题型17 化学电源-2025高三二轮化学小题各个击破试题+ppt

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1．(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．电池工作时，MnO2发生氧化反应B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动C．环境温度过低，不利于电池放电D．反应中每生成1 ml MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
解析：Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 ml MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。
解析：酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，A错误，D正确；原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，B错误；MnO2发生得电子的还原反应，C错误。
3．(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是(　　)A．电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mml电子流入D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a
解析：由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7；根据反应2C6H12O6＋O2===2C6H12O7可知，1 ml C6H12O6参加反应时转移2 ml电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mml，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mml电子流入，C错误。
4．(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)A．Ag作原电池正极B．电子由Ag经活性炭流向PtC．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 ml Cl－
解析：O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 ml，此时有2 ml Ag转化为Ag＋，故最多去除2 ml Cl－，D错误。
5.(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(　　)A．b电极为电池正极B．电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性D．每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 ml电子的电量
解析：根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Zn为电池的负极，MnO2为电池的正极，阳离子向正极移动，A错误。
解析：由题意可知，放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误。
9．(2022·辽宁高考)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(　　)A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1 ml电子，理论上CCl4吸收0.5 ml Cl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，故A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；放电时每转移1 ml电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 ml Cl2，故C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误。
1．(2024·广东六校高三第二次联考)贮备电池是日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用，使用时可迅速被激活并提供足量电能。Mg­AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池放电时，下列说法不正确的是(　　)A．海水作电解质溶液B．Mg作负极发生氧化反应C．正极反应为AgCl＋e－===Cl－＋AgD．Cl－由负极向正极迁移
解析：原电池工作时，阴离子向负极移动，故Cl－由正极向负极迁移，D错误。
2．(2024·长春市高三质量监测)科学家设想利用图示装置进行CO2的固定，同时产生电能。该装置工作时，生成的C附着在电极上。下列说法错误的是(　　)A．多孔催化剂电极为正极，放电时发生还原反应B．采用多孔催化剂电极有利于CO2扩散到电极表面C．导线中流过2 ml e－，理论上就有2 ml Li＋由负极区进入正极区D．负极区可以选用LiCl水溶液作电解质溶液
解析：Li能与水反应生成LiOH和H2，负极区不能选用LiCl水溶液作电解质溶液，D错误。
3．(2024·海南省海口市高三一模)H2是重要的燃料，可将其设计成燃料电池，原理如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)A．该电池可将化学能完全转化为电能B．该电池工作时，电子由b电极经外电路流向a电极C．a电极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2OD．该电池工作时，当外电路中有0.1 ml e－通过时，b极消耗0.56 L O2
解析：由示意图可知，a极通入H2，发生氧化反应，b极通入O2，发生还原反应，则a为负极，b为正极。电池工作时，主要是化学能转化为电能，但也有其他形式的能量变化，如热能，A错误；该电池工作时，电子由负极a经外电路流向正极b，B错误；b极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－，每消耗1 ml O2转移4 ml电子，则当外电路中有0.1 ml e－通过时，b极消耗0.025 ml O2，由于没有指明是在标准状况下，则其体积不一定是0.56 L，D错误。
4．(2024·北京市石景山区高三一模)以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(NH3在催化剂作用下先分解为N2和H2)。下列说法不正确的是(　　)A．H2在负极放电B．正极的电极反应：O2＋4e－===2O2－C．外电路转移6 ml e－，理论上生成4 ml H2OD．O2－向负极移动
解析：由题图可知，NH3在催化剂作用下先分解为N2和H2，H2在负极失电子生成H2O，故A正确；由题图可知，O2在正极得电子生成O2－，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，故B正确；H2在负极失电子生成H2O，电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O，外电路转移6 ml e－，理论上生成3 ml H2O，故C错误；原电池中阴离子向负极移动，则O2－向负极移动，故D正确。
5．(2024·广东省河源中学高三调研)银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图所示，电池放电时的反应为2Al＋3AgO(氧化高银)＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]＋3Ag。下列说法正确的是(　　)A．Al电极的电势比AgO电极的高B．正极电极反应式为AgO＋2e－＋2H＋===Ag＋H2OC．阳离子交换膜允许阳离子和电子通过D．当导线中通过0.3 ml电子时，负极区溶液质量减小4.2 g
解析：金属铝是负极，正极的电势高于负极，因此Al电极的电势比AgO电极的低，A错误；溶液显碱性，正极反应式为AgO＋2e－＋H2O===Ag＋2OH－，B错误；电子不能通过溶液和阳离子交换膜，C错误；负极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－，当导线中通过0.3 ml电子时，消耗2.7 g铝，同时溶液中有0.3 ml Na＋移到正极区，所以负极区溶液质量减少0.3 ml×23 g·ml－1－2.7 g＝4.2 g，D正确。
7．(2024·陕西师范大学附属中学高三月考)科学家研制出一种新型短路膜化学电池，利用这种电池可以消除空气中的CO2，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)A．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子还可以传递电子B．当负极生成1 ml CO2时，理论上需要转移1 ml电子C．负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OD．当反应消耗22.4 L(标准状况)O2时，理论上需要转移4 ml电子
解析：由上图可知，A、C正确；正极CO2转化为HCOOH，故正极区溶液的pH减小，B正确；每生成1 ml甲酸，转移2 ml e－，双极膜处解离2 ml H2O，D错误。
10．(2024·吉林、黑龙江高考适应性测试)如图，b为H＋/H2标准氢电极，可发生还原反应(2H＋＋2e－===H2↑)或氧化反应(H2－2e－===2H＋)，a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是(　　)A．1与2相连，盐桥1中阳离子向b电极移动B．2与3相连，电池反应为2Ag＋2I－＋2H＋===2AgI＋H2↑C．1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量D．1与2、2与3相连，b电极均为e－流出极
解析：1与2相连，左侧两池构成原电池，a电极质量减小，AgCl转化为Ag，说明a为正极，b为负极，b极反应为H2－2e－===2H＋，1与2相连，盐桥1中阳离子向a电极移动，A错误；2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，Ag转化为AgI，说明c为负极，b为正极，生成氢气，电池反应为2Ag＋2I－＋2H＋===2AgI＋H2↑，B正确；由上述分析可知1与3相连时，a极为正极，AgCl转化为Ag，a极质量减小，c极为负极，Ag转化为AgI，c极质量增加，但a电极减小的质量小于c电极增大的质量，C错误；1与2相连，b为负极，b电极为e－流出极；2与3相连，c为负极，c电极为e－流出极，D错误。