微專題34微專題34新型高能化學(xué)電源1．（2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移B．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC．放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能【答案】A【解析】A．充電時(shí)為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時(shí)，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結(jié)合得到Na2Sx，電子在外電路的流向?yàn)閍→b，B正確；C．由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時(shí)正極的反應(yīng)式為2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正確；D．炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；故答案選A。2．（2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）一種以和為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時(shí)，可插入層間形成。下列說法錯(cuò)誤的是

A．放電時(shí)為正極B．放電時(shí)由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：D．充電陽極反應(yīng)：【答案】C【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、為正極，電池的總反應(yīng)為。A．由題信息可知，放電時(shí)，可插入層間形成，發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時(shí)為正極，A說法正確；B．Zn為負(fù)極，放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)?，陽離子向正極遷移，則放電時(shí)由負(fù)極向正極遷移，B說法正確；C．電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為，則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為，C說法不正確；D．充電陽極上被氧化為，則陽極的電極反應(yīng)為，D說法正確；綜上所述，本題選C。1．電極反應(yīng)式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫)2．突破二次電池的四個(gè)角度1．新型可充電電池(1)可充電電池有充電和放電兩個(gè)過程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。(2)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽極反應(yīng)互為逆反應(yīng)。將負(fù)(正)極反應(yīng)式變換方向并將電子移項(xiàng)即可得出陰(陽)極反應(yīng)式。(3)充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷分析電池工作過程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，要結(jié)合電池總反應(yīng)進(jìn)行分析。①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。②再判斷出正、負(fù)極或陰、陽極。放電：陽離子→正極，陰離子→負(fù)極；充電：陽離子→陰極，陰離子→陽極；總之：陽離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。2．燃料電池中電極反應(yīng)式的書寫第一步：寫出電池總反應(yīng)式燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。如甲烷燃料電池(電解質(zhì)為NaOH溶液)的反應(yīng)式為CH4＋2O2=CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O。第二步：寫出電池的正極反應(yīng)式根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)式有所不同，大致有以下四種情況：(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－=2O2－。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出負(fù)極反應(yīng)式電池反應(yīng)的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式。因?yàn)镺2不是負(fù)極反應(yīng)物，因此兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)要徹底消除O2。3．氫氧燃料電池在四種常見介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)負(fù)極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2－2e－=2H＋酸作介質(zhì),H2－2e－＋2OH－=2H2O堿作介質(zhì),H2－2e－＋O2－=H2O熔融金屬氧化物作介質(zhì),H2－2e－＋CO\o\al(2－,3)=H2O＋CO2熔融碳酸鹽,作介質(zhì)))正極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2＋4e－＋4H＋=2H2O酸作介質(zhì),O2＋4e－＋2H2O=4OH－堿作介質(zhì),O2＋4e－=2O2－熔融金屬氧化物作介質(zhì),O2＋4e－＋2CO2=2CO\o\al(2－,3)熔融碳酸鹽作介質(zhì)))1．（2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)【答案】C【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)（Li++e-=Li+）和陽極反應(yīng)（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極。A．光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；答案選C。2．（2022·全國(guó)·高考真題）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O【答案】A【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動(dòng)或Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，Ⅲ區(qū)消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ區(qū)的SO向Ⅲ區(qū)移動(dòng)或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動(dòng)。A．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，B正確；C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正確；故答案選A。1．寫出不同環(huán)境下的甲烷燃料電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。(1)酸性介質(zhì)(如H2SO4)負(fù)極：_____________________________________________________________；正極：_______________________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________________。(2)堿性介質(zhì)(如KOH)負(fù)極：__________________________________________________________________；正極：__________________________________________________________________；總反應(yīng)式：______________________________________________________________。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)負(fù)極：_________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________；總反應(yīng)式：______________________________________________________________。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下負(fù)極：___________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________________。【答案】：(1)負(fù)極：CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋正極：2O2＋8e－＋8H＋=4H2O總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O(2)負(fù)極：CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O正極：2O2＋8e－＋4H2O=8OH－總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O(3)負(fù)極：CH4－8e－＋4O2－=CO2＋2H2O正極：2O2＋8e－=4O2－總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O(4)負(fù)極：CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O正極：2O2＋8e－＋4CO2=4COeq\o\al(2－,3)總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O2．Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2↑。請(qǐng)回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為，發(fā)生的電極反應(yīng)為 。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為。【答案】(1)鋰4Li－4e－=4Li＋(2)2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2↑【解析】分析反應(yīng)的化合價(jià)變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCl2得電子，被還原，為氧化劑。(1)負(fù)極材料為L(zhǎng)i(還原劑)，4Li－4e－=4Li＋。(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2↑。3．Mg－AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl＋Mg=Mg2＋＋2Ag＋2Cl－試書寫該電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)式?！敬鸢浮控?fù)極：Mg－2e－=Mg2＋正極：2AgCl＋2e－=2Ag＋2Cl－4．鋁－空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3；負(fù)極：；正極：?！敬鸢浮?Al－12e－=4Al3＋3O2＋6H2O＋12e－=12OH－5．（2022·湖南·高考真題）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池【答案】B【解析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2O═2LiOH+H2↑，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同時(shí)氧氣也可以在N極得電子，電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。A．海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；B．由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，故B錯(cuò)誤；C．Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；答案選B。6．（2022·廣東·高考真題）科學(xué)家基于易溶于的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：。下列說法正確的是A．充電時(shí)電極b是陰極B．放電時(shí)溶液的減小C．放電時(shí)溶液的濃度增大D．每生成，電極a質(zhì)量理論上增加【答案】C【解析】A．由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為，正極反應(yīng)為，反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大，故C正確；D．充電時(shí)陽極反應(yīng)為，陰極反應(yīng)為，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/mol2mol=46g，故D錯(cuò)誤；答案選C。7．（2023·江蘇揚(yáng)州·揚(yáng)州中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）一種新型AC/LiMn2O4電池體系，在快速啟動(dòng)、電動(dòng)車等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。其采用尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4作正極(可由Li2CO3和MnO2按物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)合成)，高比表面積活性炭AC(石墨顆粒組成)作負(fù)極。充電、放電的過程如圖所示：下列說法正確的是A．合成LiMn2O4的過程中可能有H2產(chǎn)生B．放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為：LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+C．充電時(shí)AC極應(yīng)與電源負(fù)極相連D．可以用Li2SO4水溶液做電解液【答案】C【解析】A．和按物質(zhì)的量比反應(yīng)合成，Mn元素化合價(jià)降低，根據(jù)得失電子守恒，氧元素化合價(jià)升高，可能有產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，鋰離子向正極移動(dòng)，正極的得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)AC作負(fù)極，則充電時(shí)AC極應(yīng)與電源負(fù)極相連，故C正確；D．鋰會(huì)和水反應(yīng)，該電池體系應(yīng)該采用有機(jī)溶劑，故D錯(cuò)誤；故選C。8．（2023春·廣東揭陽·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）一款電催化劑葡萄糖/燃料電池裝置如圖所示，下列說法正確的是A．b為燃料電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極a放電后，附近溶液pH值減小C．電極b的電極反應(yīng)式為D．該燃料電池消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，理論上可轉(zhuǎn)化葡萄糖120g【答案】D【解析】A．根據(jù)反應(yīng)生成，可知電極a發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電極b為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．電極a的電極反應(yīng)式為，pH值增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．電極b的電極反應(yīng)式為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知消耗理論上可轉(zhuǎn)化葡萄糖，質(zhì)量為120g，選項(xiàng)D正確；答案選D。9．（2023·福建泉州·泉州五中?？家荒＃┮环N新型的鋰—空氣二次電池的工作原理如圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是A．電路中有2mol電子通過時(shí)，水性電解液的質(zhì)量增加16gB．催化劑可以吸附氧氣，促進(jìn)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)C．電池充電時(shí)，電子從電源負(fù)極流向鋰電極，鋰電極作陰極D．固體電解質(zhì)既可以傳遞離子又可以起到隔膜的作用【答案】A【解析】在鋰—空氣二次電池中，活潑金屬鋰是負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，負(fù)極鋰失去電子形成Li+離子進(jìn)入溶液，并通過交換膜到達(dá)正極一邊，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，1molO2得到4mol電子。A．電路中有2mol電子通過時(shí)，水性電解液正極一邊有0.5molO216g進(jìn)入水性電解液，同時(shí)負(fù)極產(chǎn)生的2molLi+也會(huì)通過交換膜進(jìn)入正極，增加的質(zhì)量是氧氣和鋰離子的質(zhì)量，不是16g，故A錯(cuò)誤；B．催化劑可以吸附氧氣，促進(jìn)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．在二次電池充電時(shí)，二次電池的負(fù)極接外加電源的負(fù)極做陰極，鋰電極做陰極，故C正確；D．固體電解質(zhì)既可以傳遞Li+離子又可以起到隔膜的作用，故D正確；答案選A。10．（2023春·河北滄州·高三泊頭市第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是

A．a(chǎn)極為負(fù)極，可選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨B．b極的電極反應(yīng)式為C．在b極涂覆的催化劑有利于氧氣的還原D．該電池在任何溫度下均可發(fā)電【答案】D【解析】由電子的移動(dòng)方向可知，電極a為微生物電池的負(fù)極，M—離子在負(fù)極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成M+離子，微生物作用下放電生成的M+離子與有機(jī)物生成二氧化碳和水，同時(shí)微生物作用下有機(jī)物也在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，則負(fù)極應(yīng)選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨可選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨；電極b為正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水。A．由分析可知，電極a為微生物電池的負(fù)極，負(fù)極應(yīng)選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨可選擇導(dǎo)電性高、易于附著微生物的石墨，有利于微生物作用下有機(jī)物也在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，故A正確；B．由分析可知，電極b為正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．在b極涂覆催化劑的目的是加快酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水的反應(yīng)速率，故C正確；D．微生物的主要成分是蛋白質(zhì)，若溫度過高，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性，降低微生物的催化能力，不利于原電池的工作，故D錯(cuò)誤；故選D。1．（2023·陜西西安·統(tǒng)考一模）高電壓水系鋅—有機(jī)混合液流電池的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是

A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)B．充電時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移2mole-，中性電解質(zhì)NaCl的物質(zhì)的量增多2molC．放電時(shí)，1molFQ轉(zhuǎn)化為FQH2轉(zhuǎn)移2mol電子D．充電時(shí)，m接外接電源的負(fù)極，n接外接電源的正極【答案】B【解析】高電壓水系鋅-有機(jī)混合液流電池工作原理為：放電時(shí)為原電池，金屬Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Zn2+，為負(fù)極，則FQ所在電極為正極，正極反應(yīng)式為2FQ+2e-+2H+═FQH2，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；充電時(shí)電解池，原電池的正負(fù)極連接電源的正負(fù)極，陰陽極的電極反應(yīng)與原電池的負(fù)正極的反應(yīng)式相反，電解質(zhì)中陽離子移向陰極、陰離子移向陽極，因此充電時(shí)，m接外接電源的負(fù)極，n接外接電源的正極。A．放電時(shí)為原電池，金屬Zn為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為，選項(xiàng)A正確；B．充電時(shí)裝置為電解池，電解質(zhì)中陽離子移向陰極、陰離子移向陽極，NaCl溶液中的鈉離子和氯離子分別發(fā)生定向移動(dòng)，即電解質(zhì)NaCl的濃度減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)電解池，陽極反應(yīng)為FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+，則1molFQH2轉(zhuǎn)化為FQ時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)上述分析可知，充電時(shí)，m接外接電源的負(fù)極，n接外接電源的正極，選項(xiàng)D正確；故答案選B。2．（2023·四川·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某企業(yè)研發(fā)的鈉離子電池“超鈉F1”于2023年3月正式上市、量產(chǎn)。鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢(shì)而逐漸取代鋰離子電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負(fù)極材料為NaxCy(嵌鈉硬碳)，正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6](普魯士白)。在充、放電過程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。

下列說法不正確的是A．由于未使用稀缺的鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池的生產(chǎn)成本比鋰離子電池的低B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+C．放電時(shí)，Na+移向電勢(shì)較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極的質(zhì)量減少23g【答案】C【解析】A．鋰比鈉稀缺，鈉離電池生產(chǎn)成本低，A正確；B．負(fù)極材料為嵌鈉硬碳，相當(dāng)于Na原子嵌在碳中，則NaxCy中的Na為0價(jià)，放電時(shí)為負(fù)極，Na失去電子，電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+，B正確；C．正極電勢(shì)比負(fù)極高，Na+移向正極但不是Na+得電子，C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)陽極失去電子釋放出Na+，每轉(zhuǎn)移1mol電子，釋放1molNa+，Na+在陰極得電子變成NaxCy，所以陽極減少的質(zhì)量就是1molNa+的質(zhì)量即23g，D正確；故選C。3．（2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）直接燃料電池是一種新型化學(xué)電源，其工作原理如圖所示。電池放電時(shí)，下列說法不正確的是

A．電池工作時(shí)，電極I電勢(shì)低B．電極Ⅱ的反應(yīng)式為：C．電池總反應(yīng)為：D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，通過陽離子交換膜的為3.9g【答案】C【解析】電池工作時(shí)，電勢(shì)低的是負(fù)極，電子從負(fù)極流向正極，故電極I為負(fù)極，電極Ⅱ?yàn)檎龢O，負(fù)極：H2O2-2e-+2OH-=O2+2H2O，正極:。A．電池工作時(shí)，電勢(shì)低的是負(fù)極，電子從負(fù)極流向正極，故電極I電勢(shì)低，A正確；B．電極Ⅱ?yàn)檎龢O，電極反應(yīng)式為：，B正確；C．該電池放電過程中，負(fù)極區(qū)的OH-來自KOH，正極區(qū)的來自H2SO4，K+通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)與硫酸根結(jié)合生成K2SO4，因此電池總反應(yīng)為：，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，通過陽離子交換膜的為0.1mol，即3.9g，D正確；故選C。4．（2023·廣西·統(tǒng)考三模）高效儲(chǔ)能電池——鋰硫電池具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)，已經(jīng)用于某些飛機(jī)，其原電池模型以及充、放電過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是

A．放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．碳添加劑是為了增強(qiáng)電極的導(dǎo)電性C．充電時(shí)，陽極的總的電極反應(yīng)式是8Li2S－16e－=S8+16Li+D．放電時(shí)，1molLi2S8轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2S6得到2mol電子【答案】D【解析】A．放電時(shí)，該電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；B．碳有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，因此碳添加劑是為了增強(qiáng)電極的導(dǎo)電性，故B正確；C．充電時(shí)，陽極Li2S中?2價(jià)硫變?yōu)?價(jià)S8，其總的電極反應(yīng)式是8Li2S－16e－=S8+16Li+，故C正確；D．放電時(shí)，3Li2S8+2e－+2Li+=4Li2S6，則3molLi2S8轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2S6得到2mol電子，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為D。5．（2023秋·內(nèi)蒙古赤峰·高三校聯(lián)考期末）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰——海水電池構(gòu)造示意圖(圖1)，一種鎂——海水電池裝置示意圖(如圖2)。下列說法錯(cuò)誤的是

A．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能B．N極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4e－+2H2O=4OH－C．X為正極，可用銅、石墨等做電極材料D．如圖2外電路中每通過2mol電子，溶液中2molH+由陽離子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移【答案】D【解析】A．根據(jù)圖中信息得到玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能，故A正確；B．根據(jù)鋰?海水電池構(gòu)造，M極為L(zhǎng)i電極，作負(fù)極，N極為正極，則N極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4e－+2H2O=4OH－，故B正確；C．根據(jù)圖2分析Mg為負(fù)極，X極為正極，可用銅、石墨等做電極材料，故C正確；D．如圖2外電路中每通過2mol電子，根據(jù)“同性相吸”，則溶液中1molMg2+由陽離子交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為D。6．（2023·江西·校聯(lián)考二模）水系可充電電池因其成本低、高離子電導(dǎo)率、高安全性和環(huán)境友好性等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。一種新型無隔膜Zn/MnO2液流電池的工作原理如圖所示。電池以鋅箔、石墨氈為集流體，ZnSO4和MnSO4的混合液作電解質(zhì)溶液，下列敘述正確的是

A．過程Ⅱ?yàn)榉烹娺^程，石墨氈電極的電極反應(yīng)為MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2OB．放電時(shí)，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移2mole-時(shí)，兩電極質(zhì)量變化的差值為22gC．過程I為鋅沉積過程，B連電源的正極，電極附近pH增大D．將電解質(zhì)溶液換成強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性溶液都可延長(zhǎng)電池的使用壽命【答案】B【解析】A．過程Ⅱ?yàn)榉烹娺^程，石墨氈電極為原電池的正極，得電子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+，轉(zhuǎn)移2mol電子，質(zhì)量減少65g；正極發(fā)生反應(yīng)MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O，轉(zhuǎn)移2mol電子，質(zhì)量減少87g，故轉(zhuǎn)移2mol電子，兩極質(zhì)量變化的差值為22g，選項(xiàng)B正確；C．鋅沉積過程發(fā)生Zn2+轉(zhuǎn)化為Zn的還原反應(yīng)，A極連電源的負(fù)極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．將電解質(zhì)溶液換成強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性溶液均容易與鋅直接反應(yīng)放熱，電池的使用壽命降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選B。7．（2023·山東德州·統(tǒng)考三模）我國(guó)科學(xué)家研究出一種新型水系電池，其結(jié)構(gòu)如下圖，該電池既能實(shí)現(xiàn)乙炔加氫又能提供電能，下列說法正確的是A．通過陰離子交換膜向a電極移動(dòng)B．左側(cè)極室中減小C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為D．每轉(zhuǎn)移，右側(cè)極室中溶液質(zhì)量增大34g【答案】C【解析】A．b中鋅化合價(jià)升高變?yōu)檠趸\，則b為負(fù)極，根據(jù)“同性相吸”，則通過陰離子交換膜向b電極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．左側(cè)極室中a極的電極反應(yīng)式為，若有2mol電子轉(zhuǎn)移，從a室遷移到b室的氫氧根為2mol，反應(yīng)生成的氫氧根為2mol，a室內(nèi)氫氧根數(shù)目不變，但溶液體積減小，因此增大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)前面分析右邊為負(fù)極，左邊為正極，則a極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故C正確；D．每轉(zhuǎn)移，有2mol氫氧根移動(dòng)到右側(cè)極室，根據(jù)，則右側(cè)極室中溶液質(zhì)量增大為1mol水的質(zhì)量即18g，故D錯(cuò)誤；綜上所述，答案為C。8．（2023·廣東·汕頭市澄海中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）鋅鐵液流電池由于安全、穩(wěn)定、電解液成本低等優(yōu)點(diǎn)成為電化學(xué)儲(chǔ)能熱點(diǎn)技術(shù)之一、如圖為以和作為電極氧化還原電對(duì)的堿性鋅鐵液流電池放電時(shí)工作原理示意圖。已知：聚苯并咪唑()膜允許離子通過。下列說法錯(cuò)誤的是A．含有配位鍵，電池放電總反應(yīng)為B．放電過程中，左側(cè)池中溶液逐漸減小C．充電過程中，陰極的電極反應(yīng)為D．充電過程中，當(dāng)通過膜時(shí)，導(dǎo)線中通過【答案】D【解析】由圖可知，Zn失去電子生成，則Zn極為負(fù)極，電極方程式為：，惰性電極為正極，得到電子生成，電極方程式為：+e-=。A．含有配位鍵，Zn是活潑電極，放電過程中Zn是負(fù)極，Zn失去電子生成，電極方程式為：Zn-2e-+4OH-=；惰性電極為正極，得到電子生成，電極方程式為：+e-=；則放電過程中，總反應(yīng)為，故A正確；B．放電過程中，左側(cè)惰性電極為正極，右側(cè)Zn是負(fù)極。負(fù)極電極方程式為：Zn-2e-+4OH-=，該過程需要的OH-由左側(cè)池經(jīng)過聚苯并咪唑()膜進(jìn)入右側(cè)池，左側(cè)池中溶液逐漸減小，故B正確；C．充電過程中，Zn是陰極，電極方程式為：+2e-=Zn+4OH-，故C正確；D．充電過程中，Zn是陰極，電極方程式為：+2e-=Zn+4OH-，該過程生成的OH-一半進(jìn)入左側(cè)池，當(dāng)通過膜時(shí)，導(dǎo)線中通過，故D錯(cuò)誤；故選D。9．（2023·浙江·校聯(lián)考三模）光催化鈉離子二次電池的應(yīng)用研究取得重大進(jìn)展，該電池工作原理如下圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是

A．充電時(shí)，電子從光催化電極流出通過導(dǎo)線流向石墨電極B．放電時(shí)，每消耗1mol，離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少46gC．充電時(shí)，通過離子交換膜進(jìn)入右室D．放電時(shí)，石墨電極的電極反應(yīng)式為【答案】B【解析】由圖可知，放電時(shí)，石墨電極為負(fù)極，S2-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成在負(fù)極，電極反應(yīng)式為4S2—-6e—=，光催化電極為正極，離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碘離子，電極反應(yīng)式為+2e—=3I—，為維持電荷守恒，左側(cè)鈉離子透過陽離子離子交換膜移向右側(cè)；充電時(shí)，與直流電源負(fù)極相連的石墨電極為陰極，光催化電極為陽極。A．由分析可知，充電時(shí)，與直流電源負(fù)極相連的石墨電極為陰極，光催化電極為陽極，則電子從光催化電極流出，通過導(dǎo)線流向石墨電極，故A正確；B．由分析可知，放電時(shí)，石墨電極為負(fù)極，光催化電極為正極，為維持電荷守恒，左側(cè)鈉離子透過離子交換膜移向右側(cè)，每消耗1