专题10 原电池与化学电源 -备战高考化学核心考点归纳与最新模拟测试 (全国通用）

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  专题10 原电池与化学电源 考点一、原电池的工作原理 考点二、电极方程式的书写1、电极方程式书写方法总结2、燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)考点三、新型化学电池    单液电池    双液电池    间接电池媒质也称为“电对”或“介对”，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在电解溶液中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目的产物。其原理如下图所示：   二次电池 【真题回顾练】1．（2021·福建真题）催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。下列说法错误的是A．电池可使用有机电解液B．充电时，由正极向负极迁移C．放电时，正极反应为D．、、和C都是正极反应的中间产物2．（2021·辽宁真题）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是A．放电时，M电极反应为B．放电时，由M电极向N电极移动C．充电时，M电极的质量减小D．充电时，N电极反应为3．（2021·广东真题）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时A．负极上发生还原反应 B．在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能4．（2021·山东真题）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是A．放电过程中，K+均向负极移动B．放电过程中，KOH物质的量均减小C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L5．（2021·河北真题）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水6．（2021·湖南真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过7．（2021.6·浙江真题）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连B．放电时，外电路通过电子时，薄膜电解质损失C．放电时，电极B为正极，反应可表示为D．电池总反应可表示为【模拟仿真练】1．（2022·湖南·模拟预测）甲池是一种偏二甲肼燃料电池，如下图所示。一段时间乙池内，D中进入8mol混合气体，其中环戊二烯的物质的量分数为20%(杂质不参与反应)，C出来的是含环戊二烯的物质的量分数为15%的混合气体(不含，该条件下环戊烷、环戊二烯都为气态)。下列说法正确的是A．甲池中B处通入，E处有放出，且体积一样(标况下测定)B．乙池中惰性电极上发生反应：C．甲池中由G极移向F极，乙池中由惰性电极移向多孔惰性电极D．导线中共传导1.2mol电子2．（2021·甘肃金昌·模拟预测）图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理图。下列说法正确的是A．电子流向：B电极→用电器→电极A，该过程将化学能转化为电能B．A电极上发生氧化反应，电极反应式为：X-4e- =Y+4H+C．若有机物为麦芽糖，处理0.25mol有机物，12molH+透过质子交换膜移动到右室D．若B电极上消耗标准状况下氧气56mL，则电极A上生成1.64gY3．（2022·重庆·一模）苯酚()是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料，但苯酚也有较强的毒性。如图是处理废水中苯酚的装置。下列有关说法正确的是A．a电极电势低，电极附近增大B．由B区移向A区，B区溶液的增大C．b电极反应式为D．若有2mol电子通过导线，A、B两区域中溶液质量改变量的和为2g4．（2022·广东肇庆·二模）我国科学家在Li-CO2电池的研究上取得重大科研成果，设计分别以金属Li及碳纳米管复合Li2CO3做电池的电极，其放电时电池反应为3CO2+4Li=2L2CO3+C。该电池放电时A．Li电极发生还原反应B．Li+在电解质中移向负极。C．CO2在正极上得到电子D．电流由Li电极经外电路流向石墨复合Li2CO3电极5．（2021·山东青岛·高三期中）H2S可通过电化学循环法转化为H2SO4和H2，其装置如图所示。下列分析错误的是已知氧化过程发生两步反应：H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2。A．电极a周围溶液pH减小B．电流由电极b经负载、电极a、离子导体回到电极bC．理论上1molH2S参加反应可产生1mol H2D．用此电池为铅蓄电池充电，该电池生成19.6g H2SO4时，铅蓄电池消耗7.2g水6．（2022·福建宁德·一模）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法不正确的是A．充电时，电极周围升高B．放电时，每生成，转移个电子C．使用催化剂或者均能有效减少副产物的生成D．使用催化剂，中间产物更不稳定7．（2022·辽宁大连·模拟预测）“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是A．通入CO2的一极电极反应式为：2CO2+2e−=C2OB．金属铝电极发生氧化反应C．每得到1molAl2(C2O4)3，电路中转移3mol电子D．以该装置为电源进行粗铜的电解精炼，金属铝质量减少27g时，理论上阴极质量增加96g8．（2021·湖南·长郡中学高三月考）下列说法不正确的是A．图Ⅰ所示装置不能形成原电池B．铅蓄电池为二次电池，充电时，铅电极接外接电源的正极C．燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置D．反应的能量变化如图Ⅱ所示，则该反应在低温下能自发进行9．（2022·云南·一模）我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，其正极材料可表示为Li1-aNixCoyMnxO2其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4，且x+y+z=1，电池总反应为Li1-aNixCoyMnxO2+LiaC6LiNixCoyMnxO2+6C(石墨)，其电池工作原理如图所示，两板之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法错误的是A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜B．充电时，外电路中流过0.2mol电子，A极质量减少1.4gC．在Li1-aNixCoyMnxO2材料中，若x：y：z=2：3：5，则a=0.3D．放电时，正极反应式为Li1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO210．（2021·四川内江·一模）新型镁−锂双离子二次电池的工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是A．放电时，Li+通过离子交换膜向左移动B．充电时，x与电源正极相连C．放电时，正极的电极反应式为： Li1-x FePO4 +xLi+−xe－= LiFePO4D．充电时，导线上每通过0.4 mol e－，左室中溶液的质量减少2 g11．（2021·浙江台州·一模）如图为2021年新研发的车载双电极镍氢电池，放电时a、c电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金，可表示为MH；充电时b、d电极的反应物为吸附的，下列叙述正确的是A．a、b为电池负极，c、d为电池正极B．图示显示的是电池充电的过程，c极上的反应可表示为C．隔膜中的电解液可为KOH溶液，放电时外电路每通过1mol电子，该电池正极共增重2gD．充电时电子的流动路径为外接电源负极→a、d→外接电源正极，而a→b、b→c、c→d的导电过程均借助离子迁移完成12．（2021·浙江嘉兴·模拟预测）如图所示的磷酸铁锂()电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点。电池中间是聚合物的隔膜，只允许通过。下列说法不正确的是已知：电池工作原理A．放电时，外电路通过电子时，聚合物薄膜右侧质量减少B．放电时，正极反应：C．充放电时，数目不变D．充电时，上图中“N”极与外接直流电源的正极相连13．（2021·山东滕州·高三期中）一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的可以将Fe2+氧化、自身被还原为。下列关于该电池的说法正确的是A．电池放电时将电能转化为化学能B．放电时Li+由正极区移向负极区C．放电时的负极反应为D．氧化罐中反应的离子方程式为 
 14．（2021·河南·高三期中）中国科学院福建物质结构研究所课题组基于二氧化碳和甲酸的相互转化反应设计并实现了一种可逆的水系金属—二氧化碳二次电池，放电时工作原理如图所示。下列有关电池放电时的说法错误的是A．N极发生还原反应B．电子由N极流出经导线流入M极C．N极的电极反应式为D．若电路中流过个电子，则理论上M极有3.25g锌参加反应15．（2021·四川凉山·一模）雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，若选择乙醇(H2SO4)燃料电池将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是A．b电极发生的反应式为：B．通入NO的电极为阴极，发生氧化反应C．该装置实际工作过程中不通入也能达到相同的效果D．当消耗46g乙醇时(不计算电解过程中的能量损耗)，则通入的的物质的量为16．（2021·山东·济南外国语学校模拟预测）科学家设计微生物原电池，用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮，该装置示意图如图。有关该微生物电池说法正确的是A．电子由m极转移到n极B．每生成1molCO2转移e-的物质的量为8molC．m电极反应式为2NO+6H2O+10e-=N2+12OH-D．H+可通过质子交换膜移向左侧极室17．（2022·江苏泰州·模拟预测）MFC—电芬顿技术不需要外加能即可发生，通过产生羟基自由基(•OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下列说法不正确的是A．电子移动方向为a→Y，X→bB．Y电极上得到双氧水的反应为O2+2e-+2H+=H2O2C．乙池可在酸性较弱的环境中使用D．理论上当乙池中产生1mol羟基自由基时，甲池中有2molH+从M室移动到N室18．（2021·内蒙古新城·一模）用原电池原理可以除去酸性废水中的，，其原理如图所示(导电壳内部为纳米零价铁)。下列说法不正确的是A．纳米铁发生氧化反应B．正极电极反应式：C．在溶液中，失去的电子总数等于获得的电子总数D．工作一段时间后，废水的pH将增大19．（2021·陕西汉中·一模）利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO，下列说法不正确的是A．电池工作时a极区溶液的pH降低B．电极b表面发生反应CO2+2e-+2H+=CO+H2OC．该装置工作时，H+从a极区向b极区移动D．标准状况下，电极a生成1.12LO2时，两极电解质溶液质量相差3.2g20．（2021·山东日照·模拟预测）一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装置中电极均为惰性电极，两侧电解质为同浓度的盐酸。下列说法错误的是A．通入NO2的电极为正极，发生还原反应B．若使用的烃为C2H6，该电极反应为：C2H6+4H2O-14e-=2CO2↑+14H+C．装置中转移0.4mol电子时，有0.4NA个H+通过质子交换膜D．装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变