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(新高考)小題必練10:新型化學(xué)電源
老垣設(shè)用
高考中的新型電源有“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池''等。這些電池一般具
有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量高等特點(diǎn)。取材與這些知識(shí)點(diǎn)的試題,由于題材
廣、信息新、陌生度大,所以大多數(shù)考生對(duì)這類(lèi)試題感到難,實(shí)際上這些題目主要考查學(xué)生
對(duì)原電池的工作原理的遷移應(yīng)用能力。
考巨港弧
1.【2020年山東卷】微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置,利用微生物處理有機(jī)
廢水獲得電能,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?,F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用下
圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3coeT的溶液為例)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
--+
A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO+2H2O-8e=2CO2T+7H
B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜
C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時(shí),模擬海水理論上除鹽58.5g
D.電池工作一段時(shí)間后,正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1
【答案】B
【解析】據(jù)圖可知a極上CH3coCT轉(zhuǎn)化為CO2和H+,C元素被氧化,所以a極為該原
電池的負(fù)極,則b極為正極。A.a極為負(fù)極,CH3co0一失電子被氧化成CCh和H+,結(jié)合
電荷守恒可得電極反應(yīng)式為CH3co(T+2H2O-8e-=2CO2T+7H+,故A正確;B.為了實(shí)現(xiàn)海
水的淡化,模擬海水中的氯離子需要移向負(fù)極,即a極,則隔膜1為陰離子交換膜,鈉離子
需要移向正極,即b極,則隔膜2為陽(yáng)離子交換膜,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電
子時(shí),根據(jù)電荷守恒可知,海水中會(huì)有ImolC「移向負(fù)極,同時(shí)有ImolNa+移向正極,即除
去ImolNaCl,質(zhì)量為58.5g,故C正確;D.b極為正極,水溶液為酸性,所以氫離子得電
子產(chǎn)生氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2e=H2T,所以當(dāng)轉(zhuǎn)移8moi電子時(shí),正極產(chǎn)生4moi氣體,
根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知負(fù)極產(chǎn)生2moi氣體,物質(zhì)的量之比為4:2=2:1,故D正確;故選B。
【點(diǎn)睛】涉及到相關(guān)的計(jì)算時(shí),注意整個(gè)電池中正極和負(fù)極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒。
2.[2020年天津卷】熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良,是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電
池反應(yīng)為2Na+xS誓NazSx,(x=5~3,難溶于熔融硫),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
充電..
密封
二一不銹鋼容器
一=----Na-夕一AUO3固體
--------熔融鈉
—熔觸硫(含碳粉)
A.Na2s4的電子式為Na+[:S:S:S:S:]2'Na+
B.放電時(shí)正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-=NazSx
C.Na和Na2sx分別為電池的負(fù)極和正極
D.該電池是以Na-p-ALOs為隔膜的二次電池
【答案】C
【解析】根據(jù)電池反應(yīng):2Na+xS簍Na2sx可知,放電時(shí),鈉作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),
充電
電極反應(yīng)為:Na-e-=Na+,硫作正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為xS+2Na++2e=Na2Sx。
A.Na2s4屬于離子化合物,4個(gè)硫原子間形成三對(duì)共用電子對(duì),電子式為
Na*[:S:S:S:$Na*,故A正確;B.放電時(shí)發(fā)生的是原電池反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),
+-
電極反應(yīng)為:xS+2Na+2e=Na2Sx,故B正確;C.放電時(shí),Na為電池的負(fù)極,正極為
硫單質(zhì),故C錯(cuò)誤;D.放電時(shí),該電池是以鈉作負(fù)極,硫作正極的原電池,充電時(shí),是電
解池,Na-B-AkOj為隔膜,起到電解質(zhì)溶液的作用,該電池為二次電池,故D正確;答案
選C。
【點(diǎn)睛】信息型原電池,根據(jù)給出的總反應(yīng)方程式,結(jié)合原電池的正負(fù)極發(fā)生的反應(yīng),
判斷出正負(fù)極材料和反應(yīng)物。
3.【2020年全國(guó)卷3】一種高性能的堿性硼化機(jī)(VB?)—空氣電池如下圖所示,其中在VB?
電極發(fā)生反應(yīng):VB2+16OHFle-=VO:+2B(OH)4+4H2。該電池工作時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤
的是()
.負(fù)載,
VB2電f極I—f匚二1~l~I復(fù)r合碳電極
KOH溶液離子選擇性膜
A.負(fù)載通過(guò)0.04mol電子時(shí),有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)02參與反應(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+110,+200H-+6H2O=8B(OH);+4VO^-
D.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)圖示的電池結(jié)構(gòu),左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應(yīng)生成V0:和B(OH)4,反應(yīng)
的電極方程式如題干所示,右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成0H-,反應(yīng)的電極方
程式為O2+4e-+2H2O=4OH-,電池的總反應(yīng)方程式為4VB2+1102+200H+6H2O=8B(OH)4+4
VO;。A.當(dāng)負(fù)極通過(guò)0.04mol電子時(shí),正極也通過(guò)0.04mol電子,根據(jù)正極的電極方程式,
通過(guò)0.04mol電子消耗O.Olmol氧氣,在標(biāo)況下為0.224L,A正確;B.反應(yīng)過(guò)程中正極生
成大量的0H-使正極區(qū)pH升高,負(fù)極消耗0H-使負(fù)極區(qū)0H-濃度減小pH降低,B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)分析,電池的總反應(yīng)為4VB2+IIO2+2OOH-+6H2O=8B(OH)4+4VO;,C正確;D.電
池中,電子由VB2電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)合碳電極,電流流向與電子流向相反,則電流流向?yàn)?/p>
復(fù)合碳電極一負(fù)載—VB2電極—KOH溶液T復(fù)合碳電極,D正確;故選B。
【點(diǎn)睛】本題在解答時(shí)應(yīng)注意正極的電極方程式的書(shū)寫(xiě),電解質(zhì)溶液為堿性,則空氣中
的氧氣得電子生成氫氧根;在判斷電池中電流流向時(shí),電流流向與電子流向相反。
考自裒破
1.微生物燃料電池在凈化廢水的同時(shí)能獲得能源或得到有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品,下圖為其工作
原理及廢水中Cr2。;-離子濃度與去除率的關(guān)系。下列說(shuō)法不正確的是()
(
卓
)
諭
健
小
質(zhì)子交換膜
A.有機(jī)物被氧化,M為電源負(fù)極
B.電池工作時(shí),N極附近溶液pH增大
C.-離子濃度較大時(shí),可能會(huì)造成還原菌失活
D.處理O.lmolCnO廣時(shí)有0.6molH+從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移
【答案】D
【解析】由圖知,電子流入電極N,則N電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),Cr2O72一得電子生
成CG+,M極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),有機(jī)物被氧化生成CCh,為原電池的負(fù)極。A.由分析
可知,M電極有機(jī)物失電子發(fā)生氧化反應(yīng),M為負(fù)極,故A正確;B.根據(jù)圖示,正極反
+3+
應(yīng)為Cr2O?+6e-+14H=2Cr+7H2O,消耗氫離子,N極附近溶液pH增大,故B正確;C.CnO「
具有強(qiáng)氧化性,能使蛋白質(zhì)變性,濃度較大時(shí),可能會(huì)造成還原菌失活,故C正確;D.Cr
元素由+6價(jià)變?yōu)?3價(jià),處理O.lmolCnO彳一時(shí)轉(zhuǎn)移0.6mol電子,根據(jù)電荷守恒,處理O.lmol
CnO各時(shí)有0.6molH+從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移,故D錯(cuò)誤;答案選D。
2.(雙選)以石墨為電極材料,熔融硝酸鈉為電解質(zhì),NO2-O2燃料電池的工作原理如圖所
A.石墨I(xiàn)電極的電勢(shì)高于石墨I(xiàn)I電極的電勢(shì)
石墨電極上消耗的的體積與生成的的體積之比為:
B.nNO2N2O521
C.該電池工作時(shí),熔融NaNO3中Na+向石墨I(xiàn)I電極移動(dòng)
D.該電池的總反應(yīng)方程式為4NO2+O2=2N2O5
【答案】BC
【解析】由圖知:石墨I(xiàn)電極電子流入是正極,石墨n電子流出是負(fù)極;A.由分析可
知,石墨I(xiàn)電極的電勢(shì)高于石墨I(xiàn)I電極的電勢(shì),A正確;B.石墨I(xiàn)I電極上發(fā)生的電極反應(yīng)
為NO2+NO3-e=N2O5,電極上消耗的NO2的體積與生成的N2O5的體積之比為1:1,B錯(cuò)誤;
C.原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),該電池工作時(shí),熔融NaNCh中Na+向石墨I(xiàn)電極移動(dòng),C錯(cuò)
誤;D.在熔融硝酸鈉環(huán)境中,N02在負(fù)極失電子被氧化到+5價(jià),Ch在正極得到電子被還
原到-2價(jià),該電池的總反應(yīng)方程式為4NO2+O2=2N2C)5,D正確;答案選BC。
3.Li-SOCL電池是迄今具有最高能量比的電池。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液
是LiAlCL-SOCb(熔點(diǎn)-110℃、沸點(diǎn)78.8℃)。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2=
4LiCl+S+SO2?下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.該電池不能在寒冷的地區(qū)正常工作
B.該電池工作時(shí),正極反應(yīng)為:2SOC12+4e=4Cl+S+SO2
C.SOCb分子的空間構(gòu)型是三角錐形
D.該電池組裝時(shí),必須在無(wú)水無(wú)氧條件下進(jìn)行
【答案】A
【解析】根據(jù)電池的總反應(yīng)可知,失電子的是Li,在負(fù)極發(fā)生反應(yīng),得電子的是SOCE
在正極發(fā)生反應(yīng);電解液的熔點(diǎn)為-110℃、沸點(diǎn)為78.8℃,電池可以在788c溫度范
圍內(nèi)正常工作。A.電解液(熔點(diǎn)-110℃、沸點(diǎn)78.8℃),所以在寒冷的地區(qū),電解液也是液
態(tài),所以能在寒冷的地區(qū)正常工作,故A錯(cuò)誤;B.SOCb為氧化劑,在正極發(fā)生還原反應(yīng),
電極方程式為:2soeb+4e-=4C「+S+SO2,故B正確;C.SOCL分子中的中心原子S原子
6-2x12x1
價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+——--=4,采取sp3雜化,且有一對(duì)孤電子對(duì),為三角錐形,故C正
確;D.因?yàn)闃?gòu)成電池的材料Li能和水反應(yīng),且SOCb也與水反應(yīng),所以必須在無(wú)水無(wú)氧
條件下進(jìn)行,故D正確;答案選A。
4.下圖中裝置I是原電池,電池總反應(yīng)為:N2H4+O2=N2+2H2O,離子交換膜只允許H+通過(guò)。
裝置H為電解池,閉合開(kāi)關(guān)K時(shí),b極附近先變紅色。下列說(shuō)法正確的是()
電極A禹子交換膜電極B
電解質(zhì)電第質(zhì)
b
銅棒?鉛筆芯
UNaCI溶液浸」
漫的附儆試紙
A.原電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
B.電解池中,b電極為陽(yáng)極
C.當(dāng)有0.01molH+通過(guò)離子交換膜時(shí),a電極上析出氣體112mL
D.閉合K后,電流方向?yàn)锳—?a—?b—*B—*A
【答案】D
【解析】因?yàn)殚]合開(kāi)關(guān)K時(shí),b極附近先變紅色,據(jù)此推斷b極是陰極,B是負(fù)極,A
是正極,a是陽(yáng)極。A.由于原電池中離子交換膜只允許H+通過(guò),所以負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)
式為N2H?4e-=N2+4H+,A說(shuō)法錯(cuò)誤;B.電解池中,b電極為陰極,B說(shuō)法錯(cuò)誤;C.當(dāng)有
O.OlmolH+通過(guò)離子交換膜時(shí),氣體的條件若為標(biāo)準(zhǔn)狀況下,a電極上析出氣體為112mL,
C說(shuō)法錯(cuò)誤;D.閉合KB,依據(jù)正電荷移動(dòng)的方向是電流的方向,所以電流方向?yàn)锳—
a—*b—*B—*A,D說(shuō)法正確。答案為D。
5.用鋰一氟化碳(氟氣與碳生成的夾層化合物)電池電解含有尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液,
用于廢水處理和煤液化供氫,其裝置如圖所示(裝置中c、d均為惰性電極,隔膜僅阻止
氣體通過(guò)),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
隔膜
A.電極a為鋰一氟化碳電池的負(fù)極
B.電極b的電極反應(yīng)為(CFx)n+nx=nC+nx
C.裝置中電子流動(dòng)方向:電極a—電極d—隔膜—電極c-電極b
D.c電極區(qū)和d電極區(qū)產(chǎn)生的氣體在相同條件下的體積比為1:3
【答案】C
【解析】A.鋰一氟化碳(氟氣與碳生成的夾層化合物)電池中Li+定向移動(dòng)到b極,根
據(jù)原電池中陽(yáng)離子定向移動(dòng)到正極可推出b極為正極,則a極為負(fù)極,選項(xiàng)A正確;B.電
極b為原電池的正極,正極上氟氣與碳生成的夾層化合物(CFx)n得電子產(chǎn)生C和F一,故
電極反應(yīng)為(CFx)n+nx丁=nC+nx氏,選項(xiàng)B正確;C.根據(jù)裝置可知電極a為負(fù)極,b為
正極,c為陽(yáng)極,d為陰極,故裝置中電子流動(dòng)方向:電極a—電極d,電極c—電極b,電
子不在隔膜中流動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.根據(jù)得失電子守恒,電解含有尿素[CO(NH2)2]的堿性
溶液,c電極區(qū)和d電極區(qū)產(chǎn)生的氣體N2和比在相同條件下的體積比為1:3,選項(xiàng)D正
確;答案選C。
6.(雙選)我國(guó)科研人員研制出一種室溫“可呼吸"Na—CO2電池。放電時(shí)該電池“吸入”C02,
充電時(shí)“呼出”C02。吸入CO2時(shí),其工作原理如圖所示。吸收的CO2中,部分轉(zhuǎn)化為Na2c。3
固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面。下列說(shuō)法正確的是()
(NaClO「四甘醒二甲鞋)
A.“吸入"CO2時(shí),鈉箔為負(fù)極
B.“吸入”C02時(shí)的正極反應(yīng):4Na++3co2+4e=2Na2c03+C
C.“呼出”CO2時(shí),Na+向多壁碳納米管電極移動(dòng)
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每“呼出”22.4LCO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.75mol
【答案】AB
【解析】根據(jù)題意,結(jié)合圖示,放電時(shí)為原電池,鈉箔作原電池負(fù)極,電極反應(yīng)為
Na-e-=Na+,多壁碳納米管(MWCNT)電極作原電池正極,“吸入”CCh,部分轉(zhuǎn)化為Na2cCh
固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面,電極反應(yīng)為4Na++3co2+4b=2Na2c03+C;“呼
出”C02時(shí)為電解池。A.根據(jù)分析,“吸入"CO2時(shí)為原電池,鈉箔為負(fù)極,故A正確;B.根
據(jù)分析,“吸入”C02時(shí)為原電池,多壁碳納米管(MWCNT)電極作原電池正極,正極反應(yīng)為
4Na++3co2+4e「=2Na2cCh+C,故B正確;C.根據(jù)分析,“呼出"CCh時(shí)為電解池,多壁碳納
米管(MWCNT)電極陽(yáng)極,鈉箔為陰極,電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),則Na+向鈉箔電極移
動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.“呼出”CO2時(shí)為電解池,陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2Na2cO3+C-4e-=4Na++3cCh,
產(chǎn)生3moicO2轉(zhuǎn)移4moi電子,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每“呼出”22.4LCCh,即產(chǎn)生ImolCO2時(shí),
4
轉(zhuǎn)移電子數(shù)為一mol,故D錯(cuò)誤;答案選AB。
3
7.一種非水相可充電電池可承受較大的充放電電流,電極為鎂電極和碳電極,其示意圖如
下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.充電時(shí),b連接直流電源的正極B.放電時(shí),電池內(nèi)部Mg2+向C電極移動(dòng)
C.充電時(shí),C極區(qū)BL濃度增大D.電池總反應(yīng)為Mg+Br§菖曳Mg2++3Br-
充電
【答案】C
【解析】由圖可知,電極為鎂電極和碳電極,電池充放電過(guò)程中均是Mg2+在兩極之間移
動(dòng),電池放電過(guò)程中Mg電極上只能是Mg放電生成Mg2+,因此放電過(guò)程中負(fù)極電極反應(yīng)
式為Mg-2e-=Mg2+,C電極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式為Br3+2e-=3B「充電過(guò)程中,電
池負(fù)極連接電源負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng),電池正極連接電源正極發(fā)生氧化反應(yīng)。由上述分析可知,
放電時(shí),Mg為電池負(fù)極,C為電池正極,A.放電時(shí),C電極為電池為正極,充電時(shí),b
連接直流電源的正極,故A項(xiàng)說(shuō)法正確;B.放電時(shí),Mg?+移向還原電極,即移向C電極,
故B項(xiàng)說(shuō)法正確;C.充電時(shí),C極上的電極反應(yīng)式為3Br--2e-=Br3,B「濃度將減小,故C
項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤;D.由電池負(fù)極與正極電極反應(yīng)式相加并將電子抵消即可得到電池總反應(yīng),因
此電池總反應(yīng)為Mg+Br?雪事Mg2++3B「,故D項(xiàng)說(shuō)法正確;故答案為C。
充電
8.(雙選)2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位為鋰離子電池發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家。磷
酸鐵鋰鋰離子電池充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為:LiFePCU-xLi+-xe-TxFePO4+(l-x)LiFePO4。放
電工作示意圖如圖。下列敘述正確的是()
A.放電時(shí),Li+通過(guò)隔膜移向正極
B.充電時(shí),電子從電源經(jīng)銅箔流入正極材料
+
C.放電時(shí)正極反應(yīng)為:FePO4+xLi+xe-=xLiFePO4+(1-x)FePO4
D.磷酸鐵鋰鋰離子電池充放電過(guò)程通過(guò)Li+遷移實(shí)現(xiàn),C、Fe、P元素化合價(jià)均不發(fā)生
變化
【答案】AC
【解析】放電時(shí)為原電池,原電池中陽(yáng)離子流向正極,根據(jù)鋰離子的流向可知銅箔為正
極,發(fā)生還原反應(yīng),鋁箔為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),充電時(shí)為電解池,銅箔上發(fā)生氧化反應(yīng)為
陽(yáng)極,鋁箔發(fā)生還原反應(yīng)為陰極,即充電時(shí)銅箔上的反應(yīng)為
+
LiFePO4-xLi-xe^xFePO4+(1-x)LiFePO40A.放電時(shí)為原電池,原電池中陽(yáng)離子流向正極,
故A正極;B.充電時(shí),正極材料上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電子流出,故B錯(cuò)誤;C.放
電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)相反,為FePO4+xLi++xe-TxLiFePO4+(l-x)FePO4,故C
正確;D.根據(jù)陽(yáng)極的反應(yīng)式可知充放電的過(guò)程中Fe元素的化合價(jià)發(fā)生變化,故D錯(cuò)誤;
綜上所述答案為ACo
9.用下列方法制備銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)Ag2O2:向KOH溶液中加入適量AgNO3
溶液,保持反應(yīng)溫度為80℃,邊攪拌邊將一定量K2s2。8(過(guò)二硫酸鉀,其中部分0為-1
價(jià))溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過(guò)濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反
應(yīng)總方程式為2AgNO3+4KOH+K2S2O8=^=Ag2O2i+2KNO3+2K2SO4+2H2Oo下列說(shuō)法不
正確的是()
A.銀鋅堿性電池放電時(shí)正極的Ag2Ch轉(zhuǎn)化為Ag,被還原
B.該電池充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為:[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-
C.銀鋅堿性電池反應(yīng)方程式可寫(xiě)為:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag
D.上述反應(yīng)中,ImolK2s2。8(過(guò)二硫酸鉀)得2moi1(除氧之外,其余元素的化合價(jià)都沒(méi)
有變)
【答案】D
【解析】銀鋅堿性電池中由鋅電極和Ag2O2電極組成,電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液,
故電池放電時(shí)正極的Ag2C>2轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,正極電極反應(yīng)式為
Ag2O2+4e-+2H2O=2Ag+40H-,負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e-+8OH-=2[Zn(OH)4]2一,反應(yīng)還應(yīng)有
KOH參力口,反應(yīng)的總方程式為:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2AgoA.由分析可
知,銀鋅堿性電池放電時(shí)正極的Ag2Ch轉(zhuǎn)化為Ag,被還原,A正確;B.二次電池充電時(shí)
發(fā)生放電的逆過(guò)程,該電池充電時(shí)陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為充電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)的逆過(guò)程,故
電極反應(yīng)為:[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,B正確;C.由分析可知,銀鋅堿性電池反應(yīng)方
程式可寫(xiě)為:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag,C正確;D.根據(jù)信息可知,上
△
述反應(yīng)2AgNCh+4KC)H+K2s2O8=Ag2O21+2KNO3+2K2so4+2H2O是非氧化還原反應(yīng),故不
存在電子的得失和化合價(jià)的改變,D不正確;故答案為:D。
10.一種高性能的直接硼氫燃料電池如圖所示,其總反應(yīng)為BHl+2O2=BO升2H20。該電池
工作時(shí),下列說(shuō)法正確的是()
A.電子由Pt電極經(jīng)外電路、石墨電極、NaOH溶液回到Pt電極
B.負(fù)極反應(yīng)式為BH*8e-+8OH-=BOH6H2O
C.OH-透過(guò)陰離子交換膜向石墨電極遷移
D.外電路通過(guò)0.4mol電子時(shí),有2.24LCh在石墨電極上參與反應(yīng)
【答案】B
【解析】A.在外電路中,電子由負(fù)極Pt電極經(jīng)導(dǎo)線流向正極石墨電極,而在內(nèi)電路中
離子定向移動(dòng),電子不能進(jìn)入到電解質(zhì)溶液中,A錯(cuò)誤;B.依據(jù)裝置圖可知Pt電極為負(fù)極,
負(fù)極上BHa失去電子被氧化變?yōu)锽O2由于電解質(zhì)溶液顯堿性,含有大量的OFT,故負(fù)極
的電極反應(yīng)式為:BH4-8e+8OH=BO2+6H2O,B正確;C.溶液中的陰離子0T應(yīng)該向正
電荷較多的負(fù)極(Pt)遷移,C錯(cuò)誤;D.沒(méi)有指明反應(yīng)條件是否是“標(biāo)準(zhǔn)狀況”,因此不能進(jìn)行
有關(guān)計(jì)算,D錯(cuò)誤;故答案為B。
11.用氟硼酸(HBF4,屬于強(qiáng)酸)溶液代替硫酸溶液作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液,可使鉛蓄電
池在低溫下工作時(shí)的性能更優(yōu)良,反應(yīng)方程式為
放電
Pb+PbO2+4HBF4=^2Pb(BF4)2+2H2。。Pb(BF4)2為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì),下列說(shuō)法正
充電
確的是()
A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為PbO2+4HBF4-2b=Pb(BF4)2+2BF5+2H2。
B.充電時(shí),當(dāng)陽(yáng)極質(zhì)量增加23.9g時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子
C.放電時(shí),PbCh電極附近溶液的pH減小
D.充電時(shí),Pb電極的電極反應(yīng)為PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2。
【答案】B
2+2+
【解析】A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Pb-2e-=Pb,故A錯(cuò)誤;B.充電時(shí),Pb-2e+2H2O=
+
PbO2+4H,當(dāng)正極質(zhì)量增加23.9g時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子,故B正確;C.放電時(shí),
+2+
PbO2+4H+2e-=Pb+2H2O,PbCh電極附近溶液的pH增大,故C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),Pb電
極的電極反應(yīng)式為Pb2++2e=Pb,故D錯(cuò)誤;故選B。
12.一種新型燃料電池以二氧化硫和空氣為原料,工作原理如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是
A.電路中每通過(guò)Imol電子,有ImolH+從a電極遷移到b電極
B.該電池實(shí)現(xiàn)了制備硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合
C.該電池工作時(shí),b極附近pH逐漸降低
D.相同條件下,放電過(guò)程中消耗的SO2和02的體積比為2:1
【答案】C
【解析】通入S02為電池負(fù)極,即a為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸,反應(yīng)式為:
++
SO2+2H2O-2e=SOr+4H,通入空氣的為正極,即b為正極,反應(yīng)式為:O2+4H+4e=2H2O,
裝置的總反應(yīng)為:2so2+2H2O+O2=2SOg+4H+。A.a為負(fù)極,b為正極,由正極反應(yīng)式
+
O2+4H+4e=2H2O可判斷,電路中每通過(guò)Imol電子,有ImolH+從a電極遷移到b電極,
故A正確;B.S02是污染性氣體,電池負(fù)極的S02氣體發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸,既減少了
環(huán)境污染,又將其轉(zhuǎn)換為電能、充分利用,故B正確;C.b為正極,反應(yīng)式為:
+
O2+4H+4e=2H2O,b極附近pH逐漸升高,故C錯(cuò)誤;D.由總反應(yīng)式:2SO2+2H2O+O2=2SO4-
+4H+可知,相同條件下,放電過(guò)程中消耗的SO2和02的體積比為2:1,故D正確。答案
選C。
【點(diǎn)睛】本題考查了原電池原理的應(yīng)用,明確電解質(zhì)溶液酸堿性、電極的判斷以及電極
方程式的書(shū)寫(xiě)方法是解本題關(guān)鍵。
13.(雙選)某種新型熱激活電池的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()
PANI加執(zhí).....................
PAN
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