高考化学二轮复习小题提速练12新型化学电源含答案

小题提速练12　新型化学电源

1.(双选)(2022湖南益阳沅江一中二模)采用电渗析法可以实现盐水的脱盐,如图所示为某一脱盐过程,下列说法错误的是(　　)

A.B2接电源的正极,电极上发生还原反应

B.B1电极上发生的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑

C.上述装置除能实现盐水脱盐外,还可制得氯气和金属钠

D.电解一段时间后,两电极上产生等物质的量的气体

2.(2022江苏七市第二次调研)一种锌钒超级电池的工作原理如图所示,电解质溶液为(CH3COO)2Zn溶液,电池总反应为Zn+NaV2(PO4)3ZnNaV2(PO4)3。下列说法正确的是(　　)

A.放电时,b电极为电池的负极

B.放电后,负极区c(Zn2+)增大

C.充电时,Zn2+向a电极移动

D.充电时,b电极发生的电极反应为

ZnNaV2(PO4)3+2e-Zn2++NaV2(PO4)3

3.(2022四川成都二诊)钠离子电池易获取,正负极材料均采用铝箔(可减少铜箔用量),因此钠离子电池理论成本低于锂离子电池。现有一种正极材料为KFe2(CN)6,固体电解质为Na3PS4,负极材料为Na2Ti3O7的钠离子电池。下列有关叙述错误的是(　　)

A.正极KFe2(CN)6中Fe的化合价为+2价、+3价

B.放电时,正极可能发生Fe2(CN+e-Fe2(CN

C.放电时,电子从负极流经固体电解质到达正极

D.充电时,负极区发生还原反应,并且Na+增多

4.(2022辽宁东北育才学校六模)某钠-空气水电池的充、放电过程原理示意图如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.放电时,电子由钠箔经非水系溶液流向碳纸

B.充电时,Na+向正极移动

C.放电时,当有0.1 mol e-通过导线时,则钠箔减重2.3 g

D.充电时,碳纸与电源负极相连,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑

5.(2022江苏南京、盐城二模)热电厂尾气经处理得到较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸,其工作原理如图所示。电池工作时,下列说法不正确的是(　　)

A.电极b为正极

B.溶液中H+由电极a区向电极b区迁移

C.电极a的电极反应式:SO2-2e-+2H2O4H++S

D.电极a消耗SO2与电极b消耗O2的物质的量相等

6.(2022湖南永州一中二模)某科研团队研发出一种高能量密度的锂离子电池,该电池的正极在充、放电时的反应变化如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.充电时,锂电池原负极的电势高于另一极

B.放电时,负极脱嵌的Li+与正极嵌入的Li+物质的量相等

C.充电时,阳极的电极反应式为

-6e-+6Li+

D.放电时,每转移2 mol电子,两极质量变化差为28 g

7.(2022四川宜宾二诊)高铁电池是一种新型电池,能较长时间保持稳定的放电电压,某高铁电池的工作原理如下图所示(a为离子交换膜)。下列说法正确的是(　　)

A.电池工作时,外电路的电流方向:锌棒→石墨棒

B.电池工作一段时间后,负极区溶液的pH增大

C.每生成1 mol Fe(OH)3,消耗Zn的质量为65 g

D.电池正极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-

8.(双选)(2022湖南岳阳质量监测)双极膜是由一张阳极膜和一张阴极膜制成的复合膜,在直流电场作用下能将中间层中的H2O解离成H+和OH-。利用双极膜和维生素C的钠盐(C6H7O6Na)制备维生素C(C6H8O6),装置如图所示。已知维生素C具有弱酸性和还原性,下列说法正确的是(　　)

A.X离子是H+、Ⅱ区出口处的NaOH浓度减小

B.M极的电势高于N极,电解刚开始时阳极区附近溶液的pH变小

C.将 Ⅰ 区的Na2SO4溶液替换成C6H7O6Na,可以提高维生素C的产率

D.当M极生成2.24 L(标准状况下)O2时,Ⅳ区溶液的质量增加8.8 g

参考答案

小题提速练12　新型化学电源

1.AC　解析 由题图可知,B1电极上发生的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,该反应为失电子的反应,即为氧化反应,则B1端为阳极,B2端发生的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,为得电子的反应,即还原反应,故B2端为阴极。

经分析可知,B2端为阴极,应接电源的负极,A项错误;B1电极上发生的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,B项正确;该装置是在水溶液中进行,不可制得金属钠,C项错误;根据阳极和阴极的电极反应式可知,B1电极上产生Cl2,B2电极上产生H2,物质的量相等,D项正确。

2.C　解析 放电时,Zn失去电子变为Zn2+,a电极为电池的负极,A错误;放电后,负极区c(Zn2+)穿过阳离子交换膜进入正极区,故c(Zn2+)不会增大,B错误;充电时,Zn电极为阴极,Zn2+得电子析出,电解池中阳离子移向阴极,Zn2+向a电极移动,C正确;充电时,b电极为阳极,发生的电极反应为ZnNaV2(PO4)3-2e-Zn2++NaV2(PO4)3,D错误。

3.C　解析 钾离子显+1价、CN-显-1价,化合物中元素的正负化合价代数和为0,则正极KFe2(CN)6中Fe的化合价为+2价、+3价,A正确;放电时,正极发生还原反应,可能发生Fe2(CN+e-Fe2(CN,B正确;放电时,电子从负极流经导线到达正极,电子不流经固体电解质,C错误;充电时,负极区即阴极发生还原反应,阳离子向阴极移动,则Na+增多,D正确。

4.C　解析 放电时为原电池装置,钠箔为负极,碳纸为正极,电子由钠箔流出经外电路流向碳纸,不经过非水系溶液,A错误;充电时该装置为电解池,电池工作时,阳离子(Na+)向阴极(即原电池的负极)移动,B错误;放电时,当有0.1 mol e-通过导线时,则负极钠箔反应消耗金属钠,导致电极质量减小,金属钠箔电极减少的质量为2.3 g,C正确;充电时,碳纸与电源正极相连作阳极,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,D错误。

5.D　解析 该装置没有外加电源,则该装置为原电池装置,根据装置图,SO2转化成较浓的硫酸,S元素的化合价升高,根据原电池工作原理,电极a为负极,电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++S,电极b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。电极b为正极,A正确;根据原电池工作原理,H+从电极a区移向电极b区,B正确;SO2转化成较浓的硫酸,S元素的化合价升高,电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++S,C正确;负极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++S,正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,根据电荷守恒,电极a消耗SO2与电极b消耗O2的物质的量之比为2∶1,D错误。

6.A　解析 充电时,锂电池原负极与电源负极相连,锂电池原正极与电源正极相连,则锂电池原负极的电势低于另一极,A错误;放电时,负极的电极反应式:Li-e-Li+,正极的电极反应式:+6Li++6e-,由于正负极得失电子数相同,故负极脱嵌的Li+与正极嵌入的Li+物质的量相等,B正确;充电时,阳极发生氧化反应,电极反应式为-6e-+6Li+,C正确;放电时,每转移2 mol电子,负极脱嵌2 mol Li+,正极嵌入2 mol Li+,即负极质量减少14 g,正极质量增加14 g,故两极质量变化差为28 g,D正确。

7.D　解析 在题给电池工作时,锌棒为负极,石墨棒为正极,外电路中电子移动的方向为:锌棒→石墨棒,则电流移动方向为:石墨棒→锌棒,A错误;电池工作时,负极发生反应Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-,负极反应消耗OH-,一段时间后,负极区溶液的pH不会增大,B错误;在反应中Fe元素由Fe中的+6价变为反应后Fe(OH)3中的+3价,则每生成1 mol Fe(OH)3时转移3 mol电子,据得失电子守恒,可知反应消耗Zn的物质的量为1.5 mol,其质量为1.5 mol×65 g·mol-1=97.5 g,C错误;在该电池正极上,Fe得到电子被还原生成Fe(OH)3,则正极的电极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,D正确。

8.BD　解析 M电极上得到O2,该电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,N极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,根据题给装置图,Ⅱ区中得到NaOH溶液,如果X离子为H+,H+能与NaOH溶液反应,无法得到NaOH溶液,X离子应是OH-,Ⅰ区中Na+移向Ⅱ中,氢氧化钠浓度增大,故A错误;根据上述分析,M极为阳极,N极为阴极,M极电势高于N极,阳极电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,c(H+)增大,pH变小,故B正确;如果替换成C6H7O6Na,得到C6H8O6,维生素C为弱酸,导电能力减小,维生素C具有还原性,能被阳极产生的氧气氧化,因此维生素C的产率降低,故C错误;M极生成标准状况下2.24 L的氧气,电路中转移电子物质的量为0.4 mol,会有0.4 mol Na+从Ⅲ区移向Ⅳ区,阴极上会产生0.2 mol H2,Ⅳ区溶液质量增加(0.4 mol×23 g·mol-1-0.2 mol×2 g·mol-1)=8.8 g,故D正确。