高三二轮高效复习主题巩固卷化学（双选）新型化学电池

[课下巩固检测练(十九)]新型化学电池(选择题每题5分)1．(2024·湖南高考)近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是()A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置解析：选D。理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，A正确；氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误。2．(2024·全国卷甲)科学家使用δ­MnO2研制了一种MnO2­Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是()A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2=ZnMn2O4C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－D．放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH解析：选C。充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负极的电极反应为Zn－2e－=Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2+＋2e－=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确。3．(2025·山东潍坊期中)我国科学家发现海泥细菌电池在海水/海泥界面产生天然电压。下列关于海泥细菌电池的说法错误的是()A．电极电势：B<AB．海泥做电池的电子导体C．负极电极反应式：CH2O－4e－＋H2O=CO2＋4H＋D．H＋由B附近移向A附近解析：选C。由图可知，电极A上氧气转化成水，氧元素化合价降低得到电子，发生还原反应，则电极A为正极，电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O；则电极B为负极，海泥层中的HS－失电子生成S，电极反应式为：HS－－2e－=S↓＋H＋，在海泥细菌的作用下还发生反应：2CH2O＋SOeq\o\al(2,4)＋H＋=2CO2＋HS－＋2H2O，产生负极反应物。4．(2025·重庆二模)浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，当两极室离子浓度相等时放电完成。某浓差电池的工作原理如图所示(两室溶液的体积一直均为200mL)。下列说法正确的是()A．电极Ⅱ的电势高于电极ⅠB．电子从电极Ⅰ流出经用电器流入电极ⅡC．电极Ⅰ的电极反应式为：Cu－2e－=Cu2+D．放电结束后，左右两室溶液质量变化量相等解析：选D。该装置中电极Ⅰ为正极，电极反应式为：Cu2+＋2e－=Cu，电极Ⅱ为负极，电极反应式为：Cu－2e－=Cu2+，SOeq\o\al(2,4)通过阴离子交换膜，从左往右移动。电极Ⅱ的电势低于电极Ⅰ，A错误；电子应从电极Ⅱ流出经用电器流入电极Ⅰ，B错误；电极Ⅰ的电极反应式为Cu2+＋2e－=Cu，C错误；放电结束后，左右两室溶液浓度为4mol·L1，左侧减少的质量与右侧增加的质量相等，D正确。5．(2025·湖北部分重点学校二模)硫锂电池具有高能量密度且价格低廉。一种添加有机电解质的新型硫锂电池，添加剂4­巯基吡啶(4MPy)可先在体系中转化为吡啶硫醇锂(LiPyS)，其后放电过程的工作原理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()A．放电过程中的催化剂为4MPyB．若Li­PyS与Li2S6反应的物质的量之比为1∶1，则Li­PySm中的m为5C．1molLi­PySn完全转化为Li­PyS2，理论上得到电子数目为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2n－4))NAD．正极总的电极反应式可表示为S8－16e－＋16Li＋=8Li2S解析：选C。放电过程中，右侧Li­PyS先消耗再生成，为催化剂，A错误；若Li­PyS与Li2S6反应的物质的量之比为1∶1，即Li­PyS＋Li2S6=Li2S3＋Li­PyS4，m为4，B错误；Li­PySn转化为Li­PyS2：Li­PySn＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2n－4))e－=Li­PyS2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n－2))S2，则1molLi­PySn完全转化为Li­PyS2，理论上得到电子数目为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2n－4))NA，C正确；正极发生得电子的还原反应，正极总的电极反应式可表示为S8＋16e－＋16Li＋=8Li2S，D错误。6．(2025·河北部分学校联考)某种钠电池的充电、放电过程的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．放电时，电子由碳纸电极移向钠箔电极B．放电时，碳纸电极上的反应式为O2＋2e－=Oeq\o\al(2,2)C．充电时，碳纸电极应与电源负极连接D．充电时，NaOH溶液的物质的量浓度减小解析：选D。该电池放电时，钠箔电极为负极，碳纸电极为正极，电子由钠箔电极移向碳纸电极，A错误；放电时，碳纸电极上的反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B错误；充电时，钠箔电极为阴极，碳纸电极为阳极，因此碳纸电极应与电源正极连接，C错误；充电时，Na＋移向钠箔电极，OH－移向碳纸电极并在碳纸电极上放电，NaOH溶液的物质的量浓度减小，D正确。7．(2025·黑龙江部分学校模拟)中国科学院将分子I2引入电解质中调整充电和放电反应途径，研制出了高功率可充电Li­SOCl2电池，工作原理如图所示，已知SOCl2可与水发生反应。下列有关说法正确的是()A．该电池既可选用含水电解液，也可选无水电解液B．放电时，SOCl2最终被氧化为SC．充电时，阴极反应式：2LiCl＋I2＋2e－=2ICl＋2Li＋D．放电时，每产生11.2L(标准状况下)SO2时，电路中转移2mol电子解析：选D。Li能与氧气、水反应，SOCl2易与水反应，故电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行，A错误；由工作原理图可知，放电时，正极上SOCl2转化为SOICl，SOICl再转化为S、SO2，SOCl2最终被还原，B错误；充电时，I2失电子转化为ICl，I2发生氧化反应，阳极反应式为2LiCl＋I2－2e－=2ICl＋2Li＋，阴极反应式为Li＋＋e－=Li，C错误；放电时，正极反应式为2SOCl2＋4e－=S＋SO2↑＋4Cl－，每产生11.2L(标准状况下)SO2时，电路中转移2mol电子，D正确。8．（双选）(2025·安徽芜湖模拟)一种以Na超离子导体作为固体电解质的电池如下图所示。氮掺杂单壁碳纳米角(N­SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为C和NaHCO3(沉积在催化剂上)。下列有关说法不正确的是()A．A电极发生氧化反应B．B电极发生的反应为：5CO2＋4Na＋＋2H2O＋4e－=4NaHCO3＋CC．电池工作时，Na＋由B极经过Na超离子导体向A极移动D．电池工作时，催化剂表面无非极性键的断裂和生成解析：选CD。由图，B电极上二氧化碳得到电子发生还原反应生成C，则右侧B电极为正极、左侧A电极为负极，A正确；B电极发生还原反应生成C，同时还有水系电解液吸收CO2生成NaHCO3的反应，故电极反应为5CO2＋4Na＋＋2H2O＋4e－=4NaHCO3＋C，B正确；电池工作时，阳离子由负极向正极移动，故Na＋由A电极经过Na超离子导体向B电极移动，C错误；电池工作时，催化剂表面生成C，有非极性键的生成，D错误。9．(2025·浙江台州二模)一种Zn­CO2离子液体电池可以在供电的同时将CO2转化为CH4，电解质为离子液体eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(EMIM))eq\s\up12(＋)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(BF4))eq\s\up12(－)及少量水，其中的eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(EMIM))eq\s\up12(＋)是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有ZnCO3生成。下列说法正确的是()A．a电极为负极，eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(EMIM))eq\s\up12(＋)在该电极上被氧化B．b电极反应式为：5CO2＋8e－＋2H2O=CH4＋4COeq\o\al(2,3)C．eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(EMIM))eq\s\up12(＋)是电池中唯一的质子源D．eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(EMIM))eq\s\up12(＋)作为电池促进剂的原理是通过生成eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ZnNHC))eq\s\up12(2＋)增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度解析：选B。碳纳米管通入二氧化碳，生成甲烷和ZnCO3，发生还原反应，得到电子，是正极，电极反应：5CO2＋8e－＋2H2O=CH4＋4COeq\o\al(2,3)；则锌为负极，锌失电子，被氧化，发生氧化反应，A错误，B正确；水也是质子源，C错误；2个eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(EMIM))eq\s\up12(＋)生成1个eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ZnNHC))eq\s\up12(2＋)，没有增加电荷的浓度，D错误。10．（双选）(2025·北京石景山一模)一种利用电化学原理回收铅(Pb)的示意图如下。下列说法不正确的是()A．每生成1molPb，有2molNa＋透过阳离子交换膜移向负极B．Pb在负极生成C．负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－=2H2OD．总反应为HPbOeq\o\al(－,2)＋H2=Pb＋H2O＋OH－解析：选AB。每生成1molPb，转移电子2mol，则有2molNa＋透过阳离子交换膜移向正极，A项错误；正极的电极反应为：HPbOeq\o\al(－,2)＋2e－＋H2O=Pb＋3OH－，则Pb在正极生成，B项错误；通入氢气的电极为原电池负极，电极反应为：H2－2e－＋2OH－=2H2O，C项错误；负极的电极反应为：H2－2e－＋2OH－=2H2O，正极的电极反应为：HPbOeq\o\al(－,2)＋2e－＋H2O=Pb＋3OH－，则电池的总反应为：HPbOeq\o\al(－,2)＋H2=Pb＋H2O＋OH－，D项正确。11．研究表明，以NaBi3O4Cl2为电极可以同时去除海水中的Na＋和Cl－。如图为NaBi3O4Cl2电极首次放电、充放电循环示意图(其中物质X为BiOCl)，为了建构完整的电池，选用NaTi2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO4))eq\s\do7(3)@C作为另一侧电极。下列说法不正确的是(e为电子电荷量，NA为阿伏加德罗常数的值)()A．海水淡化过程中，NaTi2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO4))3@C电极作为阴极B．海水淡化过程中，NaTi2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(PO4))3@C电极用来除去氯离子C．充电时，NaBi3O4Cl2电极上发生了反应：Bi＋Cl－＋H2O－3e－=BiOCl＋2H＋D．已知电极理论容量＝eq\f(总放电电量,原电极材料质量)，则NaBi3O4Cl2电极(摩尔质量M)的电极理论容量为Q＝eq\f(9×NA×e,M)解析：选B。本题以NaBi3O4Cl3电极的放电、充放电循环为背景，由图可知，放电过程，脱出Na＋和Cl－，充电过程吸附Na＋和Cl－，由图可知，放电过程中BiOCl→Bi，则NaBi3O4Cl2电极为正极，则海水淡化过程中，即充电过程中，NaBi3O4Cl2电极