專練35原電池原理及應用（二）1．[2024·安徽卷]我國學者研發出一種新型水系鋅電池，其示意圖如圖。該電池分別以Zn-TCPP（局部結構如標注框內所示）形成的穩定超分子材料和Zn為電極，以ZnSO4和KI混合液為電解質溶液。下列說法錯誤的是（）A．標注框內所示結構中存在共價鍵和配位鍵B．電池總反應為：Ieq\o\al(－,3)＋Zneq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Zn2＋＋3I－C．充電時，陰極被還原的Zn2＋主要來自Zn-TCPPD．放電時，消耗0.65gZn，理論上轉移0.02mol電子答案：C解析：標注框內Zn和N之間存在配位鍵，N和C、C和C、C和H之間存在共價鍵，A項正確；放電時Zn為負極，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，Zn-TCPP為正極，電極反應式為Ieq\o\al(－,3)＋2e－=3I－，則電池總反應為Zn＋Ieq\o\al(－,3)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Zn2＋＋3I－，B項正確；充電時Zn為陰極，陰極反應式為Zn2＋＋2e－=Zn，Zn2＋來自電解質溶液，C項錯誤；根據放電時負極反應式：Zn－2e－=Zn2＋知，消耗0.65gZn，即0.01molZn，理論上轉移0.02mol電子，D項正確。2．[2024·全國甲卷]科學家使用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，Zn2＋向陽極方向遷移B．充電時，會發生反應Zn＋2MnO2=ZnMn2O4C．放電時，正極反應有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－D．放電時，Zn電極質量減少0.65g，MnO2電極生成了0.020molMnOOH答案：C解析：充電時Zn2＋向陰極移動，A錯誤；由題意知，放電時，MnO2轉化為MnOOH和ZnMn2O4，B錯誤；放電時，MnO2電極為正極，發生的反應有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－，C正確；根據放電時Zn電極的電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋可知，Zn電極質量減少0.65g（0.01mol）時，電路中通過0.02mol電子，故MnO2電極有0.02molMnO2發生反應，但MnO2轉化為MnOOH和少量ZnMn2O4，故生成的MnOOH的量小于0.020mol，D錯誤。3．[2023·新課標卷]一種以V2O5和Zn為電極、Zn（CF3SO3）2水溶液為電解質的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是（）A．放電時V2O5為正極B．放電時Zn2＋由負極向正極遷移C．充電總反應：xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充電陽極反應：ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O答案：C解析：由題給信息可知，放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5發生了還原反應，則放電時V2O5為正極，A說法正確；放電時Zn為負極，Zn失去電子變為Zn2＋，陽離子向正極遷移，則放電時Zn2＋由負極向正極遷移，B說法正確；電池在放電時的總反應為xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2O，則其在充電時的總反應為ZnxV2O5·nH2O=xZn＋V2O5＋nH2O，C說法不正確；充電陽極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應為ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D說法正確；故選C。4．某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2=2AgCl。下列說法正確的是（）A．正極反應為AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole－時，交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子答案：D解析：根據電池總反應可以看出，Cl2得電子，Ag失電子，所以在原電池中Cl2在正極上發生還原反應，Ag在負極上發生氧化反應。正極反應式為Cl2＋2e－=2Cl－，A項錯誤。因為電解質溶液為鹽酸，所以負極上Ag失電子生成的Ag＋隨即與附近的Cl－反應，交換膜左側溶液中有大量白色沉淀生成，B項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應不發生改變，C項錯誤。當電路中轉移0.01mole－時，負極生成0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以消耗了0.01molCl－，由于電荷守恒，因此同時有0.01molH＋通過陽離子交換膜轉移至右側，D項正確。5．[2024·河北滄州檢測]華中科技大學池波教授團隊參與研究構建了一種新型的水性鋰鎳（Li-Ni）電池，通過優化水性電解液的組成，降低了堿性電解液對固態電解質隔膜的腐蝕性，利用一層固態防水滲透鋰離子電解質隔膜來分離水系電解液和有機電解液，從而實現鋰離子的高效傳遞。電池工作原理如圖所示。下列有關說法錯誤的是（）A.放電時，負極的電極反應式為Li－e－=Li＋，Li＋向含鎳電極移動B．固態防水滲透鋰離子電解質隔膜左側為水系電解液，右側為有機電解液C．充電時，含鎳電極為陽極，電極反應式為Ni（OH）2－e－=NiOOH＋H＋D．充電時，若外電路通過0.2mol電子，鋰電極質量增加1.4g答案：C解析：6．微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是（）A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質子通過交換膜從負極區移向正極區D．電池總反應為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O答案：A解析：C6H12O6反應生成CO2時，C元素的化合價升高，發生氧化反應，因此C6H12O6→CO2是原電池的負極反應，A項錯誤；在微生物的作用下，反應速率加快，促進了反應中電子的轉移，B項正確；原電池工作時，陽離子（H＋）移向電池的正極，C項正確；根據電池裝置圖知電池總反應為葡萄糖的氧化反應C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D項正確。7．[情境創新]一種新型錳氫二次電池原理如圖如示。該電池以MnSO4溶液為電解液，碳纖維與Pt/C分別為電極材料，電池的總反應為Mn2＋＋2H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))MnO2＋2H＋＋H2↑。下列說法錯誤的是（）A．充電時，碳纖維電極作陽極B．放電時，電子由Pt/C電極經導線流向碳纖維電極C．充電時，碳纖維電極附近溶液的pH增大D．放電時，正極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O答案：C解析：由題圖知，充電時，碳纖維電極表面Mn2＋發生氧化反應生成MnO2，則碳纖維電極作陽極，A項正確；放電時，碳纖維電極為正極，Pt/C電極為負極，則電子由Pt/C電極經導線流向碳纖維電極，B項正確；結合電池總反應知，充電時，碳纖維電極發生的反應為Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，附近溶液的pH減小，C項錯誤；放電時，碳纖維電極表面MnO2發生還原反應生成Mn2＋，電極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D項正確。8．[2024·遼寧葫蘆島協作校聯考]某硅燃料電池的結構如圖所示，下列說法錯誤的是（）A．放電時，溶液的pH保持不變B．負極上發生的反應為Si－4e－＋4OH－=Si（OH）4C．硅的最終氧化產物是SiO2或硅酸鹽，與電解質溶液堿性的強弱有關D．正極的C在反應過程中也可能被消耗，一段時間后需要更換答案：A解析：放電時，電池總反應為Si＋O2=SiO2或Si＋O2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O，故溶液的pH可能保持不變也可能變小，A項錯誤；據圖可知，Si在負極發生氧化反應，電極反應式為Si－4e－＋4OH－=Si（OH）4，B項正確；二氧化硅不與弱堿反應，與強堿反應，生成硅酸鹽，最終產物取決于溶液堿性的強弱，C項正確；正極通氧氣，碳可能與氧氣反應發生損耗，一段時間后需要更換，D項正確。9．[2024·平桂中學高三摸底考試]利用反應6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O構成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．電子從左側A電極經過負載后流向右側B電極B．當有2.24LNO2被處理時，轉移電子數為0.4NAC．電極A極反應式為2NH3－6e－=N2＋6H＋D．為使電池持續放電，離子交換膜需選用陽離子交換膜答案：A解析：在原電池中，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，根據6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O可知，通入氨氣的電極為負極，通入二氧化氮的為正極。電子從負極