第十章微题型79二次电池

微题型79二次电池(1~4题，每小题5分，5~9题，每小题6分，共50分)1.(2025·河北廊坊模拟)科学家研制出一款超快速充电锂⁃硫二次电池，可为长途旅行电动汽车和商用无人机供电，工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.可用LiOH水溶液替代LiPF6B.放电时，电极电势：a>bC.放电时，b极反应式为xS8+16e-+16Li+=8Li2SxD.充电时，a极生成1.4gLi时转移0.1mol电子答案C解析Li为活泼金属，能与水反应生成LiOH和H2，不能用LiOH水溶液作电解质溶液，A错误；放电时为原电池，a极(Li)为负极，b极为正极，即电极电势：b>a，B错误；放电时，b极为正极，发生还原反应，S8得到电子与Li+结合生成Li2Sx，反应式为xS8+16e-+16Li+=8Li2Sx，C正确；充电时，a极为阴极，反应为Li++e-=Li，1.4gLi(0.2mol)转移0.2mol电子，D错误。2.(2025·昆明模拟)我国科学家开发了一种新型二次电池，其工作原理如图。下列说法错误的是()A.该装置中Zn转化为[Zn(OH)4]2-是自发反应B.放电一段时间后Zn电极附近pH减小C.充电时多孔碳电极的电极反应为S4O62-+2e-=2SD.离子交换膜为K+交换膜答案C解析由图可知，放电时Zn电极为负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，放电是原电池自发进行的氧化还原反应，A正确；充电时多孔碳电极为阳极，电极反应式为2S2O32--2e-=S4O62-，C错误；为了保证充电和放电的效率，离子交换膜应为K3.(2026·南昌阶段性测性)铝⁃硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储能装置，一种铝⁃硫二次电池工作原理如图所示，放电时的电池反应为2Al+3S=Al2S3。下列说法错误的是()A.AlCl4B.用该电池保护地下铁管道不被腐蚀，铁管道应连接电池的硫碳复合物电极C.充电时阳极电极反应式为Al2S3-6e-+14AlCl4-=8Al2CD.放电时每生成4molAl2Cl7-答案B解析AlCl4-中Al的价层电子对数为4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，A正确；用该电池保护铁管道时，应采用外加电流法，铁管道需作阴极被保护，应连接电池的负极(Al电极)，若连接正极(硫碳复合物电极)，铁管道会作为阳极被腐蚀，B错误；充电时阳极发生氧化反应，为放电时正极反应的逆过程，放电时正极反应为8Al2Cl7-+3S+6e-=Al2S3+14AlCl4-，则充电时阳极反应为Al2S3-6e-+14AlCl4-=8Al2Cl7-+3S，C正确；放电时负极反应为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-，生成44.(2025·景德镇模拟)某二次电池充电时的原理如图所示，该过程可实现盐溶液的淡化。下列叙述正确的是()A.充电时，a为电源正极B.放电时，Na+向NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3电极移动C.充电时，两电极新增加的物质中n(Na+)=n(Cl-)D.放电时，负极的电极反应为Bi-3e-+Cl-+H2O=BiOCl+2H+答案A解析充电时，Bi电极上Bi失电子生成BiOCl，为阳极，则a为电源正极，A正确；放电时，该装置作原电池，原电池中阳离子向正极移动，即Na+向Bi/BiOCl电极移动，B错误；充电时，Bi电极上的反应为Bi+Cl-+H2O-3e-=BiOCl+2H+，NaTi2(PO4)3电极上的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，所以两电极新增加的物质中n(Na+)∶n(Cl-)=3∶1，C错误；放电时，负极的反应与电解池阴极的反应相反，电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，D错误。5.(2025·山西高三阶段练习)硫⁃锌二次电池工作原理如图所示，下列叙述错误的是()A.放电时，电极a为负极B.充电时，电极b与电源正极连接C.放电时，电极a上的电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-D.充电时，16.0gCu2S完全反应时向电极a迁移0.2molNa+答案D解析由图可知，放电时，电极a为负极，电极b为正极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，故C正确；充电时，硫化亚铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子和硫，电极反应式为Cu2S-4e-=2Cu2++S，则16.0g硫化亚铜完全反应时向电极a迁移钠离子的物质的量为16.0g160g·mol-1×4=0.46.(2025·河南安阳模拟)近日，河南科技大学研究人员在《Langmuir》期刊上发表了以纳米花状NiCo2O4/石墨烯复合材料为电极的锌⁃空气二次电池，其电解质溶液为0.1mol·L-1NaOH溶液，工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.充电时，a极电势高于b极B.放电时，b极的电极反应式为NiCo2O4·(O2)x+4xe-+2xH2O=NiCo2O4+4xOH-C.充电时，阳极区OH-的物质的量减少D.放电时，外电路中每通过2mol电子，负极区溶液增重133g答案B解析由图可知，放电时，a极为负极，Zn失电子生成[Zn(OH)4]2-，电极反应式为Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，b极为正极，NiCo2O4·(O2)x得电子生成NiCo2O4：NiCo2O4·(O2)x+4xe-+2xH2O=NiCo2O4+4xOH-，B正确；充电时，a极为阴极，b极为阳极，电极反应式为NiCo2O4+4xOH--4xe-=NiCo2O4·(O2)x+2xH2O，消耗OH-，但阴极同时有等物质的量的OH-通过阴离子交换膜进入阳极，阳极区OH-的物质的量不变，C错误；放电时，外电路中每通过2mol电子，负极区有1molZn被消耗且有2molOH-进入负极，负极区溶液增重1mol×65g·mol-1+2mol×17g·mol-1=99g，D错误。7.(2025·山西临汾模拟)我国科研人员研制出以钠箔和多壁碳纳米管为电极的可呼吸“Na⁃CO2”二次电池，其工作原理如图所示。工作过程中，Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极。下列叙述正确的是()A.充电时，Na+向多壁碳纳米管电极方向移动B.放电时，正极反应式为2Na2CO3+C-4e-=4Na++3CO2C.放电时，电路中转移0.2mole-，多壁碳纳米管电极增重11.2gD.可用乙醇代替四甘醇二甲醚作有机溶剂以降低成本答案C解析放电时，钠箔为负极，多壁碳纳米管为正极；在充电时，多壁碳纳米管电极为阳极，应接电源的正极，故阳离子移向阴极，即钠离子向钠箔电极方向移动，A错误；由图可知，放电时，二氧化碳得到电子生成单质C，正极反应式为4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C，Na2CO3与C均沉积在多壁碳纳米管电极上，电路中转移0.2mole-，多壁碳纳米管电极增重106g·mol-1×0.1mol+0.2mol4×12g·mol-1=11.2g，B错误、C正确；Na与乙醇反应，不能用乙醇代替四甘醇二甲醚作有机溶剂，D8.(2025·蚌埠模拟)我国学者研制了一种二次电池，放电时其工作原理如图。下列说法错误的是()A.放电时，镍基电极的电势高于锌基电极B.放电时，K+向镍基电极移动C.充电时，镍基电极附近溶液pH增大D.充电时，阴极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO32-答案C解析放电时，锌基电极为负极，镍基电极为正极，正极的电势高于负极，A正确；放电时，阳离子向正极移动，即K+向镍基电极移动，B正确；充电时镍基电极连接电源正极，为阳极，Ni失去电子结合OH-生成Ni(OH)2，电极反应式为Ni+2OH--2e-=Ni(OH)2，消耗了OH-，镍基电极附近溶液pH减小，C错误；充电时，锌基电极接电源负极，为阴极，2ZnCO3·3Zn(OH)2得到电子生成Zn和CO32-、OH-，电极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO32-+6OH9.一种自充电的盐水电池植入到肿瘤表面可用于抗肿瘤治疗。电池放完电后，无需外接电源即能实现某个电极的化学自充电，该电极材料充放电原理如图。下列说法正确的是()A.该电极为电池正极，放电时的电极反应为PNTCDA+2e-+2H2O=PNTCDA⁃H+2OH-B.化学自充电过程中，阴极附近pH减小C.化学自充电时发生的反应可表示为PNTCDA⁃H+n2O2PNTCDA+nH2OD.放电过程中，外电路通过0.02mol电子，该材料质量增加0.04g答案C解析由图中信息可知充电过程中氧气参与反应，则PNTCDA⁃H转化为PNTCDA的过程发生氧化反应，则放电过程中PNTCDA转化为PNTCDA⁃H为还原反应，可知该电极为正极，放电时的电极反应为