2026版高考化学一轮复习第10章微题型92　复杂电极电池

微题型92复杂电极电池1.纤维电池的发明为可穿戴电子设备的发展奠定了基础。一种纤维状钠离子电池放电的总反应式为Na0.44MnO2+NaTi2(PO4)3=Na0.44-xMnO2+Na1+xTi2(PO4)3，其结构简图如图，下列说法错误的是()A.放电时，SO4B.该电池充电时甲极应该与电源的负极相连C.放电时乙极反应式为NaTi2(PO4)3+xNa++xe-=Na1+xTi2(PO4)3D.工作一段时间后溶液中Na+浓度几乎不变答案A解析根据电池放电的总反应式知，Mn元素化合价升高，失电子发生氧化反应，所以甲为负极，溶液中SO42-向甲极移动，故A错误；充电时，甲为阴极，乙为阳极，甲应该与电源负极相连，故B正确；放电时，正极反应式为NaTi2(PO4)3+xe-+xNa+=Na1+xTi2(PO4)3，负极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+，正极消耗的钠离子与负极产生的钠离子物质的量相同，则工作一段时间后溶液中Na+浓度几乎不变，故C、2.基于硫化学的金属硫电池有望替代当前锂离子电池技术，满足人类社会快速增长的能源需求，该电池的结构及原理如图所示。下列有关叙述正确的是()A.该电池可采用含K+的水溶液或有机物为电解质溶液B.放电时，电子的移动方向：电极a→电极b→隔膜→电极aC.充电时，阳极区可能发生的反应有xK2S3-(2x-6)e-=3Sx2-+2xD.充电时，电路中转移2mole-时，阴极质量减重78g答案C解析K性质活泼，能与水反应，不可采用含K+的水溶液为电解质溶液，故A错误；放电时，电子不经过电解质溶液，电子流向为电极a→电极b，故B错误；充电时，b极为阳极，可能发生电极反应xK2S3-(2x-6)e-=3Sx2-+2xK+，故C正确；充电时，a极为阴极，电极反应式为K++e-=K，电路中转移2mole-时，阴极质量增加78g，故3.我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如图。该电池分别以Zn⁃TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是()A.放电时碘离子向左移动B.电池总反应为I3-+ZnZn2++3IC.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn⁃TCPPD.放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子答案C解析锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，放电时阴离子移向负极，则碘离子向左移动，A正确；锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子；超分子材料是正极，I3-在正极得到电子发生还原反应生成I-，总反应为I3-+ZnZn2++3I-，B正确；充电时溶液中的Zn2+优先在阴极被还原，Zn2+主要来源于电解质溶液，C错误；0.65gZn是0.01mol，依据Zn~2e-，当消耗0.01mol锌，电路转移0.02mol4.(2024·广东高三上期中)发展钠离子电池在大型储能应用上具有重要的现实意义。如图所示的钠离子电池，以多孔碳材料作为电极材料钠和NaV2(PO3)2的载体，电解液为NaClO4的碳酸酯溶液，外壳用铝包裹。放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2+xe-+xNa+=Na1+xV2(PO3)2。下列叙述不正确的是()A.闭合K2，若外电路转移4mole-，则通过阳离子交换膜的Na+的数目为4NAB.a、b为外接电源，闭合K1时，阴极的反应方程式为Na++e-=NaC.钠离子电池充放电过程通过Na+迁移实现，Al、C、V、P元素化合价均不发生变化D.金属钠易与水反应，因此不能把溶剂碳酸酯换成水答案C解析由电子守恒可知，当有1mole-转移时，同时有1molNa+发生转移，因此闭合K2，若外电路转移4mole-，则通过阳离子交换膜的Na+的数目为4NA，故A正确；在电解池中Na+在阴极得电子发生还原反应，电极反应为Na++e-=Na，故B正确；放电时正极反应为NaV2(PO3)2+xe-+xNa+=Na1+xV2(PO3)2，V的化合价降低，故C错误；钠是非常活泼的金属，与水会直接反应，因此不能把溶剂碳酸酯换成水，故D正确。5.(2025·云南高三上阶段练习)2021年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为Na1-mMnO2+NamCnNaMnO2+Cn，其装置如图所示，负极为碳基材料(NamCn)，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，下列说法错误的是()A.放电时a极反应式为Na1-mMnO2+mNa++me-=NaMnO2B.放电时，电子由b极经过导线移向a极C.充电时，若转移1mole-，碳基材料电极将增重12gD.用该电池电解精炼铜，当电池中迁移1molNa+时，理论上可获得32g纯铜答案C解析放电时a极为正极，电极反应式为Na1-mMnO2+me-+mNa+=NaMnO2，A正确；放电时，电子由负极b极经过导线移向正极a极，B正确；充电时，碳基材料电极反应为Cn+mNa++me-=NamCn，若转移1mole-，碳基材料电极将增重23g，C错误；用该电池电解精炼铜，根据Cu2++2e-=Cu可知，当电池中迁移1molNa+时，即转移1mol电子，理论上可获得0.5mol×64g·mol-1=32g纯铜，D正确。6.(2025·江西模拟)我国科学家团队发明一种以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2为电极的新型水系双离子电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时，化学能大部分转化为电能B.放电时，若N极得到3.2gCu和2.88gCu2O，则理论上，M极转移0.14mole-C.充电时，M极的电极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa+-xe-=Na0.44MnO2D.充电时，电池内部的Na+由N极迁移到M极答案C解析放电时，该装置为原电池，化学能大部分转化为电能，故A正确；放电时，Cu3(PO4)2得电子生成Cu、Cu2O，N极得到3.2gCu和2.88gCu2O，则理论上M极转移电子的物质的量为3.2g64g·mol-1×2+2.88g144g·mol-1×2=0.14mol，故B正确；充电时，M为阴极，发生还原反应，电极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO27.(2025·湖南模拟)随着电动汽车市场的快速发展，电池的需求越来越高，钠离子电池具有资源丰富、安全性高、成本低等优势。钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，一种钠离子二次电池的结构示意图如图1所示，该电池的负极材料为NaxCy(嵌钠硬碳)，正极材料为Nax[MnFe(CN6)]，Nax[MnFe(CN6)]在充、放电过程中某时刻的晶胞示意图如图2所示。下列说法正确的是()A.钠离子电池的比能量(比能量是指单位质量电池所放出的能量)比锂离子电池高B.充电时，每转移1mol电子，两个电极的质量变化相差46gC.该时刻晶胞所示的Nax[MnFe(CN6)]，x=2D.放电时，a极电势高于b极电势，且a极电极反应式为NaxCy-xe-=Cy+xNa+答案B解析钠的单位质量大于锂，则钠离子电池的比能量比锂离子电池的低，A错误；充电时，每转移1mol电子，阳极释放1molNa+，质量减轻