負(fù)極,電極反應(yīng)式為2Bi6e+6OHBi2O3+3H2O,電極b為正極,電極反應(yīng)式為NiOOH+eNiO+OH,總反應(yīng)式為6NiOOH+2BiBi2O3+3H2O+6NiO,故C錯(cuò)誤;充電時(shí),電極b為陽極,電極反應(yīng)式為NiO+OHeNiOOH,電路轉(zhuǎn)移9.03×1024個(gè)電子,即15mol電子,根據(jù)原子守恒可知,陽極增加的質(zhì)量為15molOH的質(zhì)量,15mol×17g·mol1=255g,故D正確;故選D。7.(2024·湖南雅禮中學(xué)二模)下圖是一種能將底物通過電化學(xué)轉(zhuǎn)化為電能的微生物燃料電池,可以大大提高能量轉(zhuǎn)化效率,以下說法不正確的是()A.理論上,每消耗1molO2,就有4molH+通過質(zhì)子交換膜B.兩種微生物的存在保證了S元素循環(huán)的作用C.負(fù)極電極反應(yīng)式為HS+4H2O8e9H++SO4D.升高溫度,可以有效提高該電池的放電效率答案:D解析:硫酸鹽還原菌可以將有機(jī)物氧化成CO2和HS,由H+的移動方向可知,a是負(fù)極,HS在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO42-,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為HS+4H2O8e9H++SO42-;b是正極,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)式為O2+4e+4H+2H2O,兩種細(xì)菌存在循環(huán)作用把有機(jī)物氧化成正極的電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+2H2O,1mol氧氣參加反應(yīng)時(shí),有4mol電子轉(zhuǎn)移,故有4molH+通過質(zhì)子交換膜,故A正確;硫氧化菌將HS氧化為SO42-,硫酸鹽還原菌將SO42-還原為HS,恰好完成了S元素的循環(huán),故B正確;由分析可知,a電極為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為HS+4H2O8e9H++SO42-,故C正確;升高溫度會把微生物殺死,導(dǎo)致該電池失活,8.(2024·甘肅白銀名校聯(lián)合調(diào)研)一種將酸—堿雙電解液分開且具有雙溶解沉積反應(yīng)的酸堿混合高電壓水系可充電電池的充電過程如圖。下列說法中錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),電極a與電源的負(fù)極相連B.放電時(shí),在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質(zhì)溶液C.放電時(shí),電極b的電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2eMn2++2H2OD.充電時(shí),當(dāng)電極a處生成6.5gZn時(shí),有0.1molK+通過交換膜N答案:D解析:充電時(shí),電極a上[Zn(OH)4]2得到電子生成Zn,為電解池的陰極,與電源的負(fù)極相連,電極方程式為[Zn(OH)4]2+2eZn+4OH,電極b為電解池的陽極,電極方程式為Mn2++2H2O2eMnO2+4H+。由分析可知,充電時(shí),電極a與電源的負(fù)極相連,A正確;放電時(shí)電極a發(fā)生的反應(yīng)是Zn轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2,這是一個(gè)氧化