高中化学 加练 第十章　微题型80　液流电池

微题型80液流电池(1~4题，每小题5分，5~9题，每小题6分，共50分)1.(2025·广州高三上阶段练习)全钒液流电池具有响应速度快、操作安全、使用寿命长等优点，被广泛应用于各领域，原理如图所示。下列有关说法正确的是()A.放电时，A极为负极，发生还原反应B.放电时，B极反应式为VO2++2H++e-=VO2+C.充电时，电流移动方向为A极→隔膜→B极D.充电时，A极反应式为V2+-e-=V3+答案B解析放电时，氢离子向B极移动，故B极为正极，电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O；A极为负极，发生氧化反应，A错误、B正确；充电时，A为阴极，B为阳极，故内电路中电流移动方向为B极→隔膜→A极，C错误；充电时，A极为阴极，电极反应式为V3++e-=V2+2.(2025·江西抚州模拟)我国科学家设计了一种肼⁃硝酸盐液流电池(HNFB)，以KOH溶液为电解液，肼和硝酸盐废水分别流入HNFB的两极室，可以有效净化废水并产氨。下列说法错误的是()A.电极A发生氧化反应B.电极B的电极反应式为NO3-+8e-+9H+=NH3↑+3HC.外电路转移电子数为0.4NA时，左极室质量减少3.2gD.质子交换膜能防止两极室电解液的交叉污染，利于维持电池性能答案B解析N2H4→N2，化合价升高，电极A发生氧化反应，A正确；电池以KOH溶液为电解液，为碱性环境，电极B的电极反应为NO3-+8e-+6H2O=NH3↑+9OH-，B错误；外电路转移电子数为0.4NA时，左极室逸出2.8gN2，且有0.4molH+通过质子交换膜进入右极室，总质量减少3.2g，3.(2025·甘肃白银模拟)锌铁液流电池安全、稳定、电解液成本低。如图为以[Zn(OH)4]2-/Zn和[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH-通过。下列说法正确的是()A.充电过程中，总反应为2[Fe(CN)6]3-+Zn+4OH-=[Zn(OH)4]2-+2[Fe(CN)6]4-B.放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小C.充电过程中，当2molOH-通过PBI膜时，导线中通过1mole-D.充电过程中，阴极的电极反应为[Zn(OH)4]2--2e-=Zn+4OH-答案B解析Zn是活泼金属，放电过程中Zn电极是负极，Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-；惰性电极为正极，[Fe(CN)6]3-得到电子生成[Fe(CN)6]4-，电极反应式为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-；放电过程中，总反应为2[Fe(CN)6]3-+Zn+4OH-=[Zn(OH)4]2-+2[Fe(CN)6]4-。充电过程中，总反应和放电总反应相反，为[Zn(OH)4]2-+2[Fe(CN)6]4-=2[Fe(CN)6]3-+Zn+4OH-，A错误；放电时，负极消耗OH-，为维持电荷平衡，OH-从左侧向右侧移动，左侧池OH-浓度减小，溶液pH逐渐减小，B正确；结合电子、电荷守恒，充电过程中，当2molOH-通过PBI膜时，导线中通过2mole-，C错误；充电时阴极为锌电极，电极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，D错误。4.(2025·南宁模拟)沉积型单液流电池不使用离子交换膜等昂贵材料，结构简单，比能量高，适合于不同规模的储能场合。锌镍单液流电池，放电时工作原理为Zn+2OH-+2H2O+2NiOOH=2Ni(OH)2+[Zn(OH)4]2-，装置如图所示，下列说法错误的是()A.充电时，电极b是阳极B.放电时，正极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-C.放电时，溶液中KOH的物质的量减小D.每消耗1molZn，电极b质量增加1g答案D解析放电时电极b为正极，充电时电极b是阳极，A正确；放电时正极NiOOH得电子被还原为Ni(OH)2，Ni元素的化合价从+3价降为+2价，电极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，B正确；总反应为Zn+2OH-+2H2O+2NiOOH=2Ni(OH)2+[Zn(OH)4]2-，消耗OH-，KOH提供OH-，则KOH的物质的量减小，C正确；放电时1molZn失2mole-，电极b上2molNiOOH得2mole-生成2molNi(OH)2，故每消耗1molZn，电极b质量增加2g，D错误。5.(2026·大连阶段性测试)某萘醌类()水系有机液流电池的放电过程如图所示。下列说法错误的是()A.充电时，阳极电极反应为[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-B.放电时，每转移2mole-，有2molH+向N极移动C.亚氨基和羧基的引入可极大提高萘醌类有机物的水溶性D.该离子交换膜能有效阻止铁氰类和萘醌类物质渗透答案B解析由图可知，充电时，N极为阳极，电极反应为[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-，A正确；放电时，阳离子由负极向正极移动，每转移2mole-，有2mol阳离子通过阳离子交换膜向N极移动，与H+不共存，故不是H+通过阳离子交换膜，B错误；亚氨基和羧基可以与水形成氢键，极大提高萘醌类有机物的水溶性，C正确；该离子交换膜只允许阳离子通过，能有效阻止铁氰类和萘醌类物质渗透，D正确。6.(2025·石家庄模拟)我国科研团队研发的强酸(IBA)单液流电池使用强酸性高浓度异卤电解质溶液，通过引入Br-/Br2使得I-/IO3-进行多电子转移，从而提高电池的安全性和能量密度。其工作原理如图所示，下列说法错误的是(A.放电时，H+向电极N移动B.充电时，阴极区pH减小C.充电时，阳极区存在反应：2IBr-10e-+6H2O=Br2+2IO3-D.放电时，每消耗2.24gCd，右室有0.02molBr-生成答案D解析放电时，阳离子向正极移动，电极N为正极，则放电时，H+向电极N移动，A正确；充电时，电极M为阴极，阳离子向阴极移动，即H+向电极M移动，阴极区pH减小，B正确；由图可知，充电时，IBr生成单质溴和碘酸根离子：2IBr-10e-+6H2O=Br2+2IO3-+12H+，C正确；2.24gCd的物质的量为0.02mol，共失去电子0.04mol，结合C的分析可知，放电初期Br2和IO3-的物质的量为1∶2，最终分别生成溴离子和碘离子，则共失去14个电子，根据得失电子守恒可知，可以生成0.04mol14×2=0.0477.(2025·南昌模拟)碱性混合多硫化物⁃空气液流电池具有成本低、性能稳定等优点，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜B.放电时，左侧室中含S4C.放电时，发生总反应的离子方程式为4OH-+2S42-=4S22-+O2D.放电时，每消耗1molO2，Ⅲ室溶液的质量减少36g答案D解析放电时，电极A为负极，发生氧化反应：2S22--2e-=S42-，Na+从电极A经过膜a移向Ⅱ室，故膜a为阳离子交换膜；电极B为正极，发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的OH-通过膜b移向Ⅱ室，故膜b为阴离子交换膜，A错误；放电时左侧室S22-被氧化为S42-，S42-增多，B错误；放电时总反应的离子方程式为4S22-+O2+2H2O=2S42-+4OH-，C错误；放电时电极B消耗1molO2生成4molOH-，4molOH-全部移入Ⅱ室，Ⅲ室减少的质量为4mol×17g·mol-18.电动汽车常用的液流电池是可再生清洁能源电池类型之一，其原料可100%回收而不会影响环境，如图是锌铈液流电池放电时的原理图，b电极为惰性材料。下列说法正确的是()A.充电时b极的电极反应式为Ce4++e-=Ce3+B.选择性离子膜为阳离子交换膜，Zn2+经过阳离子交换膜向b极移动C.放电时，电流由b极经导线流向a极D.用该电池给铅酸蓄电池充电，每消耗6.5gZn，铅酸蓄电池的阳极质量减少9.6g答案C解析该装置为可充电电池，放电时，a极Zn失电子，作负极，b极Ce4+得电子作正极，故充电时a极为阴极，b极为阳极，阳极反应式为Ce3+-e-=Ce4+，A错误；为保证电池正常工作，选择性离子膜应隔开两侧电解液，同时可平衡两端电荷，故选择性离子膜应为质子交换膜，通过H+平衡电荷，B错误；每消耗6.5g(0.1mol)Zn转移0.2mol电子，根据铅酸蓄电池充电时的阳极反应式：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+可知，该电池消耗6.5gZn，铅酸蓄电池阳极质量减少6.4g，故9.基于Br-辅助MnO2放电的液流电池装置如图所示。下列说法错误的是()A.充电时，H+向电极A迁移B.放电时，在该环境下的氧化性：Cd2+<Mn3+C.放电时，电极B上还可能发生：2Br--2e-=Br2D.可利用Br-及时清除电极B上的