新型化學電源

一、選擇題

1.某儲能電池的工作原理示意圖如下。下列說法正確的是()

U電源

T用電器

多孔活性

—炭電極

NaTi2(PO4)3/

Na3Tiz(PO4)J鈦電極

Cl2/CCl,NaCl/H,0

+

A.放電時負極反應為Na3Ti2(P04)3—2屋=NaTiz(PO03+2Na

B.放電時C廠透過多孔活性炭電極向CCL中遷移

C.放電時每轉移1mol電子，理論上CCL吸收0.5molCl2

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

2.利用電解質溶液的濃度對電極電勢的影響，可設計濃差電池。某熱再生濃差電池的工作原

理示意圖如下，通入NL時電池開始工作，左側電極質量減小，右側電極質量增大，中間A

2+2+

為陰離子交換膜，放電后可利用廢熱進行充電再生。已知：CU+4NH3-[CU(NH3)JO下列

說法不正確的是()

1負載卜

Cug幺溶液

A.放電時，左側電極發生氧化反應：Cu+4NH3-2e-=[Cu(NH3)J2+

B.放電時，電池的總反應為CU2++4NH3=[CU(NH3)4產A^>0

C.放電時，N0；經離子交換膜由右側向左側遷移

D.上述原電池的形成說明相同條件下，[Cu(NH3)J+的氧化性比cu"的弱

3.微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成環境友好的物質,其工作原理示

意圖如下，a、b均為石墨電極。下列說法錯誤的是()

4h

空氣

b1

L有機1

處理廢水F型2/稀硫酸

廢水

微生物M二二正二;

三三三:三三

質子交換膜

+

A.a電極的電極反應為H2NCH2cH帆一16屋+4Ha=2C02f+N2t+16H

B.電池工作時質子通過質子交換膜由負極區向正極區移動

C.a電極上的電勢比b電極上的電勢低

D.電池工作時b電極附近溶液的pH保持不變

4.微生物燃料電池是一種通過微生物降解污染物同步回收電能的處理系統，具有綠色、安全、

碳排放量低的特點，其工作原理示意圖如下。下列說法錯誤的是（）

質

co2子

交

打機r---微生物換

化合■膜

物石墨纖維

A.石墨纖維電極為電池負極

B.電池工作時，Pt電極比石墨纖維電極電勢低

+

C.正極反應：02+4e^+4H^2H20

D.放電過程中酎從石墨纖維電極區通過質子交換膜移向Pt電極區

5.（2024?梅州模擬）熱電池是高溫熔融鹽一次電池，在航空航天領域有廣泛應用。該電池若

采用Li（Al）、Li（Si）等合金為電極，比純鋰安全性更好。某熱電池的結構示意圖如下，放

電時，1molFeS?完全反應時得到4mol電子。下列說法錯誤的是（）

用電器

Li(Al)

LiF-LiCl-LiBr(l)

A.電子流向：Li（Al）極一用電器fFeS2極

B.若1molLiaNAl）轉化為LQDA1）,則消耗FeS?的質量為98.4g

C.正極的電極反應式為FeSz+4Li++4e-=Fe+2Li2s

D.如果用Li（Si）替代Li（Al）,電極反應和電池反應都不變化

6.一種新型AC/LiMrhO4電池體系，在快速啟動、電動車等領域具有廣闊應用前景。該電池采

用尖晶石結構的LiMnzOK可由LizCOs和MnO?按物質的量之比1：2反應合成）為正極，高比表

面積活性炭AC（石墨顆粒組成）為負極，充、放電過程如下圖所示。下列說法正確的是（）

A.合成LiMnzO,的過程中可能有H2產生

B.放電時，正極的電極反應為LiMn204+xe-=Lii-/n204+；fLi+

C.充電時，AC極應與電源的負極相連

D.可以用LizSO,水溶液作為電解質溶液

7.（2024?廣州局三適應性測試）某新型可連續工作的鋰液流電池的工作原理示意圖如下。下

列說法不正確的是（）

——3

A.放電時，左側Li+濃度基本不變

B.充電時，電極B發生反應：21；—2屋=3L

C.當外電路電流為0時，再向儲液罐中注入FeCL/HCl,電池可快速充電，重新工作

D.充電時，電極A質量增加ag時，右側共有，molK+轉移至左側

8.三元鋰離子電池因其具有更高的電壓，更大的比容量而受到汽車行業青睞。一種三元鋰離

子電池（NCM）放電的原理如圖所示，電池的總反應為LiNii/CoiMn0+6CLi「

3/31/32放電

3coi/sMni/sOz+LiCi。下列說法正確的是（）

Li

A.放電時，電極M為正極,發生還原反應

B.放電時，正極的電極反應為LiC—e-=Li+6c

-+

C.充電時，陽極的電極反應為LiNii/3Coi/3Mni/302-^e=Lii-.vNii/3Coi/3Mni/302+ALi

D.充電時，Li+向電極N移動

9.（2024?汕頭階段測試）科學家設計微生物原電池,用于處理廢水（酸性）中的有機化合物及

脫除硝態氮，工作原理示意圖如下。下列有關該微生物電池的說法正確的是（）

電極mQCO2電極n

--K--

---X---

二5?口12。6二二生二

X一物一

質子交換膜

A.電子由電極m轉移到電極n

B.每生成1molCO2轉移8mole

-

C.電極m的電極反應式為2N0；+6H20+10e-=N2t+120H

D.仁通過質子交換膜移向左側極室

10.物質由高濃度向低濃度擴散而引發的一類電池稱為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀

溶液組成的電池（cKcz）,工作時，A電極的質量不斷減輕。下列說法正確的是（）

人名的籀液415TAgN。籀液

A.Ag+由交換膜右側向左側遷移

B.B電極為正極，發生氧化反應

C.若外電路通過0.1mol電子，則右側溶液減輕6.2g

D.原電池的總反應是非氧化還原反應

11.（2024?揭陽模擬）我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘澳液流電池，其工作原理

示意圖如下，圖中貯液器可儲存電解質溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）

A.放電時，a電極的反應為LB—+2屋=2廣+8/

B.放電時，溶液中離子的數目減少

C.充電時，b電極每增重0.65g,溶液中有0.02mol「被氧化

D.充電時，a電極接外電源正極

12.雙鹽Mg-Cos電池由Li+替代了Mg。卡在正極材料中的嵌入，解決了Mg"擴散緩慢、鋰離子

電池鋰枝晶生長等問題，其充、放電過程如下圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.放電時，CoS?電極的電勢高于Mg電極的電勢

B.放電時，每轉移2mol屋，正極質量減少14g

C.充電時，若充電電壓為2.0V,可能造成電池性能衰減

D.充電時，充電電壓為2.75V時，陽極反應為Co+2Li2s—4e-=CoS?+4Li+

13.（2024?廣東六校聯考）中性Zn/Fe液流電池由于安全、穩定、電解液成本低、容量高、

使用領域廣、循環使用壽命長等優點成為電化學儲能熱點技術之一。該電池的結構及工作原

理如下圖所示。下列說法正確的是（）

A.放電時，負極區離子數目增多

B.充電時，電極Y連接電源負極

C.放電時，當電極X減少6.5g時，溶液中有0.2molK+從電極X區通過離子交換膜進入

電極Y區

D.充電時，陽極的電極反應式為[Fe（CN）6『--e-=[Fe（CN）614-

14.天津大學在光催化應用研究領域取得重大進展，下圖是光催化微生物燃料電池的工作原

理示意圖：

外加電阻

已知：電極a在光激發條件下會產生電子（eD、空穴（h+）。下列說法錯誤的是（）

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.光激發時，光生電子會與結合，光生空穴會與電極b產生的電子結合

C.電極b的電極反應：（CeHioOs）"—24葭+7AH2。=6忒t+24加+

D.電池工作一段時間后，右側溶液pH保持不變（不考慮C02的溶解）

15.（2024?惠州高三調研）全鋼液流電池的工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是

)

表示充電

表示放電

質子交換膜

A.放電時，負極反應為V?+—屋=儼+

B.充電時，陽極區pH降低

C.放電時，正極每消耗2mol廣，負極區便有2mol酎通過質子交換膜移向正極區

2++2+3+

D.電池總反應為VO：+V+2HVO+V+H2O

充電

二、非選擇題

16.燃料電池是利用燃料與氧氣反應從而將化學能轉化為電能的裝置。

（1）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。

質子交換膜

①A為微生物燃料電池的..（填“正”或“負”）極。

②正極反應式為：o

③放電過程中，H+由極區向極區遷移（填“正”或“負”）。

④在電池反應中，每消耗1mol氧氣，理論上生成標準狀況下二氧化碳的體積是o

（2）一種一氧化碳分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質為氧化鋁一氧化鈉，其中

CP-可以在固體介質NASICON中自由移動。傳感器中通過的電流越大，尾氣中一氧化碳的

含量越高。請回答:

：：：：：：：：：

::::::::::多孔電極aco

|傳感器|

NASICON

多孔電極b1空氣

?a極電極反應式為：_____________________________________________________

②工作時，CP-由電極向電極移動（填，、”或“b”）；

③電子由電極通過傳感器流向電極（填“a”或"b”）。

17.下圖是一個化學過程的示意圖。已知甲池的總反應式為：2cH3OH+3O2+

4NaOH=2Na2CO3+6H2O。

請回答下列問題：

（1）圖中甲、乙兩池的名稱：甲池是裝置，乙池是裝置。

（2）下列電極的名稱：通入CH30H的電極名稱是,

B（石墨）電極的名稱是o

（3）寫出電極反應式：

①通入02的電極的電極反應式是:;

②A（石墨）電極的電極反應式為：?

⑷乙池中反應的化學方程式為：o

⑸若反應結束后乙池中A（石墨）電極上共收集到氣體0.050mol,則甲池中理論上消耗

。2mL（標準狀況下）。

新型化學電源

一、選擇題

1.某儲能電池的工作原理示意圖如下。下列說法正確的是()

U電源

T用電器

多孔活性

—炭電極

NaTi2(PO4)3/

Na3Tiz(PO4)J鈦電極

Cl2/CCl,NaCl/H,0

+

A.放電時負極反應為Na3Ti2(P04)3—2屋=NaTiz(PO03+2Na

B.放電時C廠透過多孔活性炭電極向CCL中遷移

C.放電時每轉移1mol電子，理論上CCL吸收0.5molCl2

D.充電過程中，NaCl溶液濃度增大

解析：選A。放電時負極反應為Na3Ti2(POa)3—2e-=NaTiz(P()4)3+2Na+,正極反應為CI2+

2e-=2Cl-；充電時陽極反應：2Cr-2e-=CLt,陰極反應為NaTiz(P0a)3+2Na++2e-

=Na3Ti2(P04)3oA.由上述分析可知，A正確；B.放電時，陰離子移向負極，即透過多

孔活性炭電極向NaCl中遷移，B錯誤；C.由放電時正極反應可知，放電時每轉移1mol電

子，理論上0；14釋放0.511101。2,C錯誤；D.充電過程中，陽極消耗氯離子，陰極消耗鈉

離子，NaCl溶液濃度減小，D錯誤。

2.利用電解質溶液的濃度對電極電勢的影響，可設計濃差電池。某熱再生濃差電池的工作原

理示意圖如下，通入NHs時電池開始工作，左側電極質量減小，右側電極質量增大，中間A

為陰離子交換膜，放電后可利用廢熱進行充電再生。已知：CU2++4NH3?[CU(NH3)4]2+。下列

說法不正確的是()

2+

A.放電時，左側電極發生氧化反應：Cu+4NH3—2e[Cu(NH3)4]

B.放電時，電池的總反應為CU2++4NH3=[CU(NH3)J2+A^>0

C.放電時，NO；經離子交換膜由右側向左側遷移

D.上述原電池的形成說明相同條件下，[Cu?%),]?+的氧化性比Cu"的弱

解析：選B。通入NL時電池開始工作，左側電極質量減小，故左側電極為負極，電極反應

為Cu+4NH3—2e-=[Cu(NH3)42+,右側電極質量增加，故右側電極為正極，電極反應為Ci?

++2e-=Cu,放電時電池的總反應為CU2++4NH34CU(NH3)』2+,放電后可利用廢熱進行充電

再生，故該反應為放熱反應，'MO,A項正確、B項錯誤；A為陰離子交換膜，放電時NO；

經離子交換膜由右側向左側遷移，C項正確；負極電極反應中，Cu為還原劑，失電子，生成

氧化產物[CU(NH3)4Y+,正極電極反應中，C/+為氧化劑，相同條件下，氧化劑的氧化性強

2+2+

于氧化產物的氧化性，故氧化性：CU>[CU(NH3)J,D項正確。

3.微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成環境友好的物質，其工作原理示

意圖如下，a、b均為石墨電極。下列說法錯誤的是()

+

A.a電極的電極反應為H2NCH2cH2陽2—16屋+4壓0=2C02f+N2f+16H

B.電池工作時質子通過質子交換膜由負極區向正極區移動

C.a電極上的電勢比b電極上的電勢低

D.電池工作時b電極附近溶液的pH保持不變

解析：選D。H2NCH2CH2NH2在a電極上失電子發生氧化反應，電極反應為H2NCH2cH2NH2—161

+

+4H20=2C02f+N2t+16H,A正確；原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，

故電池工作時質子(H+)通過質子交換膜由負極區向正極區移動，B正確；a電極為負極，b

電極為正極，故a電極上的電勢比b電極上的電勢低，C正確；電池工作時，氧氣在正極b

-+

上得電子發生還原反應，電極反應式為02+4e+4H=2H20,酎濃度減小，故b電極附近

溶液的pH增大，D錯誤。

4.微生物燃料電池是一種通過微生物降解污染物同步回收電能的處理系統，具有綠色、安全、

碳排放量低的特點，其工作原理示意圖如下。下列說法錯誤的是()

A.石墨纖維電極為電池負極

B.電池工作時，Pt電極比石墨纖維電極電勢低

-+

C.正極反應：02+4e+4H=2H20

D.放電過程中H+從石墨纖維電極區通過質子交換膜移向Pt電極區

解析：選B。石墨纖維電極上有機化合物轉化為CO2發生氧化反應，為負極，而Pt電極上

轉化為壓0發生還原反應，為正極。A.由分析可知，石墨纖維電極為負極，A項正確；B.電

池工作時，正極電勢(Pt)高于負極(石墨纖維)電勢，B項錯誤；C.Pt電極為正極，電極反

應為02+4屋+4H+=2上0,C項正確；D.放電時，陽離子移向正極，所以f從石墨纖維電

極區通過質子交換膜移向Pt電極區，D項正確。

5.(2024?梅州模擬)熱電池是高溫熔融鹽一次電池，在航空航天領域有廣泛應用。該電池若

采用Li(Al)、Li(Si)等合金為電極，比純鋰安全性更好。某熱電池的結構示意圖如下，放

電時，1molFeSz完全反應時得到4mol電子。下列說法錯誤的是()

--------J用電器；--------

PHLi(Al)FeS2

LiF-LiCl-LiBr(l)

A.電子流向：Li(Al)極f用電器fFeS2極

B.若1molLi0.9(Al)轉化為Lio.1?(Al),則消耗FeS?的質量為98.4g

+-

C.正極的電極反應式為FeS2+4Li+4e=Fe+2Li2S

D.如果用Li(Si)替代Li(Al),電極反應和電池反應都不變化

解析：選B。由題圖可知，Li(A1)極為負極，Fe%極為正極，負極鋰比鋁活潑，放電時鋰優

-++-

先失電子生成鋰離子，負極反應式為Li-e=Li,正極反應式為FeS2+4Li+4e=Fe

+2Li2So電池放電時，電子由負極經外電路流向正極，即電子流向：Li(Al)極一用電器一FeSz

-

極，A項正確；放電時，1molLio.9(Al)轉化為Li。.(Al)的反應式為Li0.9(Al)-0.82e

=Lio,os(Al)+O.82Li+,正極反應式為FeS?+4Li++4e—=Fe+2Li￡,當轉移0.82mol電

子時，消耗0.205molFeSz,質量為0.205molX120g?mor1=24.6g,B項錯誤；由分

析可知，正極的電極反應式為FeSz+4Li++4e-=Fe+2LizS,C項正確；Li(Si)為負極，仍

然是鋰發生氧化反應，電極反應和電池反應都不變化，D項正確。

6.一種新型AC/LiMn。電池體系，在快速啟動、電動車等領域具有廣闊應用前景。該電池采

用尖晶石結構的LiMn。(可由LizCQ,和MnO2按物質的量之比1：2反應合成)為正極，高比表

面積活性炭AC(石墨顆粒組成)為負極，充、放電過程如下圖所示。下列說法正確的是()

A.合成LiMn。的過程中可能有出產生

B.放電時，正極的電極反應為LiMnC+xe-=Li—Mri2C)4+；fLi+

C.充電時，AC極應與電源的負極相連

D.可以用Li￡(h水溶液作為電解質溶液

解析：選析A.Li2c。3和MnOz按物質的量之比1：2反應合成LiMmO.Mn元素化合價降低，

根據得失電子守恒，氧元素化合價升高，可能有0?產生，故A錯誤；B.放電時，LiMnQ

為正極，AC極為負極，鋰離子向正極移動，正極上Li-Mn。得到電子發生還原反應，電極

反應為Lii-、Mn204+ALi++xe-=LiMn。，故B錯誤；C.放電時AC為負極，故充電時AC極

應與電源的負極相連，故C正確；D.鋰會和水反應，該電池體系應該采用有機溶劑作為電

解質溶液，故D錯誤。

7.（2024?廣州高三適應性測試）某新型可連續工作的鋰液流電池的工作原理示意圖如下。下

列說法不正確的是（）

A.放電時，左側Li+濃度基本不變

B.充電時，電極B發生反應：21；—21=3L

C.當外電路電流為0時，再向儲液罐中注入FeCL/HCl,電池可快速充電，重新工作

D.充電時，電極A質量增加ag時，右側共有1molK+轉移至左側

解析：選D。由題圖可知，放電時，電極A為原電池的負極，鋰失去電子發生氧化反應生成

鋰離子，電極反應式為Li—葭==Li+,電極B為正極，碘在正極得到電子發生還原反應生

成I；,電極反應式為3L+2e-=2I；,正極室中陰離子電荷數增多，負極室生成的鋰離

子通過鋰超離子導電隔膜由左向右移動，維持兩邊溶液電荷守恒；充電時，電極A與直流電

源的負極相連，為陰極，電極B與直流電源的正極相連，為陽極。A項，由分析可知，放電

時，左側鋰離子濃度基本保持不變，故A正確；B項，充電時，電極B為電解池的陽極，電

極反應式為21；-2屋=31,故B正確；C項，當外電路電流為0時，說明碘完全反應轉

化為I；,再向儲液罐中注入FeCL/HCLFe，+能將I；氧化為單質碘，使碘在正極上放電,

起到快速充電的作用，使電池重新工作，故C正確；D項，鋰超離子導電隔膜只允許鋰離子

通過，不允許鉀離子通過，故D錯誤。

8.三元鋰離子電池因其具有更高的電壓，更大的比容量而受到汽車行業青睞。一種三元鋰離

子電池（NCM）放電的原理如圖所示，電池的總反應為LiNii/sCo”3Mm2+6C弋：Lii-

放電

ANii/sCoi/sMni/aOz+LiXso下列說法正確的是（）

電極M電極N

A.放電時，電極M為正極，發生還原反應

B.放電時，正極的電極反應為LiC—e「=Li+6c

-+

C.充電時，陽極的電極反應為LiNii/3Coi/3Mni/302-^e=Lii-JNii/3Coi/3Mni/302+ALi

D.充電時，Li+向電極N移動

解析：選Co根據電池的總反應LiNii/sCowMn^+GC弋：Li—Ni/Coi/3MmM+LiC

放電

可知，放電時，負極反應為LiC—於一=ALi++6C,正極反應為LiiNiy3col/3Mni/3（）2+-￥Li+

+xe-=LiNi=3coi/3M111/3O2；充電時，陰極、陽極反應式與負極、正極反應式正好相反。A.放

電時，電極M上發生的電極反應為LiC—=j￡i++6C,為原電池的負極，發生氧化反

應，選項A錯誤；B.由上述分析可知，選項B錯誤；C.充電時，陽極的電極反應為

LiNii/3Coi"Mm/3（）2—xe-=Lii-、Nii/3Coi/3Mm仍+乩1卡,選項C正確;D.充電時，14*向電解

池的陰極即原電池的負極（電極M）移動，選項D錯誤。

9.（2024?汕頭階段測試）科學家設計微生物原電池,用于處理廢水（酸性）中的有機化合物及

脫除硝態氮，工作原理示意圖如下。下列有關該微生物電池的說法正確的是（）

——S?——

風\J電極m}CO?、小電極n

二斗二二二匕三斗二二

------/-It-------;仁斐Ik場二

3

--0-----------＜：-C6H12O6-

--------------------------------------------------M\f.......一-一-物jtr,一—

質子交換膜

A.電子由電極m轉移到電極n

B.每生成1molCO?轉移8mole-

C.電極m的電極反應式為2N0；+6H20+10e-=N2t+120H-

D.肘通過質子交換膜移向左側極室

解析：選D。A.電極m上NO3得電子生成N2,發生還原反應，電極m是正極，電極n是負

極，電子由電極n經導線轉移到電極m,故A錯誤；B.電極n上C6Hl2。6失電子生成CO?,碳

元素化合價由0價升高到+4價，每生成1molCO?轉移4mol院，故B錯誤；C.質子交

換膜只允許氫離子通過，電極m上N0；得電子生成Nz,電極反應式為2N0；+12H++10e-

=N2t+6H20,故C錯誤；D.原電池中，陽離子移向正極，酎通過質子交換膜移向左側極

室，故D正確。

10.物質由高濃度向低濃度擴散而引發的一類電池稱為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀

溶液組成的電池（c《Q）,工作時，A電極的質量不斷減輕。下列說法正確的是（）

A.Ag+由交換膜右側向左側遷移

B.B電極為正極，發生氧化反應

C.若外電路通過0.1mol電子，則右側溶液減輕6.2g

D.原電池的總反應是非氧化還原反應

解析：選D。工作時，A電極的質量不斷減輕，故A電極為負極，發生氧化反應，B電極為

正極，發生還原反應；由于裝置中所用的隔膜為陰離子交換膜，所以NO；由交換膜右側向

左側遷移，故A、B錯。若外電路通過0.1mol電子，則右側溶液中有0.1molNO；向左側

遷移，0.1molAg+得到電子生成Ag,所以由

AgNOs?e-

170g1mol

17.0g0.1mol

可知，若外電路通過o.lmol電子，則右側溶液減輕17.0g,故C錯。負極的電極反應式

為Ag—1=Ag+,正極的電極反應式為Ag++[=Ag,總反應為非氧化還原反應，故D對。

11.（2024?揭陽模擬）我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘澳液流電池，其工作原理

示意圖如下，圖中貯液器可儲存電解質溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）

A.放電時，a電極的反應為LBr「+2葭=2「+Br「

B.放電時，溶液中離子的數目減少

C.充電時，b電極每增重0.65g,溶液中有0.02mol「被氧化

D.充電時，a電極接外電源正極

解析：選B。根據題圖可知，放電時，a電極上1田廣轉化為近一和廣，電極反應為1出一+

2e-=2r+Br-,A項正確；放電時，正極區LBr轉化為比一和廣，負極區Zn轉化為Zr?

十,溶液中離子的數目增多，B項錯誤；充電時，b電極發生反應Zn"+2e-=Zn,b電極增

重0.65g時，轉移0.02mole,根據各電極上轉移電子數相同可知，溶液中有0.02molI

—被氧化，C項正確；放電時，a電極為正極，充電時，a電極為陽極，接外電源正極，D項

正確。

12.雙鹽Mg-CoSz電池由Li+替代了Mg"在正極材料中的嵌入，解決了Mg?+擴散緩慢、鋰離子

電池鋰枝晶生長等問題，其充、放電過程如下圖所示。下列說法錯誤的是（）

I------------?------------1

Co3s4

12.0V

電

電

極

二＞極

Mg

Li+/M『+混合電解液

A.放電時，CoS?電極的電勢高于Mg電極的電勢

B.放電時，每轉移2mole,正極質量減少14g

C.充電時，若充電電壓為2.0V,可能造成電池性能衰減

D.充電時，充電電壓為2.75V時，陽極反應為Co+2Li2s—4屋=CoS2+4Li+

解析：選B。由題圖可知，放電時，Mg電極為負極，電極反應為崛一2底=Mg'+,C0S2電極

為正極，電極反應為CoSz+4Li++4e-=Co+2Li2S；充電時，Mg電極為陰極，CoS?電極為

陽極。A.放電時，Mg電極為負極，CoS?電極為正極，正極的電勢高于負極的電勢，故CoS?

電極的電勢高于Mg電極的電勢，A正確；B.放電時，CoS?電極為正極，電極反應為C0S2+

+

4Li+4e-=Co+2Li2S,每轉移2moie,正極質量增加2moiX7g/mol=14g,B錯誤;

C.由題圖可知，若充電電壓為2.0V,充電過程中Co會轉化為Co3s4,放電時Co3s4不能參

與反應，故會造成電池性能衰減，C正確；D.由題圖可知，充電電壓為2.75V,CoS?電極

為陽極，電極反應式為Co+2Li2s—4屋=CoSz+4Li+,D正確。

13.（2024?廣東六校聯考）中性Zn/Fe液流電池由于安全、穩定、電解液成本低、容量高、

使用領域廣、循環使用壽命長等優點成為電化學儲能熱點技術之一。該電池的結構及工作原

理如下圖所示。下列說法正確的是（）

B.充電時，電極Y連接電源負極

C.放電時，當電極X減少6.5g時，溶液中有0.2molK+從電極X區通過離子交換膜進入

電極Y區

D.充電時，陽極的電極反應式為[Fe(CN)6『—-葭=[Fe(CN)e]4一

解析：選C。放電時Zn失去電子變為鋅離子，結合B/生成[ZnBr』-，電極X為負極，電

2-

極反應式為Zn-2e-+4Br-=[ZnBr4];電極Y為正極，電極反應式為[Fe626丁一十葭

4

=[Fe(CN)6]-；充電時，電極Y連接電源正極，電極X連接電源負極。A.由分析可知，放

2-

電時負極的電極反應式為Zn-2e-+4Br-=[ZnBr4],故負極區溶液中離子數目減少，A

錯誤；B.由分析可知，充電時，電極Y應該連接電源正極，B錯誤；C.由分析可知，放電

時，當電極X減少6.5g時，消耗1molZn,轉移0.2mol電子，根據電解質溶液呈電中

性，故溶液中有0.2molK+從電極X區通過離子交換膜進入電極Y區，C正確；D.充電時，

43-

陽極的電極反應式為[Fe(CN)J一一葭=[Fe(CN)6],D錯誤。

14.天津大學在光催化應用研究領域取得重大進展，下圖是光催化微生物燃料電池的工作原

理示意圖：

外加電阻

已知：電極a在光激發條件下會產生電子(1)、空穴(h+)。下列說法錯誤的是()

A.電極電勢：電極a＞電極b

B.光激發時，光生電子會與a結合，光生空穴會與電極b產生的電子結合

C.電極b的電極反應：(CeHioOsK—24葭+7加2。=6忒t+24加+

D.電池工作一段時間后，右側溶液pH保持不變(不考慮CO?的溶解)

解析：選C。A.(CeHiQ).在電極b上失電子，轉化為CO?和故電極b為負極，電極a

為正極，正極的電極電勢高于負極的電極電勢，故電極電勢：電極a〉電極b,故A正確；B.根

據已知信息可知，電極a在光激發條件下會產生電子(院)、空穴(h+),光生電子會與。結

合生成H2,光生空穴會與電極b產生的電子結合，故B正確；C.(CeHuA).在電極b上失電

子生成CO?和H卡,根據得失電子守恒、電荷守恒，電極b的電極反應為(CeHioOs)”-24朧-+

7AH20=6M02t+24加+,故C錯誤；D.根據電極反應，每轉移24〃mol電子，右側溶液中

生成24AmolH+,同時會有24〃mol酎通過陽離子交換膜移向左側溶液，故右側溶液的pH

保持不變，故D正確。

15.(2024?惠州高三調研)全機液流電池的工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是

表示充電

,表示放電

質子交換膜

A.放電時，負極反應為V?+—1=丫3+

B.充電時，陽極區pH降低

C.放電時，正極每消耗2molH+,負極區便有2mol酎通過質子交換膜移向正極區

2+3+

D.電池總反應為V0：+嚴+2H+￥尊VO+V+H2O

充電

解析：選C。由題圖可知，放電時，V，+被氧化，N電極為負極，電極反應為V"—e-=V",

-+2+

V0（被還原，M電極為正極，電極反應為VO：+e+2H=VO+H2O；充電時，N電極為陰

2++

極，電極反應為十++