8.新型化學(xué)電源及分析1.(2024·廣東佛山質(zhì)檢一)如圖裝置可合成重要的化工中間體乙醛酸,雙極膜中的H2O能解離為H+和OH-,下列說(shuō)法正確的是()A.石墨也可以用Pb代替B.雙極膜解離出來(lái)的H+向石墨電極移動(dòng)C.H2C2O4在Pb電極表面發(fā)生反應(yīng):HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2OD.當(dāng)石墨電極析出1molO2,Pb電極附近一定生成2mol乙醛酸2.(2024·湖南邵陽(yáng)二模)近年來(lái)國(guó)家大力扶持新能源項(xiàng)目建設(shè)。圖1是太陽(yáng)能電池工作示意圖,可與圖2Li-Se全固態(tài)二次電池聯(lián)合使用。第一次充電時(shí),固態(tài)電解質(zhì)LSPSCl(Li10Si0.3PS6.9Cl1.8)分解生成少量S,并與Se形成Se4S5參與了后續(xù)的可逆循環(huán),電池構(gòu)成和充放電時(shí)b極的轉(zhuǎn)化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.P電極是太陽(yáng)能電池的正極B.Li-Se全固態(tài)電池放電時(shí)Li+向b電極移動(dòng)C.Li-Se全固態(tài)電池放電時(shí),a電極質(zhì)量每減少14g,理論上外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NAD.電池充電時(shí),b電極與N電極相連,其電極反應(yīng)有5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S53.(2024·吉林白山二模)鋁—空氣燃料電池是一種新型高能量電池,具有能量密度大、無(wú)污染、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。圖1是一種鹽水鋁空氣電池裝置原理圖,圖2是石墨空氣電極結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A.鋁極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B.工作一段時(shí)間后,含鋁微粒的存在形式為[Al(OH)4]-C.石墨空氣電極的電極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O4OH-D.在石墨空氣電極中,OH-會(huì)穿過(guò)多孔防水透氣層進(jìn)入電極右側(cè)4.(2024·廣東順德區(qū)適應(yīng)性考試)lT-MoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),其制氧效果優(yōu)越,原理如圖所示。下列敘述正確的是()A.放電時(shí)電勢(shì)高低:a<bB.放電時(shí),電子流向:b→離子交換膜→aC.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)D.放電時(shí)存在反應(yīng):2H2O+4h+(空穴)O2↑+4H+5.(2024·陜西商洛尖子生學(xué)情診斷)某新型光催化鈉離子二次電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為S42-+6e-B.離子交換膜應(yīng)選擇陽(yáng)離子交換膜C.放電時(shí),每消耗1molNaI3,離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量理論上增加46gD.適當(dāng)提高電解液的濃度可提升該電池存儲(chǔ)的能量6.(2024·江西九江十校第二次聯(lián)考)科學(xué)家研制出了一種薄如紙片,可剪裁、能折疊的輕型“紙電池”。將特殊工藝加工后的電極材料涂在紙上,形成效率比普通鋰電池效率高10倍的“紙電池”。其電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.電池的正極反應(yīng)式為2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)B.涂在紙上的電極材料是Zn和MnO2C.每生成1molMnO(OH),電池中轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子D.電池中MnO(OH)既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物7.(2024·甘肅張掖第三次診斷)神舟系列載人飛船的電源系統(tǒng)有太陽(yáng)能電池帆板和鎘鎳蓄電池。其中鎘鎳蓄電池的工作原理示意圖如下(L為小燈泡,K1、K2為開(kāi)關(guān)),電池總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列說(shuō)法正確的是()A.鎘鎳蓄電池可24小時(shí)全天候處于充電狀態(tài)B.鎘鎳蓄電池放電時(shí),電池外部電勢(shì):電極A>電極BC.鎘鎳蓄電池充電時(shí),電極A附近堿性逐漸減弱D.鎘鎳蓄電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式:Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O8.(2024·甘肅白銀名校聯(lián)合調(diào)研)一種將酸—堿雙電解液分開(kāi)且具有雙溶解沉積反應(yīng)的酸堿混合高電壓水系可充電電池的充電過(guò)程如圖。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),電極a與電源的負(fù)極相連B.放電時(shí),在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質(zhì)溶液C.放電時(shí),電極b的電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.充電時(shí),當(dāng)電極a處生成6.5gZn時(shí),有0.1molK+通過(guò)交換膜N8.新型化學(xué)電源及分析1.(2024·廣東佛山質(zhì)檢一)如圖裝置可合成重要的化工中間體乙醛酸,雙極膜中的H2O能解離為H+和OH-,下列說(shuō)法正確的是()A.石墨也可以用Pb代替B.雙極膜解離出來(lái)的H+向石墨電極移動(dòng)C.H2C2O4在Pb電極表面發(fā)生反應(yīng):HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2OD.當(dāng)石墨電極析出1molO2,Pb電極附近一定生成2mol乙醛酸答案:C解析:由圖可知,鉛電極為電解池的陰極,水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子,酸性條件下草酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸和水,石墨電極為陽(yáng)極,水在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子,雙極膜解離出來(lái)的氫氧根離子進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)、氫離子進(jìn)入陰極區(qū)。若用鉛電極代替石墨電極,鉛會(huì)在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉛離子,所以不能用鉛電極代替石墨電極,A錯(cuò)誤;由分析可知,鉛電極為電解池的陰極,石墨電極為陽(yáng)極,雙極膜解離出來(lái)的氫氧根離子進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)、氫離子進(jìn)入陰極區(qū),B錯(cuò)誤;鉛電極為電解池的陰極,酸性條件下草酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸和水,電極反應(yīng)式為HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2O,C正確;鉛電極為電解池的陰極,水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子,酸性條件下草酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸和水,則石墨電極析出1mol氧氣時(shí),無(wú)法計(jì)算鉛電極附近生成乙醛酸的物質(zhì)的量,D錯(cuò)誤。2.(2024·湖南邵陽(yáng)二模)近年來(lái)國(guó)家大力扶持新能源項(xiàng)目建設(shè)。圖1是太陽(yáng)能電池工作示意圖,可與圖2Li-Se全固態(tài)二次電池聯(lián)合使用。第一次充電時(shí),固態(tài)電解質(zhì)LSPSCl(Li10Si0.3PS6.9Cl1.8)分解生成少量S,并與Se形成Se4S5參與了后續(xù)的可逆循環(huán),電池構(gòu)成和充放電時(shí)b極的轉(zhuǎn)化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.P電極是太陽(yáng)能電池的正極B.Li-Se全固態(tài)電池放電時(shí)Li+向b電極移動(dòng)C.Li-Se全固態(tài)電池放電時(shí),a電極質(zhì)量每減少14g,理論上外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NAD.電池充電時(shí),b電極與N電極相連,其電極反應(yīng)有5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S5答案:D解析:由圖1可知,有太陽(yáng)光時(shí),電池處于充電狀態(tài),電子移向N極,即N為負(fù)極,P為正極,A正確;Li-Se全固態(tài)電池放電時(shí)b電極為正極,Li+向b電極移動(dòng),B正確;Li-Se全固態(tài)電池放電時(shí),a電極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-Li+,質(zhì)量每減少14g即有2molLi+產(chǎn)生,理論上外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,C正確;電池充電時(shí),b電極與P電極相連,其電極反應(yīng)有:5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S5,D錯(cuò)誤。3.(2024·吉林白山二模)鋁—空氣燃料電池是一種新型高能量電池,具有能量密度大、無(wú)污染、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。圖1是一種鹽水鋁空氣電池裝置原理圖,圖2是石墨空氣電極結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A.鋁極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B.工作一段時(shí)間后,含鋁微粒的存在形式為[Al(OH)4]-C.石墨空氣電極的電極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O4OH-D.在石墨空氣電極中,OH-會(huì)穿過(guò)多孔防水透氣層進(jìn)入電極右側(cè)答案:C解析:鋁失電子作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A錯(cuò)誤;該電池的總反應(yīng)是4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,工作一段時(shí)間后,含鋁微粒的存在形式為Al(OH)3,[Al(OH)4]-需強(qiáng)堿性條件才能存在,題中無(wú)強(qiáng)堿性條件,B錯(cuò)誤;由圖2可知,石墨空氣電極上O2得電子轉(zhuǎn)化為OH-,其電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,C正確;在原電池中,陰離子移向負(fù)極,則在石墨空氣電極中,OH-能穿過(guò)多孔防水透氣層進(jìn)入電極左側(cè),D錯(cuò)誤。4.(2024·廣東順德區(qū)適應(yīng)性考試)lT-MoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),其制氧效果優(yōu)越,原理如圖所示。下列敘述正確的是()A.放電時(shí)電勢(shì)高低:a<bB.放電時(shí),電子流向:b→離子交換膜→aC.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)D.放電時(shí)存在反應(yīng):2H2O+4h+(空穴)O2↑+4H+答案:C解析:由圖可知,放電時(shí)Zn在b電極失去電子生成[Zn(OH)4]2-,則b為負(fù)極,a為正極,電勢(shì)高低:a>b,A錯(cuò)誤;放電時(shí),電子流向:b→導(dǎo)線→a,B錯(cuò)誤;lT-MoS2/石墨烯電極材料可在光照條件下產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電,則充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān),C正確;由圖可知,放電時(shí),O2在正極得到電子生成H2O,電極方程式為O2+4e-+4H+2H2O,D錯(cuò)誤。5.(2024·陜西商洛尖子生學(xué)情診斷)某新型光催化鈉離子二次電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為S42-+6e-B.離子交換膜應(yīng)選擇陽(yáng)離子交換膜C.放電時(shí),每消耗1molNaI3,離子交換膜左室電解質(zhì)溶液質(zhì)量理論上增加46gD.適當(dāng)提高電解液的濃度可提升該電池存儲(chǔ)的能量答案:C解析:充電時(shí),為電解池,石墨電極上S元素被還原,石墨電極為陰極,光催化電極上I元素被氧化,光催化電極作陽(yáng)極;則放電時(shí)石墨電極為負(fù)極,光催化電極為正極。充電時(shí),石墨電極為陰極,電極反應(yīng)式為S42-+6e-4S2-,A正確;放電時(shí),鈉離子由左側(cè)向右側(cè)遷移,充電時(shí),鈉離子由右側(cè)向左側(cè)遷移,故離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜,B正確;放電時(shí),消耗NaI3,電極反應(yīng)式為I3-+2e-3I-6.(2024·江西九江十校第二次聯(lián)考)科學(xué)家研制出了一種薄如紙片,可剪裁、能折疊的輕型“紙電池”。將特殊工藝加工后的電極材料涂在紙上,形成效率比普通鋰電池效率高10倍的“紙電池”。其電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.電池的正極反應(yīng)式為2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)B.涂在紙上的電極材料是Zn和MnO2C.每生成1molMnO(OH),電池中轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子D.電池中MnO(OH)既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物答案:B解析:根據(jù)電池總反應(yīng)Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)可知,反應(yīng)中Zn被氧化,應(yīng)為原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,MnO2被還原,應(yīng)為原電池的正極,電極反應(yīng)式為MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,A錯(cuò)誤;Zn為原電池的負(fù)極,MnO2為正極,涂在紙上的電極材料是Zn和MnO2,B正確;由MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,每生成1molMnO(OH)轉(zhuǎn)移1mol電子,電池中轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,C錯(cuò)誤;Zn元素化合價(jià)升高,ZnO是氧化產(chǎn)物,MnO2被還原,MnO(OH)是還原產(chǎn)物,D錯(cuò)誤。7.(2024·甘肅張掖第三次診斷)神舟系列載人飛船的電源系統(tǒng)有太陽(yáng)能電池帆板和鎘鎳蓄電池。其中鎘鎳蓄電池的工作原理示意圖如下(L為小燈泡,K1、K2為開(kāi)關(guān)),電池總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列說(shuō)法正確的是()A.鎘鎳蓄電池可24小時(shí)全天候處于充電狀態(tài)B.鎘鎳蓄電池放電時(shí),電池外部電勢(shì):電極A>電極BC.鎘鎳蓄電池充電時(shí),電極A附近堿性逐漸減弱D.鎘鎳蓄電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式:Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O答案:D解析:根據(jù)圖示,電極A充電時(shí)為陰極,則放電時(shí)電極A為負(fù)極,負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2,負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2;電極B充電時(shí)為陽(yáng)極,則放電時(shí)電極B為正極,正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2,正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-;放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。使用太陽(yáng)能帆板對(duì)鎘鎳蓄電池進(jìn)行充電,白天光照時(shí)才處于充電狀態(tài),A錯(cuò)誤;據(jù)分析放電時(shí),電極A為負(fù)極,故電極A電勢(shì)小于電極B,B錯(cuò)誤;充電時(shí)電極A的電極反應(yīng)為Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,A電極附近堿性增強(qiáng),C錯(cuò)誤;充電時(shí),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O,D正確。8.(2024·甘肅白銀名校聯(lián)合調(diào)研)一種將酸—堿雙電解液分開(kāi)且具有雙溶解沉積反應(yīng)的酸堿混合高電壓水系可充電電池的充電過(guò)程如圖。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.充電時(shí),電極a與電源的負(fù)極相連B.放電時(shí),在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質(zhì)溶液C.放電時(shí),電極b的電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-Mn2++2H2OD.充電時(shí),當(dāng)電極a處生成6.5gZn時(shí),有0.1molK+通過(guò)交換膜N答案:D解析:充電時(shí),電極a上[Zn(OH)4]2-得到電子生成Zn,為電解池的陰極,與電源的負(fù)極相連,電極方程式為[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,電極b為電解池的陽(yáng)極,電極方程式為Mn2++2H2O-2e