适用于老高考旧教材2024版高考化学二轮复习热点提速练10新型化学电源课件

热点提速练10新型化学电源12345678910命题角度1

新型燃料电池及分析1.(2023·河北沧州二模)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(

)A.a极为负极,可选择导电性高、易于附着微生物的石墨B.微生物的存在有利于电子的转移C.在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原D.该电池在任何温度下均可发电D1112345678910解析

由题图可知,a极为负极,不参与反应,可选择导电性高、易于附着微生物的石墨,A正确;微生物的作用促进了有机物转变为CO2,即促进了电子的转移,B正确;催化剂可以加快氧气的还原,C正确;该电池利用微生物促进电子转移而发电,温度过高可能导致微生物失活,D错误。11123456789102.(2023·北京西城区二模)近期,科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是(

)A.电极a是负极B.电极b的反应:O2+4e-+2H2O══4OH-C.该装置可将酸和碱的化学能转化为电能D.酸性条件下,O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性B1112345678910解析

a为负极,电极反应为4OH--4e-══O2↑+2H2O,A正确;b为原电池的正极,电极反应为O2+4e-+4H+══2H2O,B错误;该反应的总反应为H++OH-══H2O,可将酸和碱的化学能转化为电能,C正确;酸性条件下发生反应O2+4e-+4H+══2H2O,碱性条件下发生反应4OH--4e-══O2↑+2H2O,故酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性,D正确。1112345678910命题角度2

锂(或锂离子)电池及分析3.(2023·广东湛江二模)如图是我国发明的超大容量锂硫电池。下列说法不正确的是(

)A.放电时该电池中电子通过外电路,Li+通过内电路均移向正极B.正极的电极反应为S8+16e-══+16Li+8Li2SC.该电池的电解质为非水体系,通过传递Li+形成电流D.充电时,金属锂片上发生氧化反应D1112345678910解析

放电时,该电池中电子通过外电路,Li+通过内电路均移向正极,A正确;正极S8放电生成Li2S,正极的电极反应为S8+16e-+16Li+══8Li2S,B正确;锂和水能反应,锂硫电池中电解质不能为水溶液,该电池的电解质为非水体系,通过传递Li+形成电流,C正确;金属锂片为负极,充电时,金属锂片连接外加电源的负极,金属锂片上发生Li+得电子的过程,属于还原反应,D错误。11123456789104.(2023·湖北武汉4月调研)我国某科研团队借助氧化还原介质RM,将Li-CO2电池的放电电压提高至3V以上,该电池的工作原理如图。下列说法正确的是(

)A.LiFePO4电极的电势比多孔碳电极的高B.负极反应:LiFePO4-xe-

══Li1-xFePO4+xLi+C.RM和RM'-CO2-均为该电池反应的催化剂D.LiFePO4电极每减重7g,就有22gCO2

被固定B11解析

LiFePO4电极为负极、多孔碳电极为正极,故LiFePO4电极的电势比多孔碳电极的低,A错误;左侧电极为负极,LiFePO4失去电子发生氧化反应,负极反应:LiFePO4-xe-══Li1-xFePO4+xLi+,B正确;RM为该电池反应的催化剂,RM'-CO2-为该电池反应的中间产物,C错误;由负极电极反应可知,LiFePO4电极每减重7

g则转移1

mol电子,反应中碳元素化合价由+4价变为+3价,则根据电子守恒可知,有1

mol即44

g

CO2被固定,D错误。12345678910111234567891011命题角度3

钠离子电池及分析5.(2023·陕西汉中第一次质检)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,反应原理如图所示。下列说法正确的是(

)A.放电时,电极B为负极B.钠硫电池在常温下能正常工作C.充电时,电极B与外接电源正极相连,电极反应式为-2e-══xSD.当Na+由B极区向A极区移动时,能量转换方式为化学能转化为电能C123456789101112345678910116.(2023·陕西铜川二模)我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可充电“Na-CO2”电池,工作过程中,Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极。其工作原理如图所示。下列叙述错误的是(

)A.充电时,多壁碳纳米管为阳极,Na+向钠箔电极方向移动B.放电时,电路中转移0.1mole-,多壁碳纳米管电极增重1.1gC.采用多壁碳纳米管作电极可以增强吸附CO2的能力D.充电时,阳极反应为2Na2CO3+C-4e-══3CO2+4Na+B1234567891011解析

充电时,电源电极a为正极,多壁碳纳米管为阳极,Na+向阴极钠箔电极移动,A正确;放电时,Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极上,多壁碳纳米管上的电极反应为3CO2+4e-+4Na+══2Na2CO3+C,电路中转移0.1

mol

e-,多壁碳纳米管电极增重质量为106

g·mol-1×0.05

mol+×12

g·mol-1=5.6

g,B错误;多壁碳纳米管表面积大,吸附能力强,用其作电极可以增强吸附CO2的能力,C正确;充电时,阳极碳失电子发生氧化反应,阳极反应为2Na2CO3+C-4e-══3CO2+4Na+,D正确。12345678910117.(2023·河北张家口二模)我国新能源汽车上有望推广钠离子电池,一种钠离子电池工作示意图如下,充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6),下列说法错误的是(

)A.放电时,电势:电极a>电极bB.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,再经电解液流回电极bC.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极质量减少23gD.充电时,电极a上发生反应的电极反应为NaFePO4-xe-══Na1-xFePO4+xNa+B1234567891011解析

根据电池工作示意图分析可知,放电时,电极a为正极,电极b为负极,正极的电势高于负极,则电势:电极a>电极b,A正确;放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,电子不能通过电解液,B错误;放电过程中,导线上每通过1

mol

e-,负极上Na+转移至正极,减小1

mol钠离子,质量减少23

g,C正确;充电时,电极a为阳极,该电极的电极反应为NaFePO4-xe-══Na1-xFePO4+xNa+,D正确。1234567891011命题角度4

二次锌电池及分析8.(2023·山西运城二模)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有能量密度高、循环性能优异的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2,相应的产物为[Zn(OH)4]2-和Mn2+。下列说法错误的是(

)A.双极膜中的OH-通过膜a移向M极B.电池工作一段时间后,NaOH溶液的pH不变C.N电极的反应为MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2OD.若电路中通过2mole-,则稀硫酸质量增加89gB1234567891011解析

由题给信息Zn生成[Zn(OH)4]2-,MnO2生成Mn2+可知,M极为Zn电极,N电极材料为MnO2,即M极为负极,N极为正极,OH-移向负极,A正确;负极的电极反应为Zn+4OH--2e-══[Zn(OH)4]2-,每转移2

mol

e-,有2

mol

OH-移向NaOH溶液,而消耗4

mol

OH-,NaOH溶液的pH变小,B错误;N电极材料为MnO2,MnO2在正极得到电子生成Mn2+,电极反应为MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2O,C正确;若电路中通过2

mol

e-,双极膜中有2

mol

H+移向稀硫酸,同时溶解1

mol

MnO2,稀硫酸质量增加2

mol×1

g·mol-1+1

mol×87

g·mol-1=89

g,D正确。12345678910119.(2023·山东潍坊二模)三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO,强碱性3D-Zn-NiOOH二次电池结构如图所示,放电时电池反应为Zn+2NiOOH+H2O══ZnO+2Ni(OH)2,下列说法正确的是(

)A.充电时阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-══NiOOH+H2OB.充电时导电线圈应与外接直流电源的负极相连C.放电时电解质溶液碱性减弱D.放电时每沉积0.1molZnO,有0.1molOH-通过隔膜A1234567891011解析

充电时,导电线圈做阳极,碱性条件下,氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水:Ni(OH)2+OH--e-══NiOOH+H2O,A正确;充电时,与外接直流电源的正极相连的导电线圈做阳极,B错误;由放电时电池反应可知,强碱性溶液中水的量减少,则溶液中氢氧根离子浓度增大,电解质溶液的碱性增强,C错误;放电时三维多孔海绵状锌为原电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氧化锌,电极反应为Zn+2OH--2e-══ZnO+H2O,导电线圈为正极,水分子作用下,碱式氧化镍得到电子发生还原反应生成氢氧化镍和氢氧根离子,电极反应为NiOOH+H2O+e-══Ni(OH)2+OH-,则放电时每沉积0.1

mol氧化锌,有0.2

mol氢氧根离子通过阴离子交换隔膜,D错误。1234567891011命题角度5

其他二次电池及分析10.(2023·齐鲁名校第二次联考)光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展,该电池工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(

)A.充电时,电子从光催化电极流出通过导线流向石墨电极B.放电时,每消耗1molNaI3,左室电解质溶液质量减少46gC.充电时,S2-通过离子交换膜进入右室D.放电时,石墨电极的电极反应为4S2--6e-══C1234567891011123456789101111.(2023·广东湛江二模)一种FeCl3/FeCl2-Cl2双膜二次电池放电时的工作原理如图所示,下列说法错误的是(

)A.充电时,M极的电极反应为Fe3++e-══Fe2+B.X为阳离子交换膜,Y为阴离子交换膜C.充电时的总反应:2FeCl32FeCl2+Cl2↑D.放电