2023届高考化学总复习（老高考旧教材）小题提速练11新型化学电源

小题提速练11新型化学电源

1.（2022江西重点中学盟校第一次联考）某科研小组在研究硅氧材料的电化学性能时，将

硅氧材料作为正极，金属锂作为负极，非水体系的LiPF6作为电解液，起到在正、负极间传

递Li+的作用，且充、放电时电解液所含的物质种类不发生变化。电池放电时的总反应

为5SiO2+（4+x）Li—2Li2Si2O5+U\Si。下列说法中错误的是（）

A.硅氧材料导电性差,可与石墨形成复合物以增强电极的导电性

B.电池充电时，电解液中的Li+向锂电极移动

C.放电时的正极反应为5SiO2+（4+x）Li++（4+x）e-^2Li2Si2O5+L£Si

D.电池充电时，外电路转移1mol电子，则硅氧材料的质量增加

2.（2022广西桂林、梧州一模）水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性

和环境友好性等优势而备受关注。一种新型无隔膜Zn/MnCh液流电池的工作原理如图

所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体,ZnSCU和MnSCU的混合液作电解质溶液,下列说

法正确的是（）

A.放电时，当外电路转移1molD时，两电极质量变化的差值为11g

+2+

B.过程II为放电过程，石墨毡电极的电极反应为MnO2-2e+4H—Mn+2H2O

C.过程I为锌沉积过程,A连电源的正极，锌离子得到电子发生还原反应生成锌

D.放电时，沉积在石墨毡上的MnCh逐渐溶解，石墨毡电极质量减小,锌箔质量增大

3.（2022四川成都二诊）钠离子电池易获取，正负极材料均采用铝箔（可减少铜箔用量），因

此钠离子电池理论成本低于锂离子电池。现有一种正极材料为KFe2（CN）6,固体电解质

为Na3Ps4,负极材料为Na2Ti3O7的钠离子电池。下列有关叙述错误的是（)

A.正极KFe2（CN）6中Fe的化合价为+2价、+3价

B.放电时，正极可能发生Fe2（CN）6+e-^Fe2（CN）2-

C.放电时，电子从负极流经固体电解质到达正极

D.充电时，负极区发生还原反应，并且Na+增多

4.（2022河南商丘第三次模拟）某科研团队研制了一种基于阳离子型活性分子的中性水

系有机液流电池，以[Pyr-TEMPO]和[Pyr-PV]C14作为中性水系有机液流电池的电极材料,

已知放电时[Pyr-PV]2+先转化为[Pyr-PVp+,再转化为[Pyr-PV]4+,电池工作原理如图所

示。下列说法正确的是（）

电源或负载

A.放电的过程中，氯离子由b电极向a电极移动

B.放电时，负极的电极反应之一为

[Pyr-PV]3+-e------[Pyr-PV]4+

C.a电极的电势比b电极的低

D.充电时,b电极为阳极,发生氧化反应

5.（2022江西鹰潭第二次模拟）2022年北京冬奥会使用了液流电池做备用电源。液流电

池具有储能时间长、安全稳定的优势,电池中的电解液在正负极附近各自循环。电池的

放鬼

总反应为2NaBr+（x-l）Na2sx百Br2+xNa2S.i,其中x=2~4o

电解液离子选择膜电解液

下列说法正确的是（）

A.电池可用铁做负极

B.放电时正极反应为xS窘-2e-^（x-l底-

x=2~4

C.电池充电时，转移1mol电子,阴极附近增加2moi离子

D.电池的离子选择膜可以用阳离子交换膜，也可用阴离子交换膜

6.（2022四川德阳三诊）近年来我国研发了一种治理污水有机物的技术，通过膜电池除去

废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法正确的是（）

A.B极为电池的正极,发生还原反应

B.微生物膜的作用主要是提高电极B的导电性

0H

C.A极的电极反应为Cl+H++2e-^Cl+

D.当去除0.1molCH3COO时，有0.4molH卡通过质子交换膜

7.（2022陕西西安五区县高三联考二）据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如

图所示，关于该电池的装置说法正确的是（）

A.Y为阴离子选择性交换膜

B.左室溶液碱性增强

C.负极反应是CH3coO+2H2O-8e-^=2CO2T+7H+

D.转移2mol电子，海水脱去氯化钠的质量是58.5g

8.（2022陕西渭南第一次模拟）利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列

说法错误的是（）

用电器

质子交换膜

A.该过程将化学能转化为电能

B.电子流向:B电极t用电器TA电极

C.A电极上发生氧化反应，电极反应为X-2e~Y+2H+

D.当外电路通过4NA电子时，消耗标准状况下氧气的体积为22.4L（设NA为阿伏加德罗

常数的值）

9.（2022陕西榆林第三次模拟）最近我国科学家研制出一种可充电Na-Zn双离子电池体

系，其工作原理如图所示。

/T2

I[Zn(OH)J-

NaOH溶液

下列说法错误的是（）

A.充电时，阴极反应为［Zn（OH）『+2e-Zn+4OH

B.放电时,b为正极，发生还原反应

C.放电时，若a极质量减少6.5g,则有0.2molNa+通过阳离子交换膜

D.放电时，负极区溶液的pH增大

10.（2022河南郑州第二次质量预测）钛铁合金具有优异的性能，在航天和生物医学等领域

有广泛的应用。下图是以二氧化钛、氧化亚铁混合粉末压制的块体和石墨生烟做电极

材料，以CaCb熔盐为离子导体（不参与电极反应）制备钛铁合金的电解装置示意图。下

列相关说法正确的是（）

流出气体

橡皮塞

石墨用城

TiO2和FeO

CaCM§盐

A.石墨堵堪连接直流电源的负极

B.通入Ar气主要是为了保护石墨均烟不被氧化

2

C.TiO2发生的电极反应为TiO2-4e-^^Ti+2O-

D.每生成16.0gTiFe2时,流出气体在标准状况下的体积大于4.48L

参考答案

小题提速练11新型化学电源

1.D解析石墨具有良好的导电性，硅氧材料导电性差，可与石墨形成复合物以增强电极的

导电性,A项正确;由电池放电时的总反应可知,电池充电的总反应为2Li2Si2O5+Li、Si—

5SiO2+(4+x)Li,锂电极上发生还原反应,Li电极作阴极,故电解液中的Li+向锂电极移动,B项正确；

+

由电池放电时的总反应可知,放电时的正极反应为5SiO2+(4+x)Li+(4+x)e-2Li2Si2O5+Li.rSi,C

项正确;充电时,Li电极作阴极，硅氧材料电极作阳极，其质量减小,D项错误。

2.A解析此为新型无隔膜Zn/MnO2液流电池,则过程H为放电过程,Zn为负极，石墨毡为正

极。放电时,负极发生反应Zn-2e-=~=Zn2+,转移2mol电子，质量减少65g;正极发生反应

MnO2+2e+4H+——Mn2++2H2。,转移2mol电子，质量减少87g,故转移2mol电子,两极质量变化

的差值为22g,故当外电路转移1mole-时，两电极质量变化的差值为IIg,A项正确;过程H为放

电过程，石墨毡电极为原电池的正极，得电子,B项错误;锌沉积过程发生Zn?+转化为Zn的还原反

应,A极连电源的负极,C项错误;放电时，沉积在石墨毡上的MnCh逐渐溶解，石墨毡电极质量减

小，锌箔中锌失电子被氧化，锌箔质量也减小,D项错误。

3.C解析钾离子显+1价、CN显-1价，化合物中元素的正负化合价代数和为0,则正极

KFe2(CN)6中Fe的化合价为+2价、+3价,A正确;放电时，正极发生还原反应，可能发生

Fe2(CN)6+e-==Fe2(CN)：\B正确;放电时，电子从负极流经导线到达正极，电子不流经固体电解

质,C错误;充电时,负极区即阴极发生还原反应，阳离子向阴极移动，则Na+增多,D正确。

4.B解析已知放电时［Pyr-PV产先转化为［Pyr-PVp+,再转化为［Pyr-PVR可知b电极失电

子,发生氧化反应，为电源负极，则a电极为正极。

放电时,a电极为正极,b电极为负极，则氯离子由a电极向b电极移动,A错误;已知放电时

［Pyr-PV『+先转化为［Pyr-PV］3+,再转化为［Pyr-PV产，则负极的电极反应之一为［Pyr-PV］3+-e-

LPyr-PV］4+,B正确;放电时,a电极为正极,b电极为负极，则充电时,a电极为阳极,b电极为阴极，故无

论放电或充电,a电极的电势均比b电极的高,C错误;充电时,b电极为阴极，发生还原反应,D错

［天。

放电

5.C解析由电池的总反应2NaBr+(x-l)Na2S.、嬴Bn+xNazSz可知,放电时NaBr生成Bn,澳

元素化合价升高，则为负极，电极反应为2Br-2e--Bn,正极电极反应为(x-l)Sg+2e，^=xS/，充电

时电极反应相反。

铁是活泼金属，若电池用铁做负极，在负极上有Bn生成,对铁有腐蚀性，因此不能用Fe做负

极,A错误;放电时正极发生还原反应，正极电极反应为(x-l)S2-+2e==xS久,B错误;充电时，阴极电

极反应为Br2+2e-——2B「,转移1mol电子，生成1molBr,还有1molNa*移动至阴极与澳离子结

合生成NaBr,则阴极附近增加2mol离子,C正确;为保证两极溶液不混合，离子交换膜应选阳离

子交换膜，只允许Na+通过,D错误。

6.C解析A极为原电池的正极，对氯苯酚在酸性条件下得到电子发生还原反应生成苯酚和

OH

氯离子，电极反应为Cl+H++2e-==C「+,C正确;B极为负极,乙酸根离子在微生物膜做催

化剂的作用下失去电子,发生氧化反应生成碳酸氢根离子和氢离子，电极反应为CH3COO-8e-

+

+4H2O=2HC03+9H,A错误,B错误;负极反应式为CH3coO-8e+4H2O=2HC0g+9H+,消耗

0.1mol乙酸根离子时，转移电子的物质的量为0.8mol,整个电路中通过的电量相同，因此去除0.1

mol乙酸根离子时，有0.8mol氢离子通过质子交换膜,D错误。

7.C解析原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极,从而达到脱盐的目的，因此Y为阳

离子交换膜,X为阴离子交换膜,A错误;左室为负极,CH3co0-失电子生成二氧化碳,负极反应为

CH3co0+210-8&——2cChT+7H+,生成了氢离子，溶液碱性减弱,B错误,C正确;转移电子数与钠

离子、氯离子所带电荷数相同，因此转移2mol电子，各有2mol钠离子和2mol氯离子分别通过

交换膜，可除去氯化钠2mol,质量为2molx58.5gmor'=l17g,D错误。

8.B解析由题图可知,B极氧气得电子发生还原反应，作正极，电极反应为O2+4e+4H+^=

2H2O,则A极为负极,失电子发生氧化反应，电极反应为X-2e-——Y+2H:正极区消耗氢离子，负极

区生成氢离子，氢离子由负极区通过质子交换膜进入正极区。

该装置是原电池，反应原理为有机物的氧化反应，故该过程将化学能转化为电能,A正确;A电

极为负极,B电极为正极,故电子流向:A电极—用电器tB电极,B错误;由题图知X—Y少了2个

H,有机物失去2个电子，电极反应正确,C正确;由反应O2+4e-+4H+—2H2。可知,1mol氧气参与

反应，转移4moi电子，则当外电路通过4NA电子时，消耗标准状况下氧气的体积为22.4L,D正

确。

2

9.D解析放电时Zn失电子,a为负极，充电时，阴极反应为lZn(OH)4]+2e=Zn+4OH-,A正

确;根据A可知放电时,b为正极，发生还原反应,B正确;放电时，若a极为负极,Zn-2e-+4OH—

[Zn(OH)4]2\正极反应:Nao.6rMnO2+xNa++xe-===Nao.sMnCh;质量减少6.5g即0