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文档简介
新型化学电源1.燃料电池以CH3OH燃料电池为例,体会不同介质对电极反应的影响。电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H+总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O正极O2+4e-+4H+=2H2O负极CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+碱性燃料电池OH-总反应:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32−+6H正极O2+4e-+2H2O=4OH-负极CH3OH-6e-+8OH-=CO32−+6H熔融碳酸盐燃料电池CO总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O正极O2+4e-+2CO2=2CO负极CH3OH-6e-+3CO32−=4CO2+2H固态氧化物燃料电池O2-总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O正极O2+4e-=2O2-负极CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O质子交换膜燃料电池H+总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O正极O2+4e-+4H+=2H2O负极CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+2.新型一次电池电池类型反应式Mg⁃H2O2电池总反应:H2O2+2H++Mg=Mg2++2H2O正极H2O2+2H++2e-=2H2O负极Mg-2e-=Mg2+钠硫电池总反应:2Na+xS=Na2Sx正极xS+2e-=S负极Na-e-=Na+锂钒氧化物电池总反应:xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8正极xLi++LiV3O8+xe-=Li1+xV3O8负极Li-e-=Li+3.新型充电(可逆)电池电池类型反应式高铁电池总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH正极:FeO42−+3e-+4H2O=Fe(OH)3负极:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2阳极:Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42−+4H阴极:Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-锂离子电池总反应:Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)正极:Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2负极:LixC6-xe-=xLi++C6阳极:LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+阴极:xLi++xe-+C6=LixC6钠电池钠硫蓄电池总反应:2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr正极:NaBr3+2e-+2Na+=3NaBr负极:2Na2S2-2e-=Na2S4+2Na+阳极:3NaBr-2e-=NaBr3+2Na+阴极:Na2S4+2Na++2e-=2Na2S2钠离子电池总反应:Na1-mCoO2+NamCnNaCoO2+Cn正极:Na1-mCoO2+me-+mNa+=NaCoO2负极:NamCn-me-=mNa++Cn阳极:NaCoO2-me-=Na1-mCoO2+mNa+阴极:mNa++Cn+me-=NamCn全钒液流电池总反应:VO2++2H++V2+V3++VO2++H2正极:VO2++2H++e-=VO2++H负极:V2+-e-=V3+阳极:VO2++H2O-e-=VO2+阴极:V3++e-=V2+4.浓差电池浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差,离子均是由“高浓度”移向“低浓度”,阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池,当两极室离子浓度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示。回答下列问题:(1)铜电极Ⅰ为极,电极反应式为。
(2)当放电完成时,负极区域增加g,(假设两侧溶液的体积均为100mL)。
答案(1)正Cu2++2e-=Cu(2)32解析(2)当两侧CuSO4溶液的浓度变为3mol·L-1时,放电完成,右侧CuSO4增加2mol·L-1,其质量为2mol·L-1×0.1L×160g·mol-1=32g。1.(2024·全国甲卷,12)科学家使用δ⁃MnO2研制了一种MnO2⁃Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是()A.充电时,Zn2+向阳极方向迁移B.充电时,会发生反应Zn+2MnO2=ZnMn2O4C.放电时,正极反应有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-D.放电时,Zn电极质量减少0.65g,MnO2电极生成了0.020molMnOOH答案C解析充电时该装置为电解池,电解池中阳离子向阴极迁移,即Zn2+向阴极方向迁移,A错误;放电时,Zn电极为负极,电极反应为Zn-2e-=Zn2+,则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn,即充电时Zn元素化合价应降低,B错误;放电时,MnO2电极为正极,正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4,则正极上主要发生的电极反应为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,C正确;放电时,Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol),电路中转移0.020mol电子,由正极的主要反应MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-可知,若正极上只有MnOOH生成,则生成MnOOH的物质的量为0.020mol,但正极上还有少量ZnMn2O4生成,因此,生成的MnOOH的物质的量小于0.020mol,D错误。2.(2023·辽宁,11)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是()A.放电时负极质量减小B.储能过程中电能转变为化学能C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧D.充电总反应:Pb+SO42−+2Fe3+=PbSO4答案B解析放电时,负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上,负极质量增大,A错误;储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;放电时,右侧为正极,电解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;充电时,总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42−+2Fe3+3.(2023·新课标卷,10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2A.放电时V2O5为正极B.放电时Zn2+由负极向正极迁移C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2OD.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe-=xZn2++V2O5+nH2O答案C解析放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O,V2O5发生了还原反应,则放电时V2O5为正极,A正确;Zn为负极,放电时Zn失去电子变为Zn2+,阳离子向正极迁移,则放电时Zn2+由负极向正极迁移,B正确;电池在放电时的总反应为xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O,则在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O=xZn+V2O5+nH2O,C不正确;充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5,则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-=xZn2++V2O5+nH2O,D正确。4.(2023·全国乙卷,12)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:12S8+e-→12S82−,12S82−+e-→S42−,2Na++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动的方向是a→bC.放电时正极反应为2Na++x8S8+2e-→Na2SD.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能答案A解析充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,Na+由硫电极迁移至钠电极,A错误;放电时Na在a电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极,即电子在外电路的流向为a→b,B正确;将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③,由x4×①+x4×②+③可得正极的反应式为2Na++x8S8+2e-→Na2Sx,C5.(2024·新课标卷,12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时,下列叙述错误的是()A.电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C.消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a答案C解析该装置为原电池,a为正极,电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,b为负极,发生反应:Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O,在负极区,葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸:C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O;电池的总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7,A正确;CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸,自身被还原为Cu2O,Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;由反应2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知,1molC6H12O6参加反应时转移2mol电子,消耗18mg(0.1mmol)葡萄糖时,理论上a电极有0.2mmol电子流入,C错误;原电池中阳离子从负极向正极迁移,故Na+迁移方向为b→a,D正确。6.(2019·全国卷Ⅰ,12)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,示意图如下所示。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答案B解析相比现有工业合成氨,该方法选用酶作催化剂,条件温和,同时利用MV+和MV2+的相互转化,化学能转化为电能,故可提供电能,故A正确;左室为负极区,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+-e-=MV2+,放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+,故B错误;右室为正极区,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2++e-=MV+,放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+,故C正确;电池工作时,氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极移动,故D正确。7.(2024·河北,13)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg⁃CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3⁃丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍,同时改善了Mg2+的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是()A.放电时,电池总反应为2CO2+Mg=MgC2O4B.充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接C.充电时,电子由Mg电极流向阳极,Mg2+向阴极迁移D.放电时,每转移1mol电子,理论上可转化1molCO2答案C解析放电时CO2转化为MgC2O4,碳元素化合价由+4价降低为+3价,CO2发生还原反应,所以多孔碳纳米管电极为正极,电极反应式为Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4,Mg电极为负极,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,则放电时电池总反应为2CO2+Mg=MgC2O4,A正确;充电时,多孔碳纳米管电极上发生氧化反应,为阳极,与电源正极连接,B正确;充电时,Mg电极为阴极,电子从电源负极经外电路流向Mg电极,同时Mg2+向阴极移动,C错误;根据放电时的电极总反应2CO2+Mg=MgC2O4可知,每转移1mol电子,理论上可转化1molCO2,D正确。8.(2024·安徽,11)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn⁃TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是()A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键B.电池总反应为:I3−+ZnZn2++3IC.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn⁃TCPPD.放电时,消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol电子答案C解析由标注框内所示结构可知,其结构中存在碳碳单键、碳碳双键等多种共价键,还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键,A项正确;由图可知,该新型水系锌电池的负极是锌,正极是超分子材料,负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,则充电时,该电极为阴极,电极反应式为Zn2++2e-=Zn;正极电极反应式为I3−+2e-=3I-,则充电时,该电极为阳极,电极反应式为3I--2e-=I3−,则该电池总反应为I3−+ZnZn2++3I-,B项正确;充电时,阴极电极反应式为Zn2++2e-=Zn,被还原的Zn2+主要来自电解质溶液,C错误;放电时,负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,因此消耗0.65g(即0.01mol)Zn,理论上转移0.029.(2023·山东,11改编)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法不正确的是()A.甲室Cu电极为负极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应:Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响答案B解析向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室Cu电极溶解,变为铜离子与氨形成[Cu(NH3)4]2+,因此甲室Cu电极为负极,故A正确;原电池内电路中阳离子向正极移动,若隔膜为阳离子膜,电极溶解生成的铜离子要向右侧移动,通入氨水要消耗铜离子,显然左侧阳离子不断减小,明显不利于电池反应正向进行,故B错误;负极反应是Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+,正极反应是Cu2++2e-=Cu,则电池总反应为Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+,故C正确;NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2+,铜离子浓度降低,铜离子得电子能力减弱,因此将对电池电动势产生影响,故D正确。10.(2023·河北,13)我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时,电极材料转化为。下列说法错误的是()A.充电时,b电极上发生还原反应B.充电时,外电源的正极连接b电极C.放电时,①区溶液中的SO42−D.放电时,a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O答案B解析放电时,电极材料转化为,电极反应为-2ne-=+2nK+,是原电池的负极,阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区;二氧化锰得到电子变成锰离子,是原电池的正极,电极反应:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,阳离子减少,多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区,故③区为碱性溶液,b电极是电极,①区为酸性溶液,a电极是二氧化锰电极。充电时,b电极上得到电子,发生还原反应,A正确;充电时,外电源的正极连接a电极,电极失去电子,电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,B错误;放电时,①区溶液中多余的SO42−向②区迁移,C正确。题型突破练[分值:50分](选择题1~5题,每小题3分,6~12题,每小题5分,共50分)1.(2024·广东高三六校联考)1800年意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆,开创了电学发展的新时代。目前最先进电池之一的“比亚迪刀片电池”在结构上仍能看到伏打电堆的影子。下列说法不正确的是()A.放电过程中,电流从b极经过导线流向a极B.电池单元组越多电压越大C.食盐水中Cl-发生电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑D.放电过程中,Na+从Zn片移向Cu片答案C解析由图可知,该电池是原电池,锌比铜活泼,所以Zn作负极,Cu作正极,电流从正极b极经过导线流向负极a极;放电过程中,电流从b极经过导线流向a极,A正确;电池单元组越多,电势差越大,电压越大,B正确;Zn为活泼金属,失电子产生锌离子:Zn-2e-=Zn2+,C不正确;放电过程中,阳离子Na+从负极Zn片移向正极Cu片,D正确。2.(2024·广西高考联合模拟考试)利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水,同时电解含有苯酚、乙腈(CH3CN)的水溶液合成扑热息痛(),装置如图所示,其中a、b的电极材料为石墨。下列说法正确的是()A.溶液中的H+由甲室向乙室迁移B.工作一段时间后,甲室溶液pH下降C.乙室每产生1molN2,a电极理论上可产生H233.6L(标准状况下)D.丙室中发生反应的总化学方程式为答案D解析燃料电池甲通入空气为正极,发生得电子的还原反应,乙中铵根离子发生氧化反应生成氮气,为负极;b极为阳极,a极为阴极;原电池中阳离子由负极移向正极,即溶液中的H+由乙室向甲室迁移,A错误;甲室为燃料电池的正极区,电极反应:O2+4e-+4H+=2H2O,溶液pH增大,B错误;乙室每产生1molN2,转移6mol电子,根据得失电子守恒,可生成标准状况下3molH2,对应气体体积为67.2L,C错误。3.(2024·海南省部分学校高三模拟)利用一种电解质溶液浓度不同引起电势差的装置称为“浓差电池”,其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散。某浓差电池的模拟装置如图所示。已知:两电极银的质量均为300g。下列叙述正确的是()A.Ag(1)电极为负极,发生氧化反应B.NO3C.电池停止工作时两电极的质量差为432gD.电池放电时将化学能全部转化成电能答案C解析浓差电池通过改变电解质溶液浓度实现放电,当浓度相等时停止放电。阴离子交换膜只允许阴离子通过,所以只能通过电极反应改变电解质溶液浓度,左侧电解质溶液浓度减小,右侧电解质溶液浓度增大,Ag(1)极上析出Ag,Ag(2)极上银溶解,由此推知,Ag(1)为正极,Ag(2)为负极。为了维持电荷守恒,左侧电解质溶液中NO3−向右侧迁移,B错误;当两电极所在电解质溶液浓度相等时达到平衡,停止放电,停止放电时c(AgNO3)=3mol·L-1,即只转移2mol电子,负极:Ag-e-=Ag+,正极:Ag++e-=Ag,起始时,两电极的质量相等,停止放电时,正极增加2molAg(216g),负极减少2molAg(216g),两电极的质量差为432g,C4.(2024·河北省部分学校高三下学期适应性测试)某种钠电池的充电、放电过程的工作原理如图所示,下列说法正确的是()A.放电时,电子由碳纸电极移向钠箔电极B.放电时,碳纸电极上的反应式为O2+2e-=OC.充电时,碳纸电极应与电源负极连接D.充电时,NaOH溶液的物质的量浓度减小答案D解析该电池放电时,钠箔电极为负极,碳纸电极为正极,电子由钠箔电极移向碳纸电极,A错误;放电时,碳纸电极上的反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,B错误;充电时,钠箔电极为阴极,碳纸电极为阳极,因此碳纸电极应与电源正极连接,C错误;充电时,Na+移向钠箔电极,OH-移向碳纸电极并在碳纸电极上放电,NaOH溶液的物质的量浓度减小,D正确。5.(2024·石家庄第二中学高三下学期质检)我国科学家设计的一种三室电池既能净化污水,又能淡化海水,同时还可回收其中的能量,用葡萄糖溶液(足量,代替污水)、氯化钠溶液(足量,代替海水)和100mL1.1mol·L-1盐酸模拟工作原理如图,下列说法正确的是()A.外电路中的电流方向为电极A→电极BB.该电池的正极反应为O2+4e-+4H+=2H2OC.常温下,当电路中有0.1mol电子通过时,盐酸的pH=2D.离子交换膜A可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜,但不能与离子交换膜B相同答案B解析B极室通入氧气,氧气发生还原反应,则电极B是正极、电极A是负极,外电路中电子的流动方向为电极A→电极B,故A错误;电极B为正极,电解质溶液为盐酸,氧气得电子发生还原反应生成水,电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O,故B正确;电路中有0.1mol电子通过时,H+减少了0.1mol,生成的水的体积可忽略不计,所以c(H+)=0.1L×1.1mol·L−1−0.1mol0.1L=0.1mol·L-1,盐酸的pH=1,故C错误;电极B是正极、电极A是负极,为淡化海水,离子交换膜A6.(2024·贵州省部分学校高三联考)一种FeBr2⁃Br2双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。已知:①M、N均为多孔石墨烯电极;②起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含FeBr2。下列说法错误的是()A.X膜、Y膜均为阴离子交换膜B.充电过程中,Ⅱ室中的NaBr溶液和Ⅲ室中的Br2溶液浓度均逐渐增大C.放电过程的总反应为2FeBr2+Br2=2FeBr3D.放电时,Ⅲ室中1molBr2参加反应,此时Ⅰ室中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=1∶3,则起始Ⅰ室中含8molFeBr2答案B解析由图可知,放电时,M极亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁离子,为负极;N极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,为正极;充电时M为阴极、N为阳极;起始时Ⅰ室(含储液罐)中只含FeBr2,则在反应过程中,应该为溴离子通过X、Y膜使得各室中溶液呈电中性,故X膜、Y膜均为阴离子交换膜,A正确;充电过程中,阴极M极铁离子得到电子发生还原反应,阳极N极溴离子失去电子发生氧化反应,总反应为2Fe3++2Br-=2Fe2++Br2,溴离子由阴极向阳极迁移,则Ⅱ室中的NaBr溶液不变,Ⅲ室中的Br2溶液浓度逐渐增大,B错误;由分析可知,放电过程的总反应为亚铁离子、溴单质反应生成铁离子和溴离子:2FeBr2+Br2=2FeBr3,C正确;放电时,Ⅲ室中1molBr2参加反应,则转移2mol电子,M极反应为Fe2+-e-=Fe3+,生成2mol铁离子,此时Ⅰ室中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=1∶3,则亚铁离子为6mol,那么根据铁元素守恒可知,起始Ⅰ室中含2mol+6mol=8molFeBr2,D正确。7.(2024·福建龙岩高三质量检测)电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的,相关装置如图所示。下列说法正确的是()A.该电池可选用Li2SO4水溶液作离子导体B.放电时,电极B反应为CO2+4e-=C+2O2-C.充电时,Li+从电极A移向电极BD.放电时,电路中每通过1mol电子,正极区质量增加40g答案D解析放电时电极A为负极,电极材料为Li,会与水反应,因此该电池只可选用无水电解液,A错误;放电时,电极B为正极,电极反应为3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C,B错误;充电时,阳离子移向阴极,则Li+的移动方向是从电极B移向电极A,C错误;放电时,正极电极反应为3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C,增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量,当有4mol电子转移时,增加的质量为(3×44+4×7)g=160g,则电路中每通过1mol电子时,正极区质量增加40g,D正确。8.(2024·广东汕头市高三模拟)液流电池在储能领域发挥着重要作用。如图是碱性锌铁液流电池,其具有电压高、成本低的优点。已知该电池放电时正极发生反应:[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-,下列叙述正确的是()A.放电时,M处发生氧化反应,N为负极B.放电时,右侧贮液器中溶液浓度减小C.充电时,N极电极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-D.该离子交换膜为阴离子交换膜,当有65gZn发生反应时,有1molOH-通过答案C解析放电时,M极为正极,发生还原反应,N电极为负极,发生失去电子的氧化反应,A错误;放电时,右侧电极发生反应:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,贮液器中溶液浓度增大,B错误;充电时,右侧电极连接电源负极,作阴极,发生还原反应,电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,C正确;在放电时,M为正极,电极反应为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-,右侧N电极为负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,当有65gZn发生反应时,转移2mol电子,反应产生1mol[Zn(OH)4]2-,负电荷减少2mol,为维持电荷守恒,有2molOH-通过阴离子交换膜由左侧移向右侧的负极N极,D错误。9.(2024·安徽省皖江名校联盟高三模拟)新型Li⁃Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时,电极a发生氧化反应B.放电时,电极b反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4C.充电时,Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度不变D.充电时,电极a质量增加24g,电极b质量理论上减少7g答案D解析放电时,电极a是负极,反应式为Mg-2e-=Mg2+,发生氧化反应,电极b是正极,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,A、B正确;充电时,Ⅱ室生成的Li+和向Ⅰ室迁移的Li+数目相同,Li2SO4溶液的浓度不变,C正确;充电时,电极a质量增加24g,生成1molMg,转移2mole-,电极b理论上减少2molLi+,质量减少14g,D错误。10.(2024·济南高三模拟)我国科学家发现,利用如图装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质,已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H+和OH-。下列说法错误的是()A.电极电势:M<NB.M极电极反应式为B2H6+14OH--12e-=2BO2−C.工作一段时间后,装置中需要定期补充H2SO4和NaOHD.制取0.2mol邻苯二酚类物质时,理论上有0.8molOH-透过膜a答案C解析该装置为原电池装置。M电极作负极,B2H6在该极失电子发生氧化反应,电极反应式为B2H6+14OH--12e-=2BO2−+10H2O;N电极作正极,该极上邻苯二醌类物质得电子转化为邻苯二酚类物质。双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,氢离子通过膜b移向正极N,膜b为阳离子交换膜,氢氧根离子通过膜a移向负极M,膜a为阴离子交换膜,据此分析解答。M电极为负极,N电极为正极,电流从正极流向负极,从高电势流向低电势,因此电势:M<N,故A正
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