2023-2024屆新高考一輪復習人教版 第六章 練習6　新型化學電源 學案

熱點強化練6新型化學電源

1.（2022?上海閔行區(qū)一模）某雜志報道了一種固體鐵一空氣電池（采

用鐵一石墨電極），是大規(guī)模應用于牽引力最有可能的電化學動力源

之一。下列有關(guān)該電池工作時說法不正確的是（B）

A.電子由鐵電極流向石墨電極

B.石墨電極本身發(fā)生還原反應

C.電池的負極反應為Fe-2e-Fe2+

D.該電池工作時化學能轉(zhuǎn)化為電能

解析:鐵一空氣電池（采用鐵一石墨電極），鐵失電子,作負極;空氣中

氧氣得電子,在正極發(fā)生反應,石墨作正極。電子由負極流向正極,故

A正確；石墨作正極,正極上氧氣發(fā)生得電子的還原反應,故B錯誤;負

極上鐵失電子，故負極反應式為Fe-2e=Fe2+,故C正確;原電池是將

化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故D正確。

2.（2022-四川德陽二模）如圖所示的鋰一二氧化錦電池是以高氯酸

鋰或三氟甲基磺酸鋰為電解質(zhì)，其正極反應是一種典型的嵌入式反應,

電池總反應為Li+MnOz—LiMn（λ°下列說法錯誤的是（D）

-----------電極蓋1絲網(wǎng)號片隔膜

角電卷［*******M

__________!電版321二氧4鎰密%膠圈

絲網(wǎng)

A.鋰片作負極,發(fā)生氧化反應

B.放電時，正極反應為Mno2+Li'+e=^LiMnO2

C.高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中

D.放電時，電子流向為電極蓋If用電器f電極蓋2f內(nèi)電路f電極

蓋1

解析：由電池總反應Li+Mnθ2^~LiMnO2可知Li失電子,作負極,發(fā)生氧

化反應,A正確;放電時一,MnOz在正極得電子，正極反應為Mno2+Li+e

-LiMnO2,B正確；負極Li是活潑金屬,能與水反應,故高氯酸鋰或三

氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中,C正確;放電時屬于原電池裝

置，電子從負極經(jīng)用電器流向正極,不在電解質(zhì)中移動,D錯誤。

3.某科研團隊以KSn合金為負極，以含竣基多壁碳納米管（MWCNTs一

COOH）為正極催化劑構(gòu)建了可充電K-COz電池（如圖所示），電池反應為

4KSn+3C0?2KC03+C+4Sn,其中生成的AC。，附著在正極上。該成果對

允用2

改善環(huán)境和緩解能源問題存在巨大潛力。下列說法正確的是（C）

KSnMWCNTs-COOH

A.放電時，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs-COOH

B.電池每吸收22.4LCO2,電路中轉(zhuǎn)移4mole^

+

C.充電時，陽極反應式為C-4e+2K2C03-3C02↑+4K

D.為了更好地吸收溫室氣體CO?,可用適當濃度的KOH溶液代替酯基電

解質(zhì)

解析：電子不在電解質(zhì)中移動,A錯誤;未指明氣體狀況,無法根據(jù)體積

確定其物質(zhì)的量,B錯誤;若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會與

正極上的MWCNTS—COOH發(fā)生反應，因此不能使用KOH溶液代替酯基電

解質(zhì),D錯誤。

4.（不定項）（2022?山東聊城一中開學考試）如圖是一種新型的光化

學電源，當光照射N型半導體時,通入和H2S即產(chǎn)生穩(wěn)定的電流并獲

得乩。2（IMQ和AQ是兩種有機物）。下列說法正確的是（AD）

A.甲池中的石墨電極是電池的正極

B.H?i過全氟磺酸膜從甲池進入乙池

+

C.甲池中石墨電極上發(fā)生的電極反應為AQ+2H-2e-H2AQ

D.總反應為H2S+02≡=H202+SI

解析：由電子流向可知石墨電極為正極,A正確;H-向正極移動,應通過

全氟磺酸膜從乙池進入甲池,B錯誤；甲池中石墨電極為正極,得電子

發(fā)生還原反應,C錯誤;通入硫化氫和氧氣,分別生成硫和過氧化氫,則

總反應為H2S+02≤BH202+SJ,D正確。

5.（不定項）（2022?山東省實驗中學一診）某科研小組設(shè)計了一種新

型雙微生物燃料電池裝置,如圖所示。在a極將生活污水中的有機物

（以C6H06為例）轉(zhuǎn)化為（A,b極將酸性工業(yè)廢水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為岫。

下列說法不正確的是（B）

A.a極反應式為C6H1206-24e+6H20-6C02t+24H^

B.若b極產(chǎn)生了4.48L（已換算為標準狀況）的氣體,則穿過質(zhì)子交換

膜進入左室的M數(shù)目為2M

C.電池工作時，電流由b極經(jīng)負載流向a極,再經(jīng)兩電解質(zhì)溶液回到b

極

D.若用該電池對鉛酸蓄電池進行充電,b極接Pb（λ極

解析:a極上C6H06被氧化為CO2,電解質(zhì)溶液顯酸性,所以電極反應式

為C6H1206-24e+6H20-6C02↑+24H；A正確；原電池中，陽離子由負極

向正極移動，即向右室移動,B錯誤;鉛酸蓄電池放電時Pbθ2被還原,為

正極,則充電時為陽極,需與外接電源的正極相連,所以b極接PbO2

極,D正確。

6.（不定項）某科研團隊研制了一種基于陽離子型活性分子的中性水

系有機液流電池，以［Pyr-TEMPO］和［Pyr-PV］Cl1作中性水系有機液流

電池的電極材料，已知放電時［Pyr-PVl先轉(zhuǎn)化為［Pyr-PV『*,后轉(zhuǎn)化

為［Pyr-PVr,電池工作原理如圖所示。下列說法正確的是（B）

磁力泵離子交換膜磁力泵

A.放電的過程中，氯離子由b電極向a電極移動

B.放電時,負極的電極反應之一為[Pyr-PVj"-e===[Pyr-PV]b

C.a電極的電勢比b電極的低

D.充電時,b電極為陽極,發(fā)生氧化反應

解析：由放電時[Pyr-PV]2+先轉(zhuǎn)化為[Pyr-PV]3，,后轉(zhuǎn)化為[Pyr-PV]",

可知b電極失電子,發(fā)生氧化反應,為電源負極,則a電極為正極,氯離

子由a電極向b電極移動,A錯誤;放電時,a電極為正極,b電極為負

極,則充電時,a電極為陽極,b電極為陰極,故無論放電或充電,a電極

的電勢均比b電極的高,C、D錯誤。

7.(不定項)近年來鉀離子電池的研發(fā)受到廣泛重視。一種“搖椅式”

放甩

鉀離子電池原理如圖所示，電池反應為KjFePOI+KC疑KFePO,+8C。下

列敘述錯誤的是(B)

A.放電時,a極是正極

B.充電時,若x=∣,則a極材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=I：2

C.充電時,b極反應式:xK'+xe+8C-KC

D.放、充電時，圖中箭頭所示為K+的移動方向，形同“搖椅”

解析:放電時為原電池，陽離子K*脫離負極表面進入電解質(zhì)溶液中，移

向正極,則a極為正極,A正確;充電時為電解池,若Xq根據(jù)化合價的

代數(shù)和為0,設(shè)Fe*的物質(zhì)的量為amol,FeM的物質(zhì)的量為bmol,則

a+b=l,根據(jù)化合價的代數(shù)和為0,正化合價之和為(l-，+2a+3b,PO1

的負化合價為-3價,BP(l-∣)+2a+3b+(-3)=0,解得a=∣,b=∣,所以

KIFePol中n(Fe")：n(Fe3+)=2：1,B錯誤;充電時,b極為陰極,電極反

應式為xlC+xe-+8C-KC,C正確;放電時為原電池,陽離子IC移向正極,

充電時為電解池,陽離子IC移向陰極,則圖中箭頭所示為K+的移動方

向，形同“搖椅”，D正確。

8.(不定項)(2022?山東煙臺一模)一種全有機質(zhì)子二次電池放電原

理如圖所示，電極材料中的P、P0、PR均為有機高分子化合物。下列

說法正確的是(C)

A.放電時，電極M發(fā)生氧化反應

B.放電時,H移向電極N

C.充電一段時間后，電解液的pH未變

D.充電時，陽極反應式為P-2e—P0+2H-

解析：由圖示可知,放電時，電極M±PO得電子結(jié)合氫離子生成P,為

正極，電極反應式為P0+2ne+2nH——P（PO是有機物的簡寫,其中的0

不代表氧元素），發(fā)生還原反應,A錯誤；由圖示可知,放電時，電極M得

電子,為正極,H-移向電極M,B錯誤；由圖示可知,放電時正極反應式為

P0+2ne+2nH-P,負極反應式為PR-2ne—2nH++P（PR是有機物的簡

寫,其中的R不代表某一元素），則電池總反應為P0+PR∣?2P,可知充

電一段時間后，電解液的pH未變,C正確;充電時?，陽極反應式為

P-2ne^==P0+2nH+,D錯誤。

9.如圖是使用固體電解質(zhì)的燃料電池,裝置中以稀土金屬材料作惰性

電極,在兩極上分別通入C乩和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了丫2。3的

ZrOz固體,它在高溫下能傳導正極生成的0"Q+4e——2。2-）。

電流的方向

（Dc電極為（填“正”或“負”）極。

（2）d電極上的電極反應式為o

⑶如果消耗160g甲烷,假設(shè)化學能完全轉(zhuǎn)化為電能,則轉(zhuǎn)移電子的

數(shù)目為（設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值），需要消耗標準狀況下

氧氣的體積為Lo

解析：（1）根據(jù)圖中電流方向可知,c電極是正極。（3）16OgCHl的物質(zhì)

的量為10mol,根據(jù)電極反應式可知,反應中轉(zhuǎn)移80mol電子，則正

極消耗。2應為20mol,在標準狀況下的體積為20mol×22.4

,

L?moΓ=448Lo

2

答案：(1)正(2)CH4+40^-8e^=_=C02+2H20(3)80NΛ448

10.(I)PbSOi熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源,基本結(jié)構(gòu)如圖

所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可

瞬間輸出電能。該電池總反應為PbS0,+2LiCl+Ca-CaC12+Li2S(λ+Pb°

①放電過程中，Li*向(填“負極”或“正極”)移動。

②負極反應式為o

③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,理論上生成gPb0

⑵氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?，其工作原理示意圖如圖所示。

①a電極的電極反應式是o

②一段時間后，需向裝置中補充KOH,請依據(jù)反應原理解釋原

因:O

解析：(1)①放電過程中,Li'向正極移動。②原電池的鈣電極為負極，

負極反應式為Ca+2C1