熱點(diǎn)提升(六)形式各異的新型化學(xué)電池1.科學(xué)家開發(fā)了基于MoS2/Pd壓電催化和能帶彎曲的力場輔助超聲波激活Li-O2電池，電池反應(yīng)為2Li＋O2=Li2O2，電池示意圖如圖所示。下列敘述正確的是()A．MoS2/Pd電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．金屬Li在O2中燃燒可生成Li2O2C．鋰電極的電極反應(yīng)式為2Li－2e－=Lieq\o\al(\s\up1(2＋),\s\do1(2))D．2.24LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子解析：選D。MoS2/Pd為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Li在O2中燃燒只生成Li2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰電極的電極反應(yīng)式為Li－e－=Li＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由正極的反應(yīng)O2＋2e－=Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))，可知當(dāng)2.24L即0.1molO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，D項(xiàng)正確。2.(2023·海南高考)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是()A．b電極為電池正極B．電池工作時(shí)，海水中的Na＋向a電極移動C．電池工作時(shí)，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性D．每消耗1kgAl，電池最多向外提供37mol電子的電量解析：選A。電池工作時(shí)，陽離子向正極移動，故海水中的Na＋向b電極移動，B錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，a電極反應(yīng)為鋁失去電子生成鋁離子：Al－3e－=Al3＋，鋁離子水解使緊鄰a電極區(qū)域的海水呈酸性，C錯(cuò)誤；每消耗1kgAl(為eq\f(1000,27)mol)，電池最多向外提供eq\f(1000,27)mol×3＝eq\f(1000,9)mol電子的電量，D錯(cuò)誤。3．(2025·遼寧沈陽二模)利用光電催化脫除SO2與制備H2O2相耦合，高效協(xié)同轉(zhuǎn)化過程如圖所示。(BPM可將水解離為H＋和OH－，向兩極移動)已知：①2H2O(l)＋O2(g)=2H2O2(aq)ΔGθ＝＋233.6kJ/mol②2OH－(aq)＋SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋H2O(l)ΔGθ＝－374.4kJ/mol下列分析中正確的是()A．α-Fe2O3是負(fù)極，電勢更高B.正極區(qū)每消耗22.4L氧氣，轉(zhuǎn)移2mole－C．當(dāng)生成0.1molH2O2時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液增加6.4gD．總反應(yīng)為SO2(g)＋O2(g)＋2OH－(aq)=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋H2O2(aq)，該過程為自發(fā)過程解析：選D。由圖示信息可知α-Fe2O3上二氧化硫失電子生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，α-Fe2O3為負(fù)極，負(fù)極電勢低于正極電勢，故A錯(cuò)誤；氣體未指明在標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能根據(jù)氣體體積確定氣體的物質(zhì)的量，故B錯(cuò)誤；正極反應(yīng)：2H＋＋O2＋2e－=H2O2，生成0.1molH2O2時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，結(jié)合負(fù)極反應(yīng)：4OH－＋SO2－2e－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2O，轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，負(fù)極吸收0.1mol二氧化硫和0.4molOH－，負(fù)極區(qū)增加13.2g，故C錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律可知，總反應(yīng)可由eq\f(1,2)①＋②得到，總反應(yīng)的ΔGθ＝eq\f(1,2)ΔGθ(①)＋ΔGθ(②)＝eq\f(＋233.6kJ/mol,2)＋(－374.4kJ/mol)＝－257.6kJ/mol，ΔGθ<0，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，故D正確。4．LiPON薄膜鋰離子電池是目前研究最廣泛的全固態(tài)薄膜鋰離子電池。如圖為其工作示意圖，LiPON薄膜只允許Li＋通過，電池反應(yīng)為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Si＋LiCoO2。下列有關(guān)說法正確的是()A．LiPON薄膜在充放電過程中質(zhì)量發(fā)生變化B．導(dǎo)電介質(zhì)c可為Li2SO4溶液C．放電時(shí)b極為正極，發(fā)生反應(yīng)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D．充電時(shí)，當(dāng)外電路通過0.2mol電子時(shí)，非晶硅薄膜上質(zhì)量減少1.4g解析：選C。LiPON薄膜在充放電過程中僅僅起到鹽橋的作用，并未參與電極反應(yīng)，故其質(zhì)量不發(fā)生變化，A錯(cuò)誤；由于2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，故導(dǎo)電介質(zhì)c中不能有水，則不可為Li2SO4溶液，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，電極a為陰極，電極反應(yīng)式為xLi＋＋xe－＋Si=LixSi，則當(dāng)外電路通過0.2mol電子時(shí)，非晶硅薄膜上質(zhì)量增重0.2mol×7g·mol－1＝1.4g，D錯(cuò)誤。5.(2025·安徽宣城二模)甲酸燃料電池工作原理如下圖所示，已知該半透膜只允許K＋通過。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．物質(zhì)A是H2SO4B．K＋經(jīng)過半透膜自a極向b極遷移C．a(chǎn)極電極半反應(yīng)為：HCOO－＋2e－＋2OH－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2OD．Fe3＋可以看作是該反應(yīng)的催化劑，可以循環(huán)利用解析：選C。鐵的兩種離子存在環(huán)境為酸性，且生成物為K2SO4，故物質(zhì)A為H2SO4，A正確；陽離子K＋由負(fù)極流向正極，B正確；a極電極發(fā)生氧化反應(yīng)，半反應(yīng)為：HCOO－＋2OH－－2e－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2O，C錯(cuò)誤；Fe3＋與Fe2＋可以進(jìn)行循環(huán)，F(xiàn)e3＋可看作是該反應(yīng)的催化劑，D正確。6．利用某新型微生物電池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A．X電極是負(fù)極B．Y電極上的反應(yīng)式：Cmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))eq\s\do7(n)－4me－=mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋C．H＋由左向右移動D．有1molCO2生成時(shí)，消耗1molMnO2解析：選B。根據(jù)裝置圖，X電極上MnO2轉(zhuǎn)化成Mn2＋，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，X電極作正極，A錯(cuò)誤；Y電極為負(fù)極，Cm(H2O)n中C的平均化合價(jià)由0價(jià)升高為＋4價(jià)，電極反應(yīng)式為Cm(H2O)n－4me－=mCO2