高考化学一轮复习专项练习专练30　新型电池的开发和利用

专练30新型电池的开发和利用1．[2020·广东广州调研]2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))C6＋LiCoO2(x<1)。下列说法正确的是()A．充电时a极接外电源的负极B．放电时Li＋在电解质中由a极向b极迁移C．充电时若转移0.02mol电子，石墨电极将减少0.14gD．该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收2．[2020·湖北沙市中学双周练试题]一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应式为：2C2H6＋7O2＋8KOH=4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断正确的是()A．负极反应为14H2O＋7O2＋28e－=28OH－B．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molC．放电过程中KOH的物质的量浓度不变D．放电一段时间后，负极周围的pH升高3．[2020·全国卷Ⅰ]科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B．放电时，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2molC．充电时，电池总反应为2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高4．[2019·全国卷Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动5．[2020·浙江嘉兴高三月考]一种新型的电池，总反应为：3Zn＋2FeOeq\o\al(2－,4)＋8H2O=2Fe(OH)3↓＋3Zn(OH)2↓＋4OH－，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．Zn极是负极，发生氧化反应B．随着反应的进行，溶液的pH增大C．电子由Zn极流出到石墨电极，再经过溶液回到Zn极，形成回路D．石墨电极上发生的反应为：FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3↓＋5OH－6．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2＋O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是()A．该电池的正极反应式为4OH－＋4e－=O2↑＋2H2OB．该电池的负极反应式为H2－2e－=2H＋C．放电时OH－向负极移动D．当生成1molH2O时，转移2mol电子7．我国“蛟龙”号载人潜水器的动力电源采用Al—Ag2O电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．Al电极是该电池的正极B．Ag2O在Ag2O/Ag电极上发生氧化反应C．该电池的负极反应为Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．该电池工作时，正极区溶液的pH减小8．[2019·天津卷]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充电时，a电极接外电源负极9．一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。下列说法正确的是()A．贮能时，电能转变为化学能和光能B．贮能和放电时，电子在导线中流向相同C．贮能时，氢离子由a极区迁移至b极区D．放电时，b极发生：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O10．[2020·昆明市高三摸底调研]一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li1－xNiO2＋xLiC6eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiNiO2＋xC6。下列说法错误的是()A．该锂离子电池为二次电池B．该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极C．该锂离子电池放电时，Li＋从a极移向b极D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为：Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋=LiNiO211．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多12．[2020·广东省中山一中第二次统测]最近科学家利用下列装置图成功地实现了CO2和H2O合成CH4。下列叙述错误的是()A．电池工作时，实现了将太阳能转化为电能B．铜电极为正极，电极反应式为CO2－8e－＋8H＋=CH4＋2H2OC．电池内H＋透过质子交换膜从左向右移动D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸13．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移至MnO2晶格中，生成LiMnO2。请回答下列有关问题：(1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。(2)电池的正极反应式为________。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应生成K2MnO4，化学方程式为________。K2MnO4在酸性溶液中发生歧化反应，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________。14．(1)某研究性学习小组为探究Fe3＋与Ag反应，进行如下实验。按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。①K闭合时，指针向左偏转，石墨作________(填“正极”或“负极”)。②当指针归零后，向左侧U型管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式________。③结合上述实验分析，写出Fe3＋和Ag反应的离子方程式________。④丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U型管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是________。(2)含硫化合物在生产生活中应用广泛，科学使用对人体健康及环境保护意义重大。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。某微生物燃料电池的工作原理如图所示：①HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的反应式是________________________________。②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl—KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放电过程中Li＋向_____