(六)關注創新電源(選擇題1~3題，每小題5分，4~8題，每小題7分，共50分)1.一種非金屬?有機物液流電池放電時的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.放電時，負極電極反應為B.充電時，H+通過質子交換膜向電極乙移動C.可將儲液罐做大以增大液流電池的儲能容量D.以此電源電解硫酸銅溶液，若加98gCu(OH)2使溶液復原，理論上消耗160gBr2答案D解析由圖可知，放電時溴元素化合價降低，發生還原反應，即電極甲為正極，電極反應式為Br2+2e-=2Br-，電極乙為負極，電極反應式為，故A正確；放電時，電極乙為負極，則充電時電極乙為陰極，H+通過質子交換膜向陰極移動，即H+向電極乙移動，故B正確；儲液罐做大，可增加儲存的反應物的量，增大液流電池的儲能容量，故C正確；以此電源電解硫酸銅溶液，若加98gCu(OH)2使溶液復原，由Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O可知，電解時除了發生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，還有反應2H2OO2↑+2H2↑，且電解1molCuSO4時轉移2mol電子，接著電解1molH2O又轉移2mol電子，由得失電子守恒可知，理論上轉移4mol電子消耗2molBr2，即320gBr2，故D錯誤。2.我國科研團隊提出一種新型陰離子電極材料——Cu3(PO4)2的水系雙離子電池，該電池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2為電極，其工作原理如圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A.放電時，電流從Na0.44MnO2電極經電解質溶液流向Cu3(PO4)2電極B.放電時，若電極a得到6.4gCu和1.44gCu2O，則電路中轉移0.22mole-C.充電時，電極b的電極反應式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2D.為消除第一次放電的不可逆，可將Cu3(PO4)2徹底放電轉化為Cu2O后再充電答案B解析由圖可知，放電時為原電池，a極上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，發生得電子的還原反應，b極上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2，發生失電子的氧化反應，則a極為正極，b極為負極，負極反應式為Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+，充電時為電解池，即a極為陽極，b極為陰極，據此分析解答。放電時，電流從正極沿導線流向負極，再經電解質溶液到正極，A正確；放電時，電子轉移情況為Cu~2e-、Cu2O~2e-，若電極a得到6.4gCu(為0.1mol)和1.44gCu2O(為0.01mol)，則電路中轉移0.1mol×2+0.01mol×2=0.22mol電子，原電池的a極還發生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此無法判斷轉移多少電子，B錯誤；充電時，電極b的電極反應式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2，C正確；若將Cu3(PO4)2徹底放電轉化為Cu2O，再充電時Cu2O可單向轉化生成Cu3(PO4)2，D正確。3.如圖為一種酶生物電池，可將葡萄糖(C6H12O6)轉化為葡萄糖內酯(C6H10O6)，兩個碳納米管電極材料由石墨烯片層卷曲而成。下列說法不正確的是()A.圖中的離子交換膜為陽離子交換膜B.負極區發生的電極反應主要為C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+C.碳納米管有良好導電性能，且能高效吸附氣體D.理論上消耗標準狀況下2.24LO2，可生成葡萄糖內酯0.2mol答案D解析由圖可知，右側碳納米管為正極，電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，左側碳納米管為負極，電極反應式為C6H12O6-2e-=2H++C6H10O6，H2-2e-=2H+，據此作答。圖中離子交換膜能讓氫離子通過，故離子交換膜為陽離子交換膜，故A正確；碳納米管電極材料由石墨烯片層卷曲而成，有良好導電性能，且能高效吸附氣體，故C正確；理論上消耗標準狀況下2.24LO2，得到0.4mole-，由于負極區有H2和C6H12O6兩種物質失電子，所以生成的葡萄糖內酯小于0.2mol，故D錯誤。4.直接HCOONa/K3［Fe(CN)6］無膜微流體燃料電池(結構如圖所示)利用多股流體在微通道內平行層流的特性，自然地將燃料和氧化劑隔開，無需使用傳統燃料電池中的交換膜，且使用氧化劑K3［Fe(CN)6］可確保電池工作過程中無固體析出附著電極表面。下列有關說法不正確的是()A.電池工作時，電子由電極a直接經外電路流向電極bB.電極a上發生的反應為HCOO--2e-+3OH-=CO32?C.電極b上消耗1molK3［Fe(CN)6］時，理論上共轉移3mol電子D.上述無膜微流體技術可降低燃料電池的生產成本，提升電池工作性能答案C解析直接HCOONa/K3［Fe(CN)6］無膜微流體燃料電池工作時，燃料發生失電子的反應，氧化劑發生得電子的反應，使用氧化劑K3［Fe(CN)6］可確保電池工作過程中無固體析出附著電極表面，則圖中電極b為正極，電極反應式為［Fe(CN)6］3-+e-=［Fe(CN)6］4-，電極a為負極，電極反應式為HCOO--2e-+3OH-=CO32?+2H2O，據此分析解答。由上述分析可知，電極b為正極，電極a為負極，電池工作時電子由電極a直接經外電路流向電極b，A正確；消耗1molK3［Fe(CN)6］時，理論上共轉移1mol電子，C5.鋁二次電池(RABs)具有更安全、更便宜和更高容量的特性。復合硒(V2C@Se)材料電極由于AlCl4?的嵌入脫出，引起Se2-和SeCl2、V2+下列說法正確的是()A.放電時［AlCl4］-嵌入V2C@Se電極B.隔膜為陽離子交換膜C.當有1molSe2-參與反應時，外電路轉移電子數目為4NAD.充電時Se2-發生的反應為Se2-+4［AlCl4］--4e-=SeCl2+2［Al2Cl7］-答案D解析由圖示可知，該電池放電時，Al為負極，電極反應式為Al+7［AlCl4］--3e-=4［Al2Cl7］-，V2C@Se為正極，SeCl2發生的反應為SeCl2+2［Al2Cl7］-+4e-=Se2-+4［AlCl4］-，V3+發生的反應為V3++e-=V2+；充電時，Al為陰極，電極反應式為4［Al2Cl7］-+3e-=Al+7［AlCl4］-，V2C@Se為陽極，Se2-發生的反應為Se2-+4［AlCl4］--4e-=SeCl2+2［Al2Cl7］?，V2+發生的反應為V2+-e-=V3+，據此分析答題。電池放電時，V2C@Se為正極，SeCl2發生的反應為SeCl2+2［Al2Cl7］-+4e-=Se2-+4［AlCl4］-，［AlCl4］-脫出V2C@Se電極，A錯誤；［AlCl4］-、［Al2Cl7］-通過離子交換膜嵌入和脫出，隔膜為陰離子交換膜，B錯誤；當有1mol6.我國科學家開發出Mo2C/NiCu@C催化劑，設計了新型Zn?NH3電池，實現高效、連續的NH3到H2的轉化，裝置如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.放電時，電極電勢：a>bB.充電時，a極反應式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2OC.放電時，生成11.2LH2(標準狀況)時，有2molOH-向a極遷移D.充電時，b極凈增39g時，電路中轉移1.2mol電子答案C解析由圖可知，放電時，a電極為原電池的正極，水在正極得到電子，發生還原反應，生成氫氣和氫氧根離子，b電極為負極，堿性條件下鋅失去電子，發生氧化反應，生成四羥基合鋅離子，氫氧根離子通過陰離子交換膜進入負極區；充電時，與直流電源正極相連的a電極為電解池的陽極，堿性條件下氨氣在陽極失去電子發生氧化反應，生成氮氣和水，b電極為陰極，四羥基合鋅離子在陰極得到電子發生還原反應，生成鋅和氫氧根離子，氫氧根離子通過陰離子交換膜進入陽極區。放電時，a極為正極，b極為負極，正極電勢高于負極，A項正確；放電時，a極為正極，電極反應式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，n(H2)=0.5mol，則有1molOH-向b極遷移，C項錯誤；充電時，b極為陰極，電極反應式為［Zn(OH)4］2-+2e-=Zn+4OH-，n(Zn)=39g65g·mol?1=0.6mol，電路中轉移1.27.儲氫合金LaNi5儲氫時的化學式為LaNi5H6(設各元素的價態均為0)。以LaNi5H6(m)和NiO(OH)(n)為電極，KOH溶液為電解質溶液的二次電池結構如圖所示(已知電池工作之前隔膜兩側電解質溶液的質量相等)。下列說法正確的是()A.充電時，n極發生還原反應B.充電時，電子流向：n→交換膜→mC.放電時，m極的電極反應式為LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2OD.放電時，若轉移1mole-，隔膜左側電解質溶液的質量減少39g答案C解析由題干圖示信息可知，圖中實線代表放電過程，放電時n極為正極，電極反應為6NiO(OH)+6e-+6H2O=6Ni(OH)2+6OH-，m極為負極，電極反應為LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O，虛線代表充電過程，充電時n極為陽極，發生氧化反應，A錯誤；電子不能經過電解質溶液，B錯誤；放電時左側為負極室，右側為正極室，原電池中電解質溶液中的陽離子移向正極，若轉移1mole-，則有1molK+從左側移向右側，即左側溶液質量減少1mol×39g·mol-1=39g，但同時根據電極反應LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O可知，左側溶液質量又增加1molH即增重1g，故隔膜左側電解質溶液的質量減少(39-1)g=38g，D錯誤。8.(2023·杭州第二中學高三模擬)由我國科學家設計的Mg?Li雙鹽電池的工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是()A.放電時，正極電極反應式為FeS+2e-+2Li+=Fe+Li2SB.充電時，Mg電極發生還原反應C.充電時，每生成1molMg，電解質溶液質量減少24gD.電解液含離子遷移速率更快的Li+，提高了電流效率答案C解析放電時Mg轉化為Mg2+，所以右側電極為負極，左側電極為正極，Fe