課時檢測(四十四)新型化學(xué)電源

1．(2024·衡水高三檢測)金屬(M)—空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()

A．金屬M作電池負極

B．電解質(zhì)是熔融的MO

－－

C．正極電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e===4OH

D．電池總反應(yīng)式：2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2

2．(2024年1月·九省聯(lián)考江西卷)水系Zn-CO2電池在碳循環(huán)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。該電池

＋－

的示意圖如圖，其中雙極膜在工作時催化H2O解離為H和OH，并在直流電場的作用下分別向兩

極遷移。下列說法正確的是()

A．放電時，Zn電極為負極，發(fā)生還原反應(yīng)

B．充電時，OH－從Zn電極通過雙極膜到達催化電極發(fā)生反應(yīng)

C．放電時，催化電極上的反應(yīng)為

＋－

CO2＋2H＋2e===CO＋H2O

D．充電時，Zn電極上的反應(yīng)為Zn2＋＋2e－===Zn

3．(2024·成都高三模擬)催化劑Ag@AgBr/mp-TiO2可以光降解2-萘酚，將其處理成無害物，裝

置如圖。下列說法錯誤的是()

A．該裝置將光能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

－2－

B．工作時，負極發(fā)生反應(yīng)：－46e＋23O===10CO2↑＋4H2O

C．工作時，O2－從正極遷移到負極

D．b極電勢高于a極

4．二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖

所示。下列說法不正確的是()

A．該電池放電時質(zhì)子從Pt2電極經(jīng)內(nèi)電路移向Pt1電極

B．Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為

－2－＋

SO2＋2H2O－2e===SO4＋4H

C．Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為

＋－

O2＋4H＋4e===2H2O

D．相同條件下，放電過程中消耗SO2和O2的體積比為2∶1

5．(2024·晉中模擬)沉積物微生物燃料電池(SMFC)可以將沉積物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，同

時加速沉積物中污染物的去除，用SMFC處理含硫廢水的工作原理如圖所示，酸性增強不利于菌落

存活。下列說法錯誤的是()

A．碳棒b電勢比碳棒a電勢低

B．碳棒a附近酸性增強

C．碳棒b存在電極反應(yīng)：

－2－＋

S－6e＋4H2O===SO4＋8H

D．工作一段時間后，電池效率降低

6．一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化如圖

所示，下列說法不正確的是()

A．X極為電池的負極

B．電池工作時，光能轉(zhuǎn)化為電能

C．電池工作時，Y極上發(fā)生還原反應(yīng)

－－

D．電池的電解質(zhì)溶液中I和I3的濃度不斷減少

7．車用尿素的學(xué)名是柴油機尾氣處理液，是一種無色、透明、清澈的液體，用于還原氮氧化合

物。目前使用的車用尿素溶液一般由32.5%的高純尿素和67.5%的去離子水組成。某學(xué)習(xí)小組利用圖

示裝置探究車用尿素對尾氣中氮的氧化物的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是()

A．a(chǎn)極為電源的正極

B．電子從a極經(jīng)固體電解質(zhì)流向b極

－2－

C．該裝置工作時，NO2在b極上的電極反應(yīng)式為2NO2＋8e===4O＋N2

D．若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1mol電子，則b極生成5.6L(標準狀況)N2

8．(2024·日照聯(lián)考)一種利用烴(CxHy)來消除氮氧化物污染的工作原理如圖所示，裝置中的電極

均為惰性電極，兩側(cè)電解質(zhì)為同濃度的鹽酸。下列說法錯誤的是()

A．通入NO2的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B．若使用的烴為C2H6，則通入C2H6的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

－＋

C2H6＋4H2O－14e===2CO2＋14H

＋

C．裝置中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時，有0.4NA個H通過質(zhì)子交換膜

D．裝置工作一段時間后，兩側(cè)電極室中溶液的pH不變

9．(2023·韶關(guān)二模)我國科學(xué)家設(shè)計了一種表面鋰摻雜的錫納米粒子催化劑s-SnLi，可實現(xiàn)安培

級CO2電合成甲酸鹽，同時釋放電能，實驗原理如圖所示。下列說法不正確的是()

A．放電時，正極周圍pH升高

B．充電時，陰極反應(yīng)式為

2－－－

[Zn(OH)4]＋2e===Zn＋4OH

C．使用催化劑Sn或者s-SnLi均能有效減少副產(chǎn)物CO的生成

D．使用Sn催化劑，中間產(chǎn)物更不穩(wěn)定

10．中科院董紹俊課題組將二氧化錳和生物質(zhì)置于一個由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池，如圖

所示，該電池可將可樂(pH＝2.5)中的葡萄糖作為燃料獲得能量。下列說法正確的是()

A．a(chǎn)極為正極

B．隨著反應(yīng)不斷進行，負極區(qū)的pH不斷增大

C．b極的電極反應(yīng)式為

－2＋－

MnO2＋2H2O＋2e===Mn＋4OH

D．每消耗0.01mol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子

11．(2023·寧夏石嘴山模擬)我國研發(fā)了一種治理有機物污水的技術(shù)，通過膜電池除去廢水中的乙

酸鈉和氯苯酚，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是()

A．B極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B．微生物膜的作用主要是提高B極的導(dǎo)電性

C．A極電極反應(yīng)式為＋H＋＋2e－===Cl－＋

－＋

D．當除去0.1molCH3COO時，有0.4molH通過質(zhì)子交換膜從A極移向B極

課時檢測(四十四)

1．B金屬(M)—空氣電池中：M→M2＋，金屬M作電池負極，故A正確；根據(jù)電解質(zhì)中M2＋

－

和OH發(fā)生定向移動可知電解質(zhì)是熔融的M(OH)2，故B錯誤；通入空氣的電極為正極，電極反應(yīng)式

－－－2＋

為O2＋2H2O＋4e===4OH，故C正確；負極電極反應(yīng)式為M－2e===M，則電池總反應(yīng)式為2M＋

O2＋2H2O===2M(OH)2，故D正確。

2．C由圖知，該電池在放電時，Zn作負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn－2e－

－2－＋－

＋4OH===Zn(OH)4，催化電極作為正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CO2＋2H＋2e

＋－

===CO＋H2O，充電時，Zn作為陰極，雙極膜在工作時催化H2O解離為H和OH，氫離子移向陰

2－＋－

極，電極反應(yīng)式為Zn(OH)4＋4H＋2e===Zn＋4H2O，催化電極為陽極，雙極膜在工作時催化H2O

＋－－－

解離為H和OH，氫氧根移向陽極，電極反應(yīng)式為CO＋2OH－2e===CO2＋H2O，據(jù)此回答。

由分析知，放電時，Zn電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；充電時，OH－從雙極膜向催化電極移

＋－

動，并發(fā)生反應(yīng)，B錯誤；放電時，催化電極上的反應(yīng)為CO2＋2H＋2e===CO＋H2O，C正確；

2－＋－

充電時，Zn電極上的反應(yīng)為Zn(OH)4＋4H＋2e===Zn＋4H2O，D錯誤。

2－

3．D該裝置為原電池，a極：O2→O，氧元素化合價降低得電子，故a極為正極，b極為負

極，a極電勢高于b極，D錯誤。

4．A放電時為原電池，質(zhì)子向正極移動，Pt1電極：SO2→H2SO4發(fā)生氧化反應(yīng)，為負極，則

該電池放電時質(zhì)子從Pt1電極移向Pt2電極，A錯誤；Pt1電極為負極，發(fā)生反應(yīng)：SO2＋2H2O－2e

－2－＋

===SO4＋4H，硫酸應(yīng)拆為離子形式，B正確；Pt2電極為正極，電解質(zhì)溶液呈酸性，故電極反應(yīng)

－＋

為O2＋4e＋4H===2H2O，C正確；根據(jù)正、負極電極反應(yīng)可知，相同條件下，放電過程中消耗SO2

和O2的體積比為2∶1，D正確。

＋

5．B光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H生成H2O，碳棒a為正極，F(xiàn)eSx在硫氧化菌的作用下被

2－

氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為SO4，碳棒b為負極，正極的電勢高于負極，A正確；

－＋

碳棒a為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e＋4H===2H2O，酸性減弱，B錯誤；根據(jù)圖示，碳棒b存在電

－2－＋

極反應(yīng)：S－6e＋4H2O===SO4＋8H，C正確；酸性增強不利于菌落存活，負極失電子發(fā)生的氧

化反應(yīng)會減慢，故工作一段時間后，電池效率降低，D正確。

6．D由題圖中電子的移動方向可知，電極X為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極Y為原電

池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A、C正確；電池工作時，光能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；由題圖可知，電池

－－ⅡⅡ*Ⅲ

放電過程中，I3和I相互轉(zhuǎn)化，Ru、Ru、Ru間循環(huán)轉(zhuǎn)化，所有化學(xué)物質(zhì)都沒有被損耗，D錯

誤。

7．Ca極：H2→H2O、CO→CO2發(fā)生氧化反應(yīng)，b極：NO→N2、NO2→N2發(fā)生還原反應(yīng)，則

a極為電源的負極，b極為電源的正極，電子從a極經(jīng)導(dǎo)線流向b極，故A錯誤，B錯誤；根據(jù)題圖

－2－

信息得出NO2在b極上的電極反應(yīng)式為2NO2＋8e===4O＋N2，故C正確；反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1mol電

－2－

子時，若全為NO2參與電極反應(yīng)，根據(jù)2NO2＋8e===4O＋N2知，生成N2的體積為2.8L(標準狀

－2－

況)，若全為NO參與電極反應(yīng)，根據(jù)2NO＋4e===2O＋N2知，生成N2的體積為5.6L(標準狀況)，

故D錯誤。

8．D通入NO2的電極上NO2轉(zhuǎn)化為N2，發(fā)生還原反應(yīng)，該電極為正極，A項正確；若使用的

烴為C2H6，C2H6轉(zhuǎn)化為CO2，結(jié)合電解質(zhì)溶液顯酸性，可知通入C2H6的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

－＋

C2H6＋4H2O－14e===2CO2＋14H，B項正確；為平衡電荷，裝置中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時，有0.4NA

＋－＋

個H通過質(zhì)子交換膜，C項正確；結(jié)合B項中負極反應(yīng)和正極反應(yīng)：2NO2＋8e＋8H===N2＋4H2O

知，裝置工作一段時間后，左室中溶液pH增大，右室中溶液pH減小，D項錯誤。

9．D根據(jù)題干圖示信息可知，放電時，Zn電極作負極，電極反應(yīng)

－－2－

為Zn－2e＋4OH===[Zn(OH)4]，另一電極為正極，電極反應(yīng)為CO2

－－－

＋2e＋H2O===OH＋HCOO，故正極周圍pH升高，A正確；充電時，Zn電極為陰極，電極反應(yīng)

2－－－－－

為[Zn(OH)4]＋2e===Zn＋4OH，另一電極為陽極，電極反應(yīng)為4OH－4e===2H2O＋O2↑，B

正確；由題干圖示信息可知，使用催化劑Sn或者s-SnLi時，生成CO的活化能均高于生成HCOOH

的活化能，故均能有效減少副產(chǎn)物CO的生成，C正確；由題干圖示信息可知，使用s-SnLi催化劑

時的中間產(chǎn)物具有的總能量比使用Sn催化劑時的中間產(chǎn)物的總能量高，能量越高越不穩(wěn)定，故使用

s-SnLi催