新高考2025版高考化学一轮复习微专题小练习专练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.[2024·湖南卷]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂­海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是（）A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂­海水电池属于一次电池2.[2024·济南市检测]以硝酸盐为离子导体的NaO2电池装置与其某一电极M旁边的反应机理如图所示。下列说法错误的是（）A．镍电极上发生还原反应B．Na2O是该过程中的中间产物C．固体电解质能起到隔绝空气的作用D．M极的电极反应为4Na＋＋O2＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－=4NaNO23.[2024·合肥市检测]某科研机构研发的NO­空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是（）A．a电极为电池负极B．电池工作时H＋透过质子交换膜从右向左移动C.b电极的电极反应为NO－3e－＋2H2O=4H＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))D．当外电路中通过0.2mol电子时，a电极处消耗O21.12L4.[2024·武汉市四月调研]我国某科研团队借助氧化还原介质RM，将Li­CO2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＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))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5.试验装置如图所示。接通电源后，用碳棒（a′、b′）作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的潮湿试纸上同时写字，a′端的字迹呈白色。下列结论正确的是（）A．a为负极B．b′端的字迹呈蓝色C．电子流向为：b→b′→a′→aD．假如将a′、b′换为铜棒，与碳棒作电极时的现象相同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8.[2024·江苏扬州中学月考]如图是一种电解质溶液可以循环流淌的新型电池。下列说法正确的是（）A．PbO2电极的电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2OB．若将Cu换成Pb，则电路中电子转移方向不变更C．Cu电极为负极，放电过程中失去电子而被还原D.放电不会影响循环液中H2SO4与CuSO4物质的量之比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，光能转变为电能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(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O10.[2024·河北石家庄二中月考]科学家独创了一种Al－PbO2电池，电解质溶液中溶质为K2SO4、H2SO4、KOH，通过x和y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域（a＞b），结构示意图如图所示。下列说法正确的是（）A．K＋通过x膜移向M区B．R区域的电解质浓度渐渐减小C．放电时，Al电极发生的反应为Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－D．消耗1.8gAl时N区电解质溶液质量削减18.0g11.[2024·全国乙卷]室温钠­硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠­硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：eq\f(1,2)S8＋e－→eq\f(1,2)Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))，eq\f(1,2)Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋e－→Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2（1－eq\f(x,4)）e－→Na2Sx下列叙述错误的是（）A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流淌的方向是a→bC．放电时正极反应为：2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－→Na2SxD．炭化纤维素纸的作用是增加硫电极导电性能专练30新型电池的开发和利用1．B海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正极，正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电池，D项正确。2．D金属钠比镍活泼，液态钠为负极，镍电极为正极，镍电极上发生还原反应，A项正确；由图可知，钠最终转化为Na2O2，Na2O是该过程中的中间产物，B项正确；液态钠能和空气中的O2、水蒸气发生反应，故固体电解质能起到隔绝空气的作用，C项正确；M极发生反应：NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2e－＋2Na＋=Na2O＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋O2＋Na2O=Na2O2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，总反应为2Na＋＋O2＋2e－=Na2O2，D项错误。3．Ca极为正极，A项错误；电池工作时阳离子移向正极，H＋透过质子交换膜从左向右移动，B项错误；b极为负极，电极反应为NO－3e－＋2H2O=4H＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，C项正确；由a极反应式O2＋4H＋＋4e－=2H2O，知当外电路中通过0.2mol电子时，a电极处消耗O20.05mol，但未说明是否为标准状况，其体积不能计算，D项错误。4．B由图中Li＋移动方向可知，LiFePO4电极为负极，则LiFePO4电极的电势比多孔碳电极的低，A项错误；由图中的物质转化关系可知负极反应为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，B项正确；RM是该电池反应的催化剂，RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))为中间产物，C项错误；由CO2＋RM→RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))、2RM＋－COeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2Li＋＋2e－=2RM＋Li2C2O4知，2molLi＋参加反应，固定2molCO2，则负极减重7g，有44gCO2被固定，D项错误。5．Ba′端的字迹呈白色，说明碳棒a′上发生氧化反应：Cl－－2e－＋H2O=HClO＋H＋，碳棒a′为阳极，则a为正极，A项错误；碳棒b′为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，c（OH－）增大，石蕊变为蓝色，B项正确；电子流向：阳极a′→电源正极a→电源负极b→阴极b′，电子不通过电解质溶液，C项错误；假如将a′、b′换为铜棒，则阳极反应为Cu－2e－=Cu2＋、阴极反应为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，阳极端字迹不变白色，因此现象不同，D项错误。6．D该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2＋O2=2H2O，负极反应式为2H2＋2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))－4e－=2H2O＋2CO2，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，不是OH－，故C错误；依据负极反应式知，生成1molH2O时转移2mol电子，故D正确。7．D本题涉及原电池正负极的推断、电极反应式的书写等学问，通过工作原理示意图的分析，考查学生接受、汲取、整合化学信息的实力。新型高能电池的原理应用体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。由工作原理示意图中Zn2＋迁移的方向可推断放电时a为正极，b为负极。放电时，a极得到电子，发生还原反应，使溶液中离子数目增大，A、B项正确；充电时，a极接外接电源的正极，D项错误；充电时，b极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn，每增重0.65g，转移0.02mol电子，a极为阳极，电极反应式为2I－＋Br－－2e－=I2Br－，转移0.02mol电子，有0.02molI－被氧化，C项正确。8．BPbO2得电子，发生还原反应，为正极，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O，A项错误；若将Cu换成Pb，铅仍作负极，则电路中电子转移方向不变，B项正确；放电过程中铜失电子，被氧化，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，C项错误；由总反应Cu＋PbO2＋2H2SO4=CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，放电时硫酸转化为硫酸铜和硫酸铅，则H2SO4与CuSO4物质的量之比变小，D项错误。9．D光照时贮能，VO2＋失电子转化为VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))，b为阳极，a为阴极，放电时b为正极，a为负极。贮能时，光能转变为化学能，A错误；贮能时，电子由b极流出，放电时，电子由a极流出，在导线中流向不相同，B错误；贮能时，氢离子由阳极b区迁移至阴极A区，C错误；放电时，b极为正极，发生的电极反应为：VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，D正确。10．C由图可知，原电池工作时，Al电极为负极，被氧化生成[Al（OH）4]－，PbO2电极为正极，发生还原反应，电解质溶液中溶质M为KOH，R为K2SO4，N为H2SO4。M区为负极区，阳离子流向正极区，故K＋通过x膜移向R区，A项错误；钾离子通过x膜向R区移动，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))通过y膜向R区移动，R区域的电解质浓度渐渐增大，B项错误；原电池工作时，Al作负极，负极反应为Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－，C项正确；消耗1.8gAl时电路中转移的电子物质的量为eq\f(1.8g,27g·mol－1)×3＝0.2mol，则N区有0.1molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))经过y进入R区，依据负极反应式PbO2＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－＋4H＋=PbSO4＋2H2O，消耗0.1molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，同时流出0.1molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，故相当于N区消耗了0.2molH2SO4同时生成了0.2molH2O，N区电解质溶液质量削减了0.2mol×98g·mol－1－0.2mol×18g·mol－1＝16.0g，D项错误。11．A由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充