備戰(zhàn)2025年高考二輪復習化學選擇題熱點練8.新型化學電源及分析含解析

8.新型化學電源及分析1.(2024·廣東佛山質檢一)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:HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2OD.當石墨電極析出1molO2,Pb電極附近一定生成2mol乙醛酸2.(2024·湖南邵陽二模)近年來國家大力扶持新能源項目建設。圖1是太陽能電池工作示意圖,可與圖2Li-Se全固態(tài)二次電池聯(lián)合使用。第一次充電時,固態(tài)電解質LSPSCl(Li10Si0.3PS6.9Cl1.8)分解生成少量S,并與Se形成Se4S5參與了后續(xù)的可逆循環(huán),電池構成和充放電時b極的轉化如圖所示。下列說法錯誤的是()A.P電極是太陽能電池的正極B.Li-Se全固態(tài)電池放電時Li+向b電極移動C.Li-Se全固態(tài)電池放電時,a電極質量每減少14g,理論上外電路轉移電子數(shù)為2NAD.電池充電時,b電極與N電極相連,其電極反應有5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S53.(2024·吉林白山二模)鋁—空氣燃料電池是一種新型高能量電池,具有能量密度大、無污染、可靠性高等優(yōu)點。圖1是一種鹽水鋁空氣電池裝置原理圖,圖2是石墨空氣電極結構示意圖。下列說法正確的是()A.鋁極為負極,發(fā)生還原反應B.工作一段時間后,含鋁微粒的存在形式為[Al(OH)4]-C.石墨空氣電極的電極反應式:O2+4e-+2H2O4OH-D.在石墨空氣電極中,OH-會穿過多孔防水透氣層進入電極右側4.(2024·廣東順德區(qū)適應性考試)lT-MoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產生電子(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.放電時電勢高低:a<bB.放電時,電子流向:b→離子交換膜→aC.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關D.放電時存在反應:2H2O+4h+(空穴)O2↑+4H+5.(2024·陜西商洛尖子生學情診斷)某新型光催化鈉離子二次電池的工作原理如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A.充電時,陰極的電極反應式為S42-+6e-B.離子交換膜應選擇陽離子交換膜C.放電時,每消耗1molNaI3,離子交換膜左室電解質溶液質量理論上增加46gD.適當提高電解液的濃度可提升該電池存儲的能量6.(2024·江西九江十校第二次聯(lián)考)科學家研制出了一種薄如紙片,可剪裁、能折疊的輕型“紙電池”。將特殊工藝加工后的電極材料涂在紙上,形成效率比普通鋰電池效率高10倍的“紙電池”。其電池總反應為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列有關說法正確的是()A.電池的正極反應式為2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)B.涂在紙上的電極材料是Zn和MnO2C.每生成1molMnO(OH),電池中轉移2NA個電子D.電池中MnO(OH)既是氧化產物又是還原產物7.(2024·甘肅張掖第三次診斷)神舟系列載人飛船的電源系統(tǒng)有太陽能電池帆板和鎘鎳蓄電池。其中鎘鎳蓄電池的工作原理示意圖如下(L為小燈泡,K1、K2為開關),電池總反應為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列說法正確的是()A.鎘鎳蓄電池可24小時全天候處于充電狀態(tài)B.鎘鎳蓄電池放電時,電池外部電勢:電極A>電極BC.鎘鎳蓄電池充電時,電極A附近堿性逐漸減弱D.鎘鎳蓄電池充電時,陽極反應式:Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O8.(2024·甘肅白銀名校聯(lián)合調研)一種將酸—堿雙電解液分開且具有雙溶解沉積反應的酸堿混合高電壓水系可充電電池的充電過程如圖。下列說法中錯誤的是()A.充電時,電極a與電源的負極相連B.放電時,在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質溶液C.放電時,電極b的電極反應式為MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.充電時,當電極a處生成6.5gZn時,有0.1molK+通過交換膜N8.新型化學電源及分析1.(2024·廣東佛山質檢一)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:HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2OD.當石墨電極析出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)生氧化反應生成氧氣和氫離子,雙極膜解離出來的氫氧根離子進入陽極區(qū)、氫離子進入陰極區(qū)。若用鉛電極代替石墨電極,鉛會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成鉛離子,所以不能用鉛電極代替石墨電極,A錯誤;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入陽極區(qū)、氫離子進入陰極區(qū),B錯誤;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)生還原反應生成乙醛酸和水,電極反應式為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)生還原反應生成乙醛酸和水,則石墨電極析出1mol氧氣時,無法計算鉛電極附近生成乙醛酸的物質的量,D錯誤。2.(2024·湖南邵陽二模)近年來國家大力扶持新能源項目建設。圖1是太陽能電池工作示意圖,可與圖2Li-Se全固態(tài)二次電池聯(lián)合使用。第一次充電時,固態(tài)電解質LSPSCl(Li10Si0.3PS6.9Cl1.8)分解生成少量S,并與Se形成Se4S5參與了后續(xù)的可逆循環(huán),電池構成和充放電時b極的轉化如圖所示。下列說法錯誤的是()A.P電極是太陽能電池的正極B.Li-Se全固態(tài)電池放電時Li+向b電極移動C.Li-Se全固態(tài)電池放電時,a電極質量每減少14g,理論上外電路轉移電子數(shù)為2NAD.電池充電時,b電極與N電極相連,其電極反應有5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S5答案:D解析:由圖1可知,有太陽光時,電池處于充電狀態(tài),電子移向N極,即N為負極,P為正極,A正確;Li-Se全固態(tài)電池放電時b電極為正極,Li+向b電極移動,B正確;Li-Se全固態(tài)電池放電時,a電極的電極反應式為Li-e-Li+,質量每減少14g即有2molLi+產生,理論上外電路轉移電子數(shù)為2NA,C正確;電池充電時,b電極與P電極相連,其電極反應有:5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S5,D錯誤。3.(2024·吉林白山二模)鋁—空氣燃料電池是一種新型高能量電池,具有能量密度大、無污染、可靠性高等優(yōu)點。圖1是一種鹽水鋁空氣電池裝置原理圖,圖2是石墨空氣電極結構示意圖。下列說法正確的是()A.鋁極為負極,發(fā)生還原反應B.工作一段時間后,含鋁微粒的存在形式為[Al(OH)4]-C.石墨空氣電極的電極反應式:O2+4e-+2H2O4OH-D.在石墨空氣電極中,OH-會穿過多孔防水透氣層進入電極右側答案:C解析:鋁失電子作負極,發(fā)生氧化反應,A錯誤;該電池的總反應是4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,工作一段時間后,含鋁微粒的存在形式為Al(OH)3,[Al(OH)4]-需強堿性條件才能存在,題中無強堿性條件,B錯誤;由圖2可知,石墨空氣電極上O2得電子轉化為OH-,其電極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-,C正確;在原電池中,陰離子移向負極,則在石墨空氣電極中,OH-能穿過多孔防水透氣層進入電極左側,D錯誤。4.(2024·廣東順德區(qū)適應性考試)lT-MoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產生電子(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.放電時電勢高低:a<bB.放電時,電子流向:b→離子交換膜→aC.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關D.放電時存在反應:2H2O+4h+(空穴)O2↑+4H+答案:C解析:由圖可知,放電時Zn在b電極失去電子生成[Zn(OH)4]2-,則b為負極,a為正極,電勢高低:a>b,A錯誤;放電時,電子流向:b→導線→a,B錯誤;lT-MoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產生電子(e-)和空穴(h+),驅動陰極反應和陽極反應對電池進行充電,則充電效率與光照產生的電子和空穴量有關,C正確;由圖可知,放電時,O2在正極得到電子生成H2O,電極方程式為O2+4e-+4H+2H2O,D錯誤。5.(2024·陜西商洛尖子生學情診斷)某新型光催化鈉離子二次電池的工作原理如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A.充電時,陰極的電極反應式為S42-+6e-B.離子交換膜應選擇陽離子交換膜C.放電時,每消耗1molNaI3,離子交換膜左室電解質溶液質量理論上增加46gD.適當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,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;則放電時石墨電極為負極,光催化電極為正極。充電時,石墨電極為陰極,電極反應式為S42-+6e-4S2-,A正確;放電時,鈉離子由左側向右側遷移,充電時,鈉離子由右側向左側遷移,故離子交換膜為陽離子交換膜,B正確;放電時,消耗NaI3,電極反應式為I3-+2e-3I-6.(2024·江西九江十校第二次聯(lián)考)科學家研制出了一種薄如紙片,可剪裁、能折疊的輕型“紙電池”。將特殊工藝加工后的電極材料涂在紙上,形成效率比普通鋰電池效率高10倍的“紙電池”。其電池總反應為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列有關說法正確的是()A.電池的正極反應式為2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)B.涂在紙上的電極材料是Zn和MnO2C.每生成1molMnO(OH),電池中轉移2NA個電子D.電池中MnO(OH)既是氧化產物又是還原產物答案:B解析:根據(jù)電池總反應Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)可知,反應中Zn被氧化,應為原電池的負極,電極反應式為Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,MnO2被還原,應為原電池的正極,電極反應式為MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,A錯誤;Zn為原電池的負極,MnO2為正極,涂在紙上的電極材料是Zn和MnO2,B正確;由MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,每生成1molMnO(OH)轉移1mol電子,電池中轉移NA個電子,C錯誤;Zn元素化合價升高,ZnO是氧化產物,MnO2被還原,MnO(OH)是還原產物,D錯誤。7.(2024·甘肅張掖第三次診斷)神舟系列載人飛船的電源系統(tǒng)有太陽能電池帆板和鎘鎳蓄電池。其中鎘鎳蓄電池的工作原理示意圖如下(L為小燈泡,K1、K2為開關),電池總反應為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列說法正確的是()A.鎘鎳蓄電池可24小時全天候處于充電狀態(tài)B.鎘鎳蓄電池放電時,電池外部電勢:電極A>電極BC.鎘鎳蓄電池充電時,電極A附近堿性逐漸減弱D.鎘鎳蓄電池充電時,陽極反應式:Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O答案:D解析:根據(jù)圖示,電極A充電時為陰極,則放電時電極A為負極,負極上Cd失電子發(fā)生氧化反應生成Cd(OH)2,負極反應式為Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2;電極B充電時為陽極,則放電時電極B為正極,正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應生成Ni(OH)2,正極反應式為2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-;放電時總反應為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。使用太陽能帆板對鎘鎳蓄電池進行充電,白天光照時才處于充電狀態(tài),A錯誤;據(jù)分析放電時,電極A為負極,故電極A電勢小于電極B,B錯誤;充電時電極A的電極反應為Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,A電極附近堿性增強,C錯誤;充電時,陽極發(fā)生氧化反應,反應式為Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O,D正確。8.(2024·甘肅白銀名校聯(lián)合調研)一種將酸—堿雙電解液分開且具有雙溶解沉積反應的酸堿混合高電壓水系可充電電池的充電過程如圖。下列說法中錯誤的是()A.充電時,電極a與電源的負極相連B.放電時,在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質溶液C.放電時,電極b的電極反應式為MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.充電時,當電極a處生成6.5gZn時,有0.1molK+通過交換膜N答案:D解析:充電時,電極a上[Zn(OH)4]2-得到電子生成Zn,為電解池的陰極,與電源的負極相連,電極方程式為[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,電極b為電解池的陽極,電極方程式為Mn2++2H2O-2e