選擇題突破八突破點(diǎn)1新型化學(xué)電源(選擇題每小題3分)A級(jí)夯基達(dá)標(biāo)練題組1二次電池及其分析1.(2025·貴州銅仁模擬)鋅-空氣二次電池具有性能高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),其原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.放電過程中,b極的電極電勢(shì)高于a極的電極電勢(shì)B.放電過程中,OH-由b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.充電過程中,a極的電極反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-D.充電過程中,a、b電極附近溶液pH均不變2.(2025·甘肅白銀模擬)某研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型的固態(tài)電池(SSBs),他們先將纖維素與鄰苯二甲酸酐轉(zhuǎn)化為纖維素鄰苯二甲酸酯大分子(CP),再將CP與鋰鹽混合,形成固體電解質(zhì)體系(CP-SSE),該電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.利用纖維素制備CP-SSE符合可持續(xù)發(fā)展要求B.CP分子間存在氫鍵,使其具有卓越的機(jī)械性能C.放電時(shí),b極反應(yīng)為L(zhǎng)i1-xFePO4+xe-+xLi+LiFePO4D.充電時(shí),當(dāng)生成1molLixC6時(shí),有7gLi+向左穿過CP-SSE題組2新型化學(xué)電源及分析3.(2025·山東師范大學(xué)附中模擬)為既能實(shí)現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能,合作小組利用反應(yīng)6NO2+8NH37N2+12H2O設(shè)計(jì)如圖所示電池(離子交換膜為陰離子交換膜)。下列說法正確的是()A.電流不可以通過離子交換膜B.電子由電極B經(jīng)負(fù)載流向電極AC.相同狀況下,左右兩側(cè)電極室中產(chǎn)生的氣體體積比為3∶4D.負(fù)極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O4.(2025·廣西貴港模擬)第二代鈉離子電池是負(fù)極以硬碳(Cy)為基底材料的嵌鈉硬碳(NaxCy)、正極為錳基高錳普魯士白Na2Mn[Mn(CN)6]的一種新型二次電池。在充放電過程中,Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌,其工作原理如圖所示。已知:比能量是指單位質(zhì)量電池所輸出的電能。下列說法錯(cuò)誤的是()A.其他條件相同時(shí),鈉離子電池的比能量比鋰離子電池高B.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為NaxCy-xe-Cy+xNa+C.充電時(shí),Na+從陽(yáng)極脫嵌,在陰極嵌入D.充電時(shí),當(dāng)有0.1mole-通過導(dǎo)線時(shí),則陰極材料增重2.3g5.(2025·遼寧鞍山模擬)某研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種可穿戴汗液傳感器用于檢測(cè)汗液中的葡萄糖濃度,該傳感器同時(shí)集成了供電與檢測(cè)兩個(gè)模塊。如圖是供電模塊工作原理(其中GOD為電極表面修飾的葡萄糖氧化酶)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.使用高活性GOD,可提高酶促反應(yīng)速率,增強(qiáng)電信號(hào)強(qiáng)度B.利用納米材料修飾電極表面可提供更多的活性位點(diǎn),有利于提高傳感器的靈敏度C.供電模塊負(fù)極反應(yīng):C6H12O6-2e-+H2OC6H12O7+2H+D.供電模塊中1×10-6mmolC6H12O6被氧化,正極消耗1.12×10-5mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)B級(jí)素能提升練6.(2025·遼寧錦州模擬)燃料電池的能量利用率高,肼燃料電池原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A.Pt2電極為正極B.K+由Pt1電極區(qū)向Pt2電極區(qū)移動(dòng)C.用該電池電解飽和食鹽水,當(dāng)消耗1molO2時(shí),可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的H2D.Pt2電極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-7.(2025·安徽合肥模擬)下圖為一種具有質(zhì)子“搖椅”機(jī)制的水系鎳有機(jī)電池示意圖,放電時(shí)a極生成偶氮苯()。下列有關(guān)說法正確的是()A.放電時(shí)電極a為正極B.充電時(shí)K+和H+由左向右移動(dòng)C.放電時(shí)每生成1mol偶氮苯,外電路轉(zhuǎn)移2mole-D.充電時(shí)b極的電極反應(yīng)為NiOOH+e-+H+Ni(OH)28.(2025·湖南株洲模擬)一種兼具合成功能的新型鋰電池工作原理如圖,電解質(zhì)為含Li+的有機(jī)溶液。閉合S1時(shí)產(chǎn)生(CF3SO2)2NLi,閉合S2時(shí)產(chǎn)生Cl2。下列說法正確的是()A.閉合S1時(shí)Li+從左向右移動(dòng)B.閉合S2時(shí)Ni-Pt電極發(fā)生還原反應(yīng)C.閉合S2,理論上每生成1molLi,需消耗約11.2LCl2D.放電時(shí)總反應(yīng):6Li+N2+4CF3SO2Cl2(CF3SO2)2NLi+4LiCl9.(2025·浙江紹興模擬)RbAg4I5是一種只傳導(dǎo)Ag+的固體電解質(zhì),利用RbAg4I5可以制成電化學(xué)氣敏傳感器。某種測(cè)定O2含量的氣體傳感器示意圖如圖所示,被分析的O2可以透過聚四氟乙烯薄膜,發(fā)生反應(yīng):4AlI3+3O22Al2O3+6I2,I2進(jìn)一步在石墨電極上發(fā)生反應(yīng),引起電池電動(dòng)勢(shì)變化,從而測(cè)定O2的含量。下列關(guān)于氣體傳感器工作原理說法不正確的是()A.Ag+通過固體電解質(zhì)遷向正極B.銀電極的電極反應(yīng)式為Ag-e-Ag+C.測(cè)定一段時(shí)間后,固體電解質(zhì)中Ag+減少D.當(dāng)O2濃度增大時(shí),電動(dòng)勢(shì)變大10.(2025·江西上饒模擬)某鋅離子電池體系中引入氧化還原媒介物CoQ,通過CoQ/CoQ+的循環(huán)反應(yīng)同步去除溶解氧并活化鋅電極,其工作原理如圖:下列說法不正確的是()A.鋰離子通過離子交換膜向正極遷移B.聚乙烯吡咯烷酮可防止CoQ聚集沉淀C.CoQ+在鋅表面被還原為CoQD.理論上每消耗32g溶解氧,可除去非活性鋅130g

參考答案1.D解析:電池工作時(shí),a電極,Zn轉(zhuǎn)化為[Zn(OH)4]2-,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則a極為負(fù)極;b電極,O2轉(zhuǎn)化為OH-,得電子發(fā)生還原反應(yīng),b極為正極,則b極的電極電勢(shì)高于a極的電極電勢(shì),A正確;放電過程中,陰離子向負(fù)極移動(dòng),則OH-由b極區(qū)向a極區(qū)遷移,B正確;充電過程中,a極為陰極,[Zn(OH)4]2-得電子轉(zhuǎn)化為Zn等,電極反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,C正確;充電過程中,a極反應(yīng)為[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,b極反應(yīng)為4OH--4e-O2↑+2H2O,則a、b電極附近溶液pH均發(fā)生改變,D錯(cuò)誤。2.D解析:該電池為二次電池,由工作原理可知,放電時(shí),a為負(fù)極,發(fā)生電極反應(yīng):LixC6-xe-xLi++C6,b為正極,發(fā)生電極反應(yīng):Li1-xFePO4+xe-+xLi+LiFePO4,裝置中CP為電解質(zhì)的固態(tài)載體。纖維素屬于可再生資源,利用纖維素制備CP-SSE符合可持續(xù)發(fā)展要求,A正確;CP中存在羥基和氧原子,存在分子間氫鍵,增強(qiáng)了機(jī)械性能,B正確;放電時(shí),b極的電極反應(yīng)為L(zhǎng)i1-xFePO4+xe-+xLi+LiFePO4,C正確;充電時(shí),a極發(fā)生反應(yīng):xLi++C6+xe-LixC6,當(dāng)生成1molLixC6時(shí),消耗xmolLi+,即有7xgLi+向左穿過CP-SSE,D錯(cuò)誤。3.D解析:在反應(yīng)6NO2+8NH37N2+12H2O中,NH3中N元素化合價(jià)升高,NO2中N元素化合價(jià)降低,所以NH3在電極A發(fā)生氧化反應(yīng),電極A為負(fù)極;NO2在電極B發(fā)生還原反應(yīng),電極B為正極。離子交換膜允許陰離子通過,陰離子定向移動(dòng)可形成電流,所以電流可以通過離子交換膜,A錯(cuò)誤;電子由負(fù)極(電極A)經(jīng)負(fù)載流向正極(電極B),B錯(cuò)誤;根據(jù)電池總反應(yīng)6NO2+8NH37N2+12H2O,相同狀況下,左右兩側(cè)電極室中產(chǎn)生的N2體積比等于物質(zhì)的量之比為4∶3,C錯(cuò)誤;負(fù)極上NH3發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液為KOH溶液,負(fù)極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,D正確。4.A解析:該電池負(fù)極材料為NaxCy,放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)NaxCy-xe-Cy+xNa+,正極材料為Na2Mn[Mn(CN)6],放電時(shí)正極反應(yīng)為x2Mn[Fe(CN)6]+xe-+xNa+x2Na2Mn[Fe(CN)6];充電時(shí)Na2Mn[Mn(CN)6]為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為x2Na2Mn[Fe(CN)6]-xe-x2Mn[Fe(CN)6]+xNa+,嵌鈉硬碳為陰極,電極反應(yīng)為Cy+xNa++xe-NaxCy。其他條件相同,當(dāng)轉(zhuǎn)移相同電子時(shí),消耗的Na和Li的物質(zhì)的量相同,但鈉的相對(duì)原子質(zhì)量大于鋰,故鈉離子電池的比能量低于鋰離子電池,A錯(cuò)誤;放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式可表示為NaxCy-xe-Cy+xNa+,B正確;放電時(shí)Na失電子生成鈉離子,鈉離子由負(fù)極進(jìn)入正極,鑲嵌在正極,則充電時(shí)過程相反,Na+從陽(yáng)極脫嵌,在陰極嵌入,C正確;充電時(shí),當(dāng)有0.1mole-通過導(dǎo)線時(shí),根據(jù)陰極反應(yīng)式Cy+xNa++xe-NaxCy,可知電極增重2.3g,D正確。5.D解析:使用高活性GOD能降低反應(yīng)所需的活化能,使更多反應(yīng)物分子轉(zhuǎn)化為活化分子,可提高酶促反應(yīng)速率,增強(qiáng)電信號(hào)強(qiáng)度,A正確;納米材料具有較大的表面積,用來修飾電極表面,可提供更多的活性位點(diǎn),有利于提高傳感器的靈敏度,B正確;葡萄糖在反應(yīng)中失電子作為負(fù)極,電極反應(yīng)式為C6H12O6-2e-+H2OC6H12O7+2H+,C正確;1×10-6mmolC6H12O6被氧化,轉(zhuǎn)移電子2×10-6mmol,依據(jù)得失電子守恒可得正極消耗氧氣2×10-6mmol×12×22.4mL·mmol-1=2.24×10-5mL,D錯(cuò)誤。6.C解析:N2H4在電極Pt1上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,電極Pt1是負(fù)極;O2在電極Pt2上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,Pt2是正極,A正確;Pt1是負(fù)極、Pt2是正極,電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子移向正極,所以K+由Pt1電極區(qū)向Pt2電極區(qū)移動(dòng),B正確;當(dāng)消耗1molO2時(shí),轉(zhuǎn)移4mol電子,根據(jù)得失電子守恒,可產(chǎn)生2molH2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8L,C錯(cuò)誤;O2在電極Pt2上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,D正確。7.C解析:根據(jù)電池示意圖,放電時(shí)a極生成偶氮苯(),則,發(fā)生氧化反應(yīng),a電極為負(fù)極,A錯(cuò)誤;充電時(shí)b電極為陽(yáng)極,a電極為陰極,K+和H+向陰極移動(dòng),即從右向左移動(dòng),B錯(cuò)誤;根據(jù)得失電子守恒可知,放電時(shí)每生成1mol偶氮苯,外電路轉(zhuǎn)移2mole-,C正確;充電時(shí)b電極為陽(yáng)極失去電子,且為堿性環(huán)境,則其電極反應(yīng)式為Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O,D錯(cuò)誤。8.D解析:閉合S1時(shí)形成原電池,右側(cè)Li電極為負(fù)極,左側(cè)Ni-Pt電極為正極,Li+從負(fù)極移向正極,從右向左移動(dòng),A錯(cuò)誤;閉合S2時(shí)形成電解池,Ni-Pt電極作為陽(yáng)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),B錯(cuò)誤;未說明氯氣是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況,無法計(jì)算,C錯(cuò)誤;放電過程中,氮?dú)庠谡龢O上發(fā)生還原反應(yīng)生成Li3N,Li3N又轉(zhuǎn)化為(CF3SO2)2NLi和LiCl,負(fù)極鋰失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子,總反應(yīng)為6Li+N2+4CF3SO2Cl2(CF3SO2)2NLi+4LiCl,D正確。9.C解析:傳感器工作過程中銀離子通過固體電解質(zhì)遷向正極,A正確;銀電極為原電池的負(fù)極,銀失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銀離子,電極反應(yīng)式為Ag-e-Ag+,B正確;測(cè)定一段時(shí)間后,固體電解質(zhì)中銀離子個(gè)數(shù)不變,C錯(cuò)誤;氧氣濃度增大時(shí)