第一、二節(jié)提升課第1課時(shí)新型化學(xué)電源工作原理的分析[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.掌握二次電池充放電過程的分析思路。2.了解常見新型化學(xué)電源的種類。一、二次電池的充放電原理1.(2023·遼寧，11)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B.儲(chǔ)能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時(shí)右側(cè)H+通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng)：Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4答案B解析放電時(shí)，負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯(cuò)誤；儲(chǔ)能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時(shí)，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動(dòng)，左側(cè)的H+通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42-+2Fe3+，2.(2024·全國甲卷，12)科學(xué)家使用δ?MnO2研制了一種MnO2?Zn可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時(shí)間后，MnO2電極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是()A.充電時(shí)，Zn2+向陽極方向遷移B.充電時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn+2MnO2=ZnMn2O4C.放電時(shí)，正極反應(yīng)有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-D.放電時(shí)，Zn電極質(zhì)量減少0.65g，MnO2電極生成了0.020molMnOOH答案C解析充電時(shí)該裝置為電解池，電解池中陽離子向陰極遷移，即Zn2+向陰極方向遷移，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，Zn電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+，則充電時(shí)陰極反應(yīng)為Zn2++2e-=Zn，即充電時(shí)Zn元素化合價(jià)應(yīng)降低，B錯(cuò)誤；放電時(shí)，MnO2電極為正極，正極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2O4，則正極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)為MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，C正確；放電時(shí)，Zn電極質(zhì)量減少0.65g(物質(zhì)的量為0.010mol)，電路中轉(zhuǎn)移0.020mol電子，由正極的主要反應(yīng)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-可知，若正極上只有MnOOH生成，則生成MnOOH的物質(zhì)的量為0.020mol，但正極上還有少量ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物質(zhì)的量小于0.020mol，D錯(cuò)誤。二次電池題目的解答思路二、常考新型化學(xué)電源類型一濃差電池1.某化學(xué)興趣小組將兩個(gè)完全相同的銅片分別放入體積相同、濃度不同的CuSO4溶液中形成濃差電池(如圖所示)，當(dāng)兩極附近電解質(zhì)溶液濃度相等時(shí)停止放電。下列說法正確的是()A.Cu(2)極發(fā)生還原反應(yīng)B.Cu(1)極附近Cu2+通過膜1向右遷移C.放電過程中，兩膜之間的c(CuSO4)理論上保持不變D.當(dāng)Cu(2)極附近c(diǎn)(CuSO4)變?yōu)?mol·L-1時(shí)，該電池停止放電答案C解析Cu(1)極附近硫酸銅溶液濃度大于Cu(2)極，故Cu(1)極的電解質(zhì)溶液濃度降低，即Cu(1)極為正極，Cu(2)極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu(1)極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，為了維持電荷平衡，SO42-通過膜1向右遷移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；理論上兩膜之間的硫酸銅溶液濃度保持不變，C項(xiàng)正確；理論上正、負(fù)兩極硫酸銅溶液濃度均為0.55mol·L-1時(shí)，該電池停止放電，2.(2024·山東泰安期中)如圖是“海水—河水”濃差電池裝置示意圖(不考慮溶解氧的影響)，其中a、b均為Ag/AgCl復(fù)合電極，b的電極反應(yīng)式為AgCl+e-=Ag+Cl-。下列說法正確的是()A.a的電極反應(yīng)式為Ag-e-=Ag+B.內(nèi)電路中，Na+由b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.工作一段時(shí)間后，兩極NaCl溶液的濃度差增大D.電路中轉(zhuǎn)移1mole-時(shí)，理論上a極區(qū)模擬海水的質(zhì)量減少58.5g答案D解析a為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Ag-e-+Cl-=AgCl↓，A錯(cuò)誤；b為原電池的正極，Na+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移，工作一段時(shí)間后，模擬海水區(qū)NaCl溶液的濃度減小，模擬河水區(qū)NaCl溶液的濃度增大，兩極NaCl溶液的濃度差減小，B、C錯(cuò)誤；電路中轉(zhuǎn)移1mole-時(shí)，負(fù)極區(qū)有1molCl-與Ag+結(jié)合生成AgCl，同時(shí)有1molNa+透過陽離子交換膜移入模擬河水區(qū)，理論上a極區(qū)模擬海水的質(zhì)量減少58.5g，D正確。類型二電催化劑(電子傳遞體)電池3.(2019·全國卷Ⅰ，12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+=2H++2MV+C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)答案B解析由題圖知，電池總反應(yīng)是3H2+N2=2NH3。該合成氨反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，并形成原電池產(chǎn)生電能，反應(yīng)不需要高溫、高壓，A項(xiàng)正確；觀察題圖知，左邊電極發(fā)生氧化反應(yīng)MV+-e-=MV2+，為負(fù)極，不是陰極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3，C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，H+通過交換膜，由左側(cè)(負(fù)極區(qū))向右側(cè)(正極區(qū))遷移，D項(xiàng)正確。4.AIST報(bào)告研制了一種“高容量、低成本”鋰?銅空氣燃料電池，該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過程為2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，如圖所示。下列說法不正確的是()A.放電時(shí)，Li+透過固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-C.通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD.整個(gè)反應(yīng)過程中，銅相當(dāng)于催化劑答案B解析由題圖和放電時(shí)總反應(yīng)可知，放電時(shí)Li為負(fù)極，Cu為正極，陽離子向正極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，負(fù)極Li失電子轉(zhuǎn)化成Li+，B項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合題圖可知，通入空氣時(shí)，銅被腐蝕，生成Cu2O，C項(xiàng)正確；銅被腐蝕生成Cu2O，放電時(shí)Cu2O又被還原成Cu，所以整個(gè)反應(yīng)過程中Cu相當(dāng)于催化劑，D項(xiàng)正確。類型三太陽能轉(zhuǎn)化電池5.(2022·全國乙卷，12)Li?O2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Li?O2電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+)，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li)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)為Li2O2=2Li+O2B.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)：O2+2Li++2e-=Li2O2答案C解析充電時(shí)為電解池，由題目信息知，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)(Li++e-=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)，則充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，因此，充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，A、B正確；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；放電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，則正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確。6.(2024·貴州，11)一種太陽能驅(qū)動(dòng)環(huán)境處理的自循環(huán)光催化芬頓系統(tǒng)工作原理如圖。光陽極發(fā)生反應(yīng)：HCO3-+H2O=HCO4-+2H++2e-，HCO4-+H2O=HCO3-+H2O2。體系中H2O2與Mn下列說法錯(cuò)誤的是()A.該芬頓系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化形式為太陽能→電能→化學(xué)能B.陰極反應(yīng)式為O2+2H++2e-=H2O2C.光陽極每消耗1molH2O，體系中生成2molH2O2D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循環(huán)反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性和還原性答案C解析該裝置利用光能提供能量轉(zhuǎn)化為電能，在電解池中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A正確；由圖可知，陰極上O2得電子和H+反應(yīng)生成H2O2，電極反應(yīng)式為O2+2H++2e-=H2O2，B正確；由Mn(Ⅳ)和H2O2轉(zhuǎn)化為Mn(Ⅱ)過程中，錳元素化合價(jià)降低，則H2O2表現(xiàn)還原性，由Mn(Ⅱ)轉(zhuǎn)化為Mn(Ⅳ)時(shí)，錳元素化合價(jià)升高，則H2O2表現(xiàn)氧化性，D正確。類型四液流儲(chǔ)能電池7.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Zn(OH)42-/Zn和Fe(CN)63-/Fe(CN)64-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(下列說法錯(cuò)誤的是()A.Fe(CN)63-含有配位鍵，電池放電總反應(yīng)為2Fe(CN)63-+Zn+4OH-=Zn(OH)B.放電過程中，左側(cè)池中溶液pH逐漸減小C.充電過程中，陰極的電極反應(yīng)為Zn(OH)42-+2e-D.充電過程中，當(dāng)2molOH-通過PBI膜時(shí)，導(dǎo)線中通過1mole-答案D解析由圖可知，Zn失去電子生成Zn(OH)42-，則Zn電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-，惰性電極為正極，F(xiàn)e(CN)63-得到電子生成Fe(CN)64-，電極反應(yīng)式為Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，則放電過程中，總反應(yīng)為2Fe(CN)63-+Zn+4OH-=Zn(OH)42-+2Fe(CN)64-，故A正確；放電過程中，左側(cè)惰性電極為正極，右側(cè)Zn電極是負(fù)極，OH-由左側(cè)池經(jīng)過聚苯并咪唑(PBI)膜進(jìn)入右側(cè)池，左側(cè)池中溶液pH逐漸減小，故B正確；充電過程中，Zn電極是陰極，電極反應(yīng)式為Zn(OH)42-+2e-=Zn+4OH-，該過程生成的OH類型五金屬二次電池8.(2024·廣州高二月考)某蓄電池充、放電時(shí)反應(yīng)為Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列推斷不正確的是()A.放電時(shí)，負(fù)極上的電極反應(yīng)式：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2B.放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，正極上有1molNi2O3被氧化C.充電時(shí)，陽極上的電極反應(yīng)式：2Ni(OH)2-2e-+2OH-=Ni2O3+3H2OD.該蓄電池的電極必須是浸在某種堿性電解質(zhì)溶液中答案B解析根據(jù)電池充、放電時(shí)的反應(yīng)式知，放電時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2，故A正確；放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，正極上有1molNi2O3被還原，故B錯(cuò)誤；Fe(OH)2、Ni(OH)2能溶于酸性溶液，要生成Fe(OH)2、Ni(OH)2，電解質(zhì)溶液必須是堿性溶液，故D正確。原電池工作原理的新認(rèn)識(shí)(1)相同的金屬插入相同的電解質(zhì)溶液中，由于電解質(zhì)濃度不同，導(dǎo)致兩極上氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)的程度不同，可形成原電池，如濃差電池。(2)惰性電極材料也可能是原電池的正、負(fù)極，只要在電極表面能發(fā)生電子的交換就能構(gòu)成原電池，能向外輸出電子的電極為負(fù)極，能從電極上獲取電子的為正極反應(yīng)物，該電極為正極。(3)能源物質(zhì)(燃料)不一定將電子直接傳給負(fù)極，可能與電催化劑(電子傳遞體)進(jìn)行電子交換，因而要特別關(guān)注催化循環(huán)中物質(zhì)的變化、電子的轉(zhuǎn)移方向及反應(yīng)類型。(4)儲(chǔ)能(充電)過程，不一定是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也可能是光能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練[分值：50分][1~2題，每小題3分，3~13題，每小題4分]1.新型LiFePO4可充電鋰離子動(dòng)力電池以其獨(dú)特的優(yōu)勢成為綠色能源的新寵。已知該電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式為正極：FePO4+Li++e-=LiFePO4，負(fù)極：Li-e-=Li+。下列說法正確的是()A.充電時(shí)陽極電極反應(yīng)為FePO4+Li++e-=LiFePO4B.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動(dòng)C.充電時(shí)動(dòng)力電池的陽極應(yīng)與外接電源的正極相連D.放電時(shí)，在正極上Li+得電子被還原答案C解析根據(jù)原電池的正極反應(yīng)：FePO4+Li++e-=LiFePO4可判斷放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向正極移動(dòng)，Li元素的化合價(jià)未變，鐵元素得到電子被還原，化合價(jià)發(fā)生變化，B、D錯(cuò)誤。2.(2024·廣東揭陽月考)我國某大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)通過超快電脈沖熱還原法開發(fā)了一種新型碳載釕鎳合金納米催化劑(RuNi/C)，并基于此催化劑制備出一種極具競爭力的高能量鎳氫氣(Ni?H2)電池，其工作原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí)，OH-向電極a移動(dòng)B.放電一段時(shí)間后，KOH溶液的濃度增大C.放電時(shí)，正極反應(yīng)式：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-D.以H2為能源較為環(huán)保答案B解析電極a為原電池的負(fù)極，電極b為正極，則氫氧根離子向電極a移動(dòng)，故A正確；電池總反應(yīng)為H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，則放電一段時(shí)間后，氫氧化鉀溶液的濃度基本不變，故B錯(cuò)誤；放電時(shí)，電極b為正極，電極反應(yīng)式為NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，故C正確；放電時(shí)，電極a為負(fù)極，堿性條件下氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成水，所以以氫氣為能源較為環(huán)保，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，故D正確。3.我國科學(xué)家在太陽能光電催化—化學(xué)耦合分解H2S研究中獲得新進(jìn)展，相關(guān)裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A.該裝置的總反應(yīng)為H2SH2+SB.能量轉(zhuǎn)化方式主要為“光能→電能→化學(xué)能”C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2+-e-=Fe3+D.a極區(qū)需不斷補(bǔ)充含F(xiàn)e3+和Fe2+的溶液答案D解析該裝置發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)為H2S+2Fe3+=2H++S+2Fe2+(a極區(qū))、Fe2+-e-=Fe3+(a極)、2H++2e-=H2(b極)，結(jié)合反應(yīng)條件得到總反應(yīng)為H2SH2+S，A正確；該過程中光能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；a極區(qū)涉及兩步反應(yīng)，第一步利用氧化性強(qiáng)的Fe3+高效捕獲H2S得到硫和還原性的Fe2+，第二步是還原性的Fe2+在a極表面失去電子生成氧化性強(qiáng)的Fe3+，這兩步反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，所以a極區(qū)無需補(bǔ)充含F(xiàn)e3+和Fe2+的溶液，D錯(cuò)誤。4.利用同種氣體在兩極濃度不同而產(chǎn)生電勢差可設(shè)計(jì)成氣體濃差電池，利用濃差電池可測定混合氣體中某氣體含量。實(shí)驗(yàn)室通過氧氣濃差電池測定空氣中氧氣含量的工作原理如圖所示，其中在參比電極上通入純氧氣，測量電極上通入空氣。下列說法錯(cuò)誤的是()A.熔融ZrO2、CaO混合物可用于傳遞O2-B.工作時(shí)，電子由測量電極經(jīng)外電路流向參比電極C.處于封閉環(huán)境時(shí)，用初期讀數(shù)計(jì)算所得空氣中氧氣含量更準(zhǔn)確D.相同壓強(qiáng)下，電勢差越大，空氣中氧氣含量越高答案D解析相同條件下，純氧比空氣中氧氣濃度大，根據(jù)“同種氣體在兩極濃度不同而產(chǎn)生電勢差可設(shè)計(jì)成氣體濃差電池”，可知參比電極O2濃度大，作正極，則測量電極作負(fù)極。熔融ZrO2、CaO可用于傳遞O2-，A正確；電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，故該電池工作時(shí)，電子由測量電極經(jīng)外電路流向參比電極，B正確；負(fù)極O2-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)會(huì)不斷生成氧氣，導(dǎo)致測量電極處的氣體中氧氣濃度增大，故用初期讀數(shù)計(jì)算所得空氣中氧氣含量更準(zhǔn)確，C正確；兩極氧氣濃度差越大，兩極電勢差越大，則相同壓強(qiáng)下，電勢差越大，空氣中氧氣含量越低，D錯(cuò)誤。5.鉀離子電池由于其低成本、電解液中離子傳導(dǎo)性快以及工作電壓高等優(yōu)點(diǎn)，近年來引起了科研工作者極大的關(guān)注。某課題組基于鉀離子電池特性，設(shè)計(jì)并合成了一種VN?NPs/N?CNFs復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于鉀離子電池的電極，放電時(shí)該電極反應(yīng)為VN+3K++3e-=V+K3N，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí)，在Al電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)B.該電池的溶劑不能為水溶液C.放電時(shí)，電解質(zhì)中的K+向Cu電極區(qū)移動(dòng)D.放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mole-，Cu電極區(qū)質(zhì)量減少39g答案D解析鉀離子電池放電時(shí)銅電極反應(yīng)為VN+3K++3e-=V+K3N，故放電時(shí)Cu電極為正極，電極區(qū)質(zhì)量增加，Al電極為負(fù)極，在Al電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)，A正確，D錯(cuò)誤；電池中含有鉀，鉀能與水反應(yīng)，電池的溶劑不能為水溶液，B正確；放電時(shí)，Al電極為負(fù)極，鉀離子向正極移動(dòng)，即放電時(shí)，電解質(zhì)中的K+向Cu電極區(qū)移動(dòng)，C正確。6.(2024·安徽1月適應(yīng)性測試)我國學(xué)者研制了一種鋅基電極，與涂覆氫氧化鎳的鎳基電極組成可充電電池，其示意圖如圖。放電時(shí)，Zn轉(zhuǎn)化為2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列說法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí)，正極反應(yīng)為Ni(OH)2+2e-=Ni+2OH-B.放電時(shí)，若外電路有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則有0.1molZn2+向正極遷移C.充電時(shí)，a為外接電源負(fù)極D.充電時(shí)，陰極反應(yīng)為2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO32-答案B解析放電時(shí)，鋅基電極為負(fù)極，Zn轉(zhuǎn)化為2ZnCO3·3Zn(OH)2，電極反應(yīng)式為5Zn+2CO32-+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2，鎳基電極為正極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+2e-=Ni+2OH-，充電時(shí)，a接電源負(fù)極，鋅基電極為陰極，電極反應(yīng)式為2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO32-+6OH-，b接電源正極，鎳基電極為陽極，電極反應(yīng)式為Ni+2OH--2e-=Ni(7.一種高性能的堿性硼化釩(VB2)?空氣電池如圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：VB2+16OH--11e-=VO43-+2B(OH)4-+4H2OA.負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極答案B解析根據(jù)VB2電極發(fā)生的反應(yīng)：VB2+16OH--11e-=VO43-+2B(OH)4-+4H2O，判斷得出VB2電極為負(fù)極，復(fù)合碳電極為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-，C正確；負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.01mol氧氣參與反應(yīng)，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下有0.224L氧氣參與反應(yīng)，A正確；負(fù)極區(qū)消耗OH-，溶液的pH8.(2025·北京高二上階段練習(xí))某新型電池的工作原理如圖所示，已知電池放電時(shí)的反應(yīng)為Na1-xMnO2+NaxCn=NaMnO2+nC(反應(yīng)前后Na元素的化合價(jià)不變)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.電極M是電池的正極B.電池的負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：NaxCn-xe-=xNa++nCC.電池工作時(shí)，Na+移向電極MD.電池工作時(shí)，每消耗0.1mol的NaxCn，有0.1molMn被氧化答案D解析由電池總反應(yīng)可知，放電時(shí)，M電極發(fā)生反應(yīng)：Na1-xMnO2+xe-+xNa+=NaMnO2，所以電極M是電池的正極，故A正確；由電池總反應(yīng)可知，放電時(shí)，電池的負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：NaxCn-xe-=xNa++nC，故B正確；電極M是正極、電極N是負(fù)極，電池工作時(shí)，Na+移向電極M，故C正確；根據(jù)反應(yīng)總方程式Na1-xMnO2+NaxCn=NaMnO2+nC可知，每消耗0.1mol的NaxCn，有0.1molMn被還原，故D錯(cuò)誤。9.火星大氣由96%的二氧化碳?xì)怏w組成，火星探測器采用Li?CO2電池供電，其反應(yīng)機(jī)理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A.R方向?yàn)殡娮右苿?dòng)的方向B.CO2電極的電極反應(yīng)式為4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+CC.可采用LiNO3溶液作為電解質(zhì)D.碳酸鋰的生成和分解形式提供了實(shí)現(xiàn)可逆電化學(xué)電池的可能答案C解析由題圖知，Li電極為負(fù)極，二氧化碳電極為正極，正極上CO2得電子生成無機(jī)碳，電極反應(yīng)式為4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C，A、B正確；Li能與水發(fā)生反應(yīng)，C錯(cuò)誤；放電過程涉及碳酸鋰的生成，充電過程涉及碳酸鋰的分解，D正確。10.水系鋅離子電池是一種新型二次電池，工作原理如圖。該電池以粉末多孔鋅電極(鋅粉、活性炭及黏結(jié)劑等)和V2O5為電極，三氟甲磺酸鋅[Zn(CF3SO3)2]為電解液，總反應(yīng)為xZn+V2O5=ZnxV2O5(s)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí)，粉末多孔鋅電極連接電源的負(fù)極B.放電時(shí)，V2O5電極上發(fā)生的反應(yīng)為V2O5+2e-+xZn2+=ZnxV2O5C.充電時(shí)，Zn2+通過陽膜由右池移向左池D.理論上，充放電過程中電解質(zhì)溶液的質(zhì)量均未改變答案B解析由放電時(shí)的總反應(yīng)：xZn+V2O5=ZnxV2O5(s)可知，Zn失電子，作負(fù)極，V2O5發(fā)生還原反應(yīng)，作正極。充電時(shí)，粉末多孔鋅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，連接電源的負(fù)極，A正確；放電時(shí)，V2O5電極上發(fā)生的反應(yīng)為V2O5+2xe-+xZn2+=ZnxV2O5，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽離子向陰極移動(dòng)，所以Zn2+通過陽膜由右池移向左池，C正確；由放電總反應(yīng)：xZn+V2O5=ZnxV2O5(s)可知，電解質(zhì)溶液中的成分沒有參加總反應(yīng)，故充放電過程中電解質(zhì)溶液的質(zhì)量均未改變，D正確。11.我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅?碘溴液流二次電池，該電池在使用前要先進(jìn)行充電，如圖為充電原理示意圖，溴離子與碘離子結(jié)合成為碘溴離子(I2Br-)，可以增加電池容量。下列敘述不正確的是()A.充電時(shí)，a接外電源的正極，作陽極B.充電時(shí)，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI-被氧化C.放電時(shí)，a電極反應(yīng)為I2Br-+2e-=2I-+Br-D.放電時(shí)，貯液器d內(nèi)c(Zn2+)持續(xù)增大答案D解析由充電原理示意圖，鋅極鋅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則a極為電解池的陽極，A正確；充電時(shí)，b電極每增重0.65g，轉(zhuǎn)移電