第四章 作业40　新型化学电源工作原理的分析

作业40新型化学电源工作原理的分析(选择题1~6题，每小题3分，7~14题，每小题4分，共50分。有一个或两个选项符合题目要求)1．新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，负极：Li－e－=Li＋。下列说法正确的是()A．充电时阳极电极反应为FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4B．放电时电池内部Li＋向负极移动C．充电时动力电池的阳极应与外接电源的正极相连D．放电时，在正极上Li＋得电子被还原2.盐水小汽车是一款神奇的玩具，只要在小汽车尾部动力部位加几滴NaCl溶液，小汽车就可以跑动起来，其电池结构如图。下列关于该电池的说法不正确的是()A．该电池工作时，化学能转化为电能B．锌为电池的负极，石墨为电池的正极C．正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－D．电解质溶液中Na＋向锌片方向移动3．我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解H2S研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法不正确的是()A．该装置的总反应为H2Seq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5(催化剂))H2＋SB．能量转化方式主要为“光能→电能→化学能”C．a极上发生的电极反应为Fe2＋－e－=Fe3＋D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液4．溶质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1<c2)，工作时，A电极的质量不断减轻，下列说法正确的是()A．此处应该用阳离子交换膜B．B极为正极，发生氧化反应C．若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液质量减轻10.8gD．原电池的总反应不是氧化还原反应5．钾离子电池由于其低成本、电解液中离子传导性快以及工作电压高等优点，近年来引起了科研工作者极大的关注。某课题组基于钾离子电池特性，设计并合成了一种VN-NPs/N-CNFs复合材料，并将其应用于钾离子电池的电极，放电时该电极反应为VN＋3K＋＋3e－=V＋K3N，下列有关说法错误的是()A．放电时，在Al电极区发生的是氧化反应B．该电池的溶剂可以为水溶液C．放电时，电解质中的K＋向Cu电极区移动D．放电时，每转移1mole－，Cu电极区质量减少39g6．(2024·安徽1月适应性测试)我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如图。放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列说法错误的是()A．放电时，正极反应为：Ni(OH)2＋2e－=Ni＋2OH－B．放电时，若外电路有0.2mol电子转移，则有0.1molZn2＋向正极迁移C．充电时，a为外接电源负极D．充电时，阴极反应为：2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－=5Zn＋2COeq\o\al(2－,3)＋6OH－7．(2020·全国卷Ⅲ，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)-空气电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2＋16OH－－11e－=VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是()A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L(标准状况)O2参与反应B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极8．科学家报道了一种新型可充电Na/Fe二次电池，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是()A．放电时，电子由X极经有机电解液流向Y极B．充电时，Y极的电极反应式为CaFeO2.5＋eq\f(1,2)Na2O－e－=CaFeO3＋Na＋C．充电时，可用乙醇代替有机电解液D．电极材料的比能量：Na<Li9．镁-锑液态金属电池是新型二次电池，白天利用太阳能给电池充电，夜晚电池可以给外电路供电。该电池利用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变，工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A．放电时，Mg2＋通过中间层向下层移动B．放电时，Mg(液)层的质量减小C．充电时，Mg-Sb(液)层作阴极D．充电时，阴极的电极反应式为Mg2＋＋2e－=Mg10.(2023·临沂调研)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及黏结剂等)和V2O5为电极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液，总反应为xZn＋V2O5=ZnxV2O5(s)。下列叙述错误的是()A．充电时，粉末多孔锌电极连接电源的负极B．放电时，V2O5电极上发生的反应为V2O5-2e－＋xZn2＋=ZnxV2O5C．充电时，Zn2＋通过阳膜由右池移向左池D．理论上，充放电过程中电解质溶液的质量均未改变11．我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流二次电池，该电池在使用前要先进行充电，如图为充电原理示意图，溴离子与碘离子结合成为碘溴离子(I2Br－)，可以增加电池容量。下列叙述不正确的是()A．充电时，a接外电源的正极，作阳极B．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化C．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－D．放电时，贮液器d内c(Zn2＋)持续增大12．某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)催化还原，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．电池工作过程中电子由b极流向a极B．b极反应式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC．电池工作过程中a极区附近溶液的pH减小D．每处理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，可生成33.6L(标况下)CO213.近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸，装置如图所示。下列说法错误的是()A．工作时，电子流入a极B．阳极区的电极反应为N2＋6H2O－10e－=2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋C．阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5∶3D．该离子交换膜应使用阴离子交换膜14．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置