高三化学每天练习20分钟——新型高能的化学电源（有答案和详细解析）

这是一份高三化学每天练习20分钟——新型高能的化学电源（有答案和详细解析），共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1一种突破传统电池设计理念的镁－锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是( )
A.放电时，Mg(液)层的质量减小
B.放电时正极反应为：Mg2＋＋2e－===Mg
C.该电池充电时，Mg－Sb(液)层发生还原反应
D.该电池充电时，Cl－向中层和下层分界面处移动
2．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是( )
A.电极a为电池的负极
B.电极b上发生的电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.电路中每通过4 ml电子，在正极消耗44.8 L H2S
D.每17 g H2S参与反应，有1 ml H＋经质子膜进入正极区
3．肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )
A.电池工作时，正极附近的pH降低
B.当消耗1 ml O2时，有2 ml Na＋由甲槽向乙槽迁移
C.负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O
D.若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作
4．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是( )
A.充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能
B.放电时，a极为负极
C.充电时，阳极的电极反应式为Ieq \\al(－,3)－2e－===3I－
D.M可以使用阴离子交换膜
5．高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，充放电时的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列叙述正确的是( )
A．放电时，负极反应式为3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2
B．放电时，正极区溶液的pH减小
C．充电时，每转移3 ml电子，阳极有1 ml Fe(OH)3被还原
D．充电时，电池的锌电极接电源的正极
6．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V3＋＋VO2＋＋H2Oeq \(,\s\up7(充电),\s\d5(放电))VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋。下列叙述正确的是( )
A．放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极
B．放电时每转移0.5 ml电子，负极有0.5 ml V2＋被氧化
C．充电时阳极附近溶液的酸性减弱
D．充电时阳极反应式为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
7．(2019·濮阳模拟)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的工作原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法错误的是( )
A．电池工作时，光能转变为电能，X为电池的负极
B．镀铂导电玻璃上发生氧化反应生成I－
C．电解质溶液中发生反应：2Ru3＋＋3I－2Ru2＋＋Ieq \\al(－,3)
D．电池工作时，电解质溶液中I－和Ieq \\al(－,3)的浓度均变大
8．斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队发明了一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池。该电池的电极材料为铝和Cn[AlCl4](Cn为石墨)，有机物阳离子和[AlCl4]－组成离子液体，电池放电时，在负极附近形成[Al2Cl7]－。充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。下列说法不正确的是( )
A．放电时，铝为电池负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．放电时，负极材料和正极材料质量均减少
C．充电和放电过程中，有机物阳离子移动方向相反
D．充电时，阳极的电极反应式为[AlCl4]－＋Cn－e－=== Cn[AlCl4]
三、非选择题
9．一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 ml·L－1的KOH溶液。
(1)写出放电时的正、负极电极反应式：负极_________________________________________，正极__________________________________________________________________________。
(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式：阴极_________________________________________，阳极__________________________________________________________________________。
答案精析
1． C
解析 A项，放电时，负极Mg失电子生成镁离子，则Mg(液)层的质量减小，正确；B项，正极镁离子得电子得到Mg，则放电时正极反应为：Mg2＋＋2e－===Mg，正确；C项，该电池充电时，Mg－Sb(液)层为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，错误；D项，该电池充电时，阴离子向阳极移动，即Cl－向中层和下层分界面处移动，正确。
2. C
解析 根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极b为正极，电极a为负极，A项正确；电极b为正极，氧气得电子生成水，B项正确；从装置图可以看出，电池总反应为2H2S＋O2===S2＋2H2O，电路中每通过4 ml电子，正极应该消耗1 ml O2，负极应该有2 ml H2S反应，但是题目中没有给定标准状况下，所以不一定是44.8 L，故C错误；17 g H2S即0.5 ml H2S，每0.5 ml H2S参与反应会消耗0.25 ml O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，可知有1 ml H＋经质子膜进入正极区，故D正确。
3． C
解析 电池工作时，O2在正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A错误；当消耗1 ml O2时，电路中转移4 ml电子，生成4 ml OH－，为保持溶液呈电中性，应有4 ml Na＋由甲槽向乙槽迁移，B错误；N2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O，C正确；若去掉阳离子交换膜，正极产生的OH－直接向负极移动，不能产生稳定的电流，D错误。
4． B
解析 充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，A错误；放电时，a极为负极，Na2S失电子氧化为Na2S4，B正确；充电时，阳极失电子被氧化，阳极的电极反应式为3I－－2e－===Ieq \\al(－,3)，C错误；M是阳离子交换膜，D错误。
C
5．A [A项，根据总方程式可知，在放电时，负极反应为3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2，正确；B项，放电时，4H2O＋FeOeq \\al(2－,4)＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，正极区不断消耗水，产生OH－，所以溶液的pH增大，错误；C项，充电时，每转移3 ml电子，阳极有1 ml Fe(OH)3被氧化，错误；D项，充电时，电池的锌电极接电源的负极，错误。]
6．B [放电时发生的反应为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋===V3＋＋VO2＋＋H2O，阴离子移向负极，A错误；放电时负极V2＋被氧化成V3＋，每转移0.5 ml电子，负极有0.5 ml V2＋被氧化，B正确；充电时的总反应为V3＋＋VO2＋＋H2O === VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋，阳极反应为VO2＋＋H2O－e－ === VOeq \\al(＋,2)＋2H＋，阳极附近溶液的酸性增强，C、D错误。]
7．BD 8.A
9．(1)H2－2e－＋2OH－===2H2O
2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－
(2)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O