考點18原電池化學(xué)電源

【基礎(chǔ)過關(guān)】

i.下列選項描述的過程能實0現(xiàn)化學(xué).能轉(zhuǎn)化為電能的是（）

扇17

A.電池充電B.光合作用C.手機電池工作D.太陽能板充電

2.（2023?浙江省諸暨市高三適應(yīng)性考試）可充放電鋰硫電池與傳統(tǒng)鋰電池相比，在能量密度、工作溫度、

電壓穩(wěn)定方面都有一定的優(yōu)勢。一種鋰硫電池正極材料為被碳材料包裝起來的硫單質(zhì)，放電時Li與S8化合

成Li2s固體，下列說法不正確的是（）

A.負極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.充電時，Li+向碳材料電極移動

+

C.正極的電極反應(yīng)：S8+16Li+16e-=8Li2S

D.該電池通常不選擇水系電解液

3.（2023?遼寧省錦州市高三統(tǒng)考）我國科學(xué)家設(shè)計的“海泥電池”，既可用于深海水下儀器的電源補給，

又有利于海洋環(huán)境污染治理，其中微生物代謝產(chǎn)物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.A電極的電勢高于B電極

B.質(zhì)子從海底沉積層通過交接面向海水層移動

+

C.負極的電極反應(yīng)式為CH2O-4e+H2O=CO2+4H

D.海水和海泥作為電解質(zhì)的一部分，富含鹽分，導(dǎo)電性高，有利于輸出電能

4.一種高達94.2%能效的可充電鋁胺電池工作原理如圖所示，用Ph表示苯基，三苯基胺（Ph3N）失去一

個電子后形成的Ph3N?+結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。下列說法不正碰的是（）

A.與鋰電池比，鋁電池比能量略低，但鋁含量豐富價格低廉

B.放電時，負極的電極反應(yīng)式為AL3e-+7AleL一=4A12c17一

C.充電時，A1C14-向鋁電極移動

D.理論上每生成ImolPh3N,外電路通過Imol電子

5.（2023?浙江省四校聯(lián)盟選考模擬）下光催化鈉離子二次電池的應(yīng)用研究取得重大進展，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，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，每消耗ImolNab,離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少46g

C.充電時，S"通過離子交換膜進入右室

D.放電時，石墨電極的電極反應(yīng)式為4s2--6e=S42-

6.如圖，甲、乙是兩個完全相同的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，利用它們對煤漿進行脫硫處理。下列敘述

中錯誤的是（）

A.光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中b為正極

B.石墨1電極上消耗lmolMn2+,甲、乙中各轉(zhuǎn)移0.5mol電子

C.脫硫反應(yīng)原理為：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SC）42-+16H+

D.處理60gFeS2,石墨2電極上消耗7.5molH+

7.（2023?浙江省精誠聯(lián)盟高三三模）內(nèi)部重整式高溫燃料電池具有良好的商業(yè)化前景，其基本工作原理

（以CH4為原料，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)）如圖所示。下列說法正確的是（）

CH”

_ICOH1Q尸.Cr5\+HQ八

A.

B.電子流向：a極—導(dǎo)線rb極—電解質(zhì)ta極

C.a極電極反應(yīng)為CH，8e-+4co32-=5CO2+2H2O

D.該電池所用的隔膜一定屬于陽離子交換膜

8.（2023?山東省濟南市高三期中）基于硫化學(xué)的金屬硫電池是有望替代當(dāng)前鋰離子電池技術(shù)，滿足人類

社會快速增長的能源需求，該電池的結(jié)構(gòu)及原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）

充電

A.該電池可采用含K+的水溶液或有機物為電解質(zhì)溶液

B.放電時，電子的移動方向：電極a—電極bi隔膜—電極a

2-+

C.充電時，正極區(qū)可能發(fā)生的反應(yīng)有xK2S3-（2x-6）e-=3Sx+2xK

D.充電時，電路中轉(zhuǎn)移2mole-時，負極質(zhì)量減少78g

9.（2023?河北省邯鄲市部分學(xué)校高三聯(lián)考）香港城市大學(xué)化學(xué)工作者首次提出了A1-N2電池（如圖），該電

池使用N2為原料，以離子液體（AbCb-AKV）為電解質(zhì)，既實現(xiàn)了能量的存儲，又實現(xiàn)了A1N的生產(chǎn)，A1N和

堿反應(yīng)能產(chǎn)生N%,可進一步生產(chǎn)氮肥。下列說法錯誤的是（）

A.A1極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池總反應(yīng)為2A1+N2=2

C.石墨烯電極反應(yīng)式為8A12C17-+N2+6e-=2AlN+l4Aley

D.生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LNH3,電池中轉(zhuǎn)移3moi電子

10.（2023?浙江省杭州市高三下期中）有研究表明，以CO?與辛胺CH3（CH2）7NH?為原料高選擇性的合成

甲酸和辛月青CH3（CH2）7CN,工作原理如圖，下列說法不正確的是（）

A.Ni2P電極與電源正極相連

B.In/In2O3-x電極上可能有副產(chǎn)物H2生成

C.在In/ImCh”電極上發(fā)生的反應(yīng)為：CO2+H2O+2e=HCOO+OH-

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LCO2參與反應(yīng)時Ni2P電極有L5mol辛月青生成

11.（2023?浙江省重點中學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)聯(lián)盟適應(yīng)性考試）直接H2O2-H2O2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，下列說法不正確的是（）

-

負載>e

?—

耳。2和KOH耳。2和H2s。4

混合液，匚二混合液

=]<------------

----------T

陽離子交換膜（只允許K+通過）

A.電池工作時，電極I電勢低

+

B.電極II的反應(yīng)式為：H2O2+2e+2H=2H2O

C.電池總反應(yīng)為：2H2O2=2H2O+O2T

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移O.lmol電子時，通過陽離子交換膜的K+為3.9g

12.一種鋰電池的工作原理如圖所示，正極反應(yīng)被可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入

的（NH4）2S2O8可以將Fe2+氧化、自身被還原為SCU上下列關(guān)于該電池的說法正確的是（）

A.電池放電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.放電時Li+由正極區(qū)移向負極區(qū)

C.放電時的負極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe?+

2+23+2

D.氧化SCV一罐中反應(yīng)的離子方程式為2Fe+S2O8-=2Fe+2SO4-

13.（2023?河南省創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟高三聯(lián)考）新能源汽車在我國蓬勃發(fā)展，新能源汽車所用電池多采用三元

鋰電池，某三元鋰電池放電時工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）

LixC6

??

A.充電時，M極有電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)

B.鋰電池的優(yōu)點是質(zhì)量小，電容量大，可重復(fù)使用

C.用該電池電解精煉銅，當(dāng)電池中遷移lmolLi+時，理論上可獲得64g純銅

D.充電時，N極的電極反應(yīng)式為LiNiaCObMn92-xe-=Li-NiaCObMncO2+xLi+

14.（2023?河北省衡水市模擬）近日，某團隊分步進行8電子轉(zhuǎn)移的電化學(xué)硝酸鹽還原反應(yīng)實現(xiàn)高效合成

氨，裝置如圖所示。原理是：按照［2+6『電子路徑進行還原（先將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，再將亞硝酸鹽還原

成氨），可大幅度地降低8電子還原過程的能壘，提高其反應(yīng)活性。

夕

現(xiàn)NO：

?（9°

下列敘述正確的是（

A.N極為負極，發(fā)生了還原反應(yīng)

NH3、NO2-的VSEPR模型名稱分別為三角錐形、直線形

生成NO?-的電極反應(yīng)式為NO3+H2O+2e-=NO2+2OH-

D.由NC）3-生成34gNH3時至少轉(zhuǎn)移12mol電子

15.（2023?安徽省馬鞍山市二模）磷酸鐵鋰電池在充放電過程中表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有較長的

使用壽命，放電時的反應(yīng)為：LixC6+Lii.xFePO4=6C+LiFePCU。圖1為某磷酸鐵鋰電池的切面，圖2為LiFePO4

晶胞充放電時Li+脫出和嵌入的示意圖。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂

點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。下列說法錯誤的是（）

A.放電時，負極反應(yīng)：LixC6-xe=xLi++6c

3

B.（a）過程中Imol晶胞轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為7NA

16

C.（b）代表放電過程，Li+脫離石墨，經(jīng)電解質(zhì)嵌入正極

+

D.充電時的陽極反應(yīng)：LiFePO4-xe-Li,xFePO4+xLi

16.（2023?遼寧省撫順市普通高中高三模擬）液流電池因其具有可深度充放電、可模塊化調(diào)控、不受地理

環(huán)境限制等優(yōu)點，已成為大規(guī)模儲能領(lǐng)域中備受重視的儲能器件。其中鋅/澳液流電池作為新能源儲能技術(shù)

的代表，功率性能極佳且造價低廉。三單體串聯(lián)鋅/溟液流電池工作原理如圖所示：

下列說法正確的是（）

A.放電時，N極為負極

B.放電時，左側(cè)貯液器中ZnBn的濃度不斷減小

C.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

D.充電時，M極的電極反應(yīng)式為Zn2+-2e=Zn

17.（2023?浙江省Z20名校聯(lián)盟高三第三次聯(lián)考）鈉離子電池具有低成本、高安全性和優(yōu)異電化學(xué)屬性,

其充放電過程是Na+在正負極同時鑲嵌與脫嵌。下列說法正確的是

A.充電時A極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.充電時內(nèi)電路電流方向從A極到B極

C.放電時電路中轉(zhuǎn)移lmole:理論上負極質(zhì)量增加23g

D.若正極材料為NaFe[Fe（CN）6],則放電時的電極反應(yīng)為：NaFe[Fe（CN）6]+xNa+xe-=Nai+xFe[Fe（CN）6]

18.（2023?浙江省東陽市高三5月模擬考試）我國科研團隊提出一種新型陰離子電極材料一Cu3（PC>4）2的

水系雙離子電池，該電池以Nag,MnOz和CU3（PO4）2為電極，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的

是（）

電源/用電器

rz

n

-Bl

N

A.充電時，電極a應(yīng)接電源的正極

B.放電時，若電極a得到6.4gCu和1.44gCU2。，則電路中轉(zhuǎn)移0.22mol電子

C.充電時，電極b的電極反應(yīng)式為Nao.44“Mn02+xNa+-xe-=Nao.44MnC）2

D.第2次放電時，溶液堿性逐漸增強

19.（2023?遼寧省大連市一模）我國科研人員將單獨脫除SO2的反應(yīng)與制備H2O2的反應(yīng)相結(jié)合，實現(xiàn)協(xié)

同轉(zhuǎn)化。

已知：反應(yīng)①單獨制備H2O2：2H2O+O2=2H2O2,不能自發(fā)進行；

2

反應(yīng)②單獨脫除SO2：4OH-+2SO2+O2=2SO4-+2H2O,能自發(fā)進行。

協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖（在電場作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OH和H+,并向兩極遷移）。下列分析

錯誤的是（）

A.反應(yīng)②釋放的能量可以用于反應(yīng)①

B.產(chǎn)生H2O2的電極反應(yīng)：O2+2H++2e-=H2O2

C.當(dāng)生成O.lmolEhCh時，負極區(qū)溶液質(zhì)量增重9.8g

D.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：SO2+2H2O+O2=H2O2+H2SO4

20.（2023?山東省濟南市一模）電芬頓工藝被認為是一種很有應(yīng)用前景的高級氧化技術(shù)，可用于降解去除

廢水中的持久性有機污染物，其工作原理如圖a所示，工作lOmin時，F(xiàn)e2\H2O2電極產(chǎn)生量（mmoLL」）與

電流強度關(guān)系如圖b所示：

0102030405060

HMC-3電流強度(mA)

圖b

下列說法錯誤的是（）

A.電流流動萬向：Pt電極T電解質(zhì)-HMC-3電極

B.Fe3+是該電芬頓工藝的催化劑

C.根據(jù)圖b可判斷合適的電流強度范圍為40mA左右

D.若處理94g苯酚，理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下15.6815.68LO2

21.（2023?陜西省西安市二模）燃料敏化太陽能電池因其工藝簡單、性能穩(wěn)定等特點深受科學(xué)家的青睞。

一種釘基配合物作為光敏劑（S）的太陽能電池的工作原理如圖所示，其中一個電極可表示為TiCh/S,電極反

+

應(yīng)為TiCh/S*->Ti02/S+e-o下列有關(guān)說法錯誤的是（）

太陽光

A.該電池工作時，光能直接轉(zhuǎn)化為電能

B.電池的正極反應(yīng)為I3-+2e--31

+

C.電解質(zhì)溶液中可發(fā)生反應(yīng)TiO2/S+3I->TiO2/S+13

D.電池的電解質(zhì)溶液中r和I3一的濃度不會減少

22.（2023?廣東省茂名市高三二模）一款可充放電固態(tài)鹵離子穿梭電池工作時原理如圖所示，I室、II室、

III室均為HGPE凝膠聚合物電解質(zhì)，下列說法正確的是（）

A.放電時，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.放電時，a電極反應(yīng)為：FeOCl+e=FeO+Cr

C.交換膜1、2分別為氯離交換膜和陽離子交換膜

D.充電時，每轉(zhuǎn)移Imol電子，b電極增重35.5g

【能力提升】

23.（2023?福建省德化一中、永安一中、漳平一中三中協(xié)作體高三聯(lián)考）如圖，科學(xué)家基于CL易溶于CCL

的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備，總方程式為：NaTi2（PO4）3+2NaCl

■Na3Ti2（PQ4）3+Cl2o下列說法正確的是（）

A.放電時NaCl溶液的pH減小

B.放電時cr透過多孔活性炭電極向CCU中遷移

+

C.充電時的陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na+2e-.霾'Na3Ti2(PO4)3

D.充電時，電路中每轉(zhuǎn)移2moie,理論上從CCL中釋放ImolCL

24.（2023?浙江省稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三聯(lián)考）鎂鋰雙鹽電池是結(jié)合鎂離子電池和鋰離子電池而設(shè)計的新型

二次離子電池。其工作原理如圖所示，已知放電時,b極轉(zhuǎn)化關(guān)系為:VS2-LixVS2下列說法不正確的是（）

A.充電或放電時，a極電勢均高于b極

B.放電過程中電子經(jīng)導(dǎo)線由a極向b極移動

C.充電時陽極的電極反應(yīng)式為LixVS2—xe』VS2+Li+

D.該電池工作時，若通過電路轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,則負極質(zhì)量變化2.4g

25.（2023?吉林省長春市高三聯(lián)考）鈉硒電池是一類以單質(zhì)硒或含硒化合物為正極、金屬鈉為負極的新型

電池，具有能量密度大、導(dǎo)電率高、成本低等優(yōu)點。以Cu2/Se填充碳納米管作為正極材料的一種鈉硒電池

工作原理如圖所示，充放電過程中正極材料立方晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的。價Cu原子。下列說法錯誤的

是()

A.每個Cu2-rSe晶胞中C/+個數(shù)為4x

B.在Na?Se晶胞結(jié)構(gòu)中，Se?一占據(jù)的位置是項點和面心

C.充分放電時，正極的電極反應(yīng)式為Cu2/Se+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)Cu

D.充電時外電路中轉(zhuǎn)移Imol電子，兩極質(zhì)量變化差為23g

26.光催化微生物燃料電池的工作原理如圖所示：

外加電阻

已知：電極a在光激發(fā)條件下會產(chǎn)生電子(e)空穴(h+)。下列說法錯誤的是()

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.光激發(fā)時，光生電子會與02結(jié)合，光生空穴會與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合

C.電極b發(fā)生的電極反應(yīng)式為(C6HHp5卜2砧+7HQ=6CO2T+24H+

D.電池工作一段時間后，右側(cè)溶液pH保持不變(不考慮CO?的溶解)

27.我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。

(1)在稀硫酸中利用電催化可將CO2同時轉(zhuǎn)化為多種燃料，其原理如圖甲所示。

乙

①陽極的電極反應(yīng)式為=

②銅電極上產(chǎn)生CH4的電極反應(yīng)式為，若銅電極上只生成5.6gCO,則銅極區(qū)溶液質(zhì)量變

化了___________go

③若銅極上只生成0.3molCH3cH0和0.4molHCOOH,則電路中轉(zhuǎn)移___________mol電子。

(2)我國科學(xué)家報道了機理如圖乙所示的電化學(xué)過程。

①Ni電極為,其電極反應(yīng)式為。

②理論上，每有ImolCCh與-結(jié)合，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為