2023年高考化学一轮复习 考点18 原电池 化学电源 模拟测试

考点18  原电池  化学电源

模拟检测

1．(2022·安徽省黄山市高三理科综合测试)我国科学家最近发明了一种Zn—PbO2电池，该电池由a和b两种离子交换膜隔成A、B、C三个区域，电解质分别为KOH、K2SO4和H2SO4，装置如下图。已知放电时，B室中电解质浓度不断增大。下列说法不正确的是(    )

A．PbO2电极电势比Zn电极电势高

B．a为阴离子交换膜

C．正极反应式为：PbO2 + 2e-+ 4H+ + SO42-= PbSO4 + 2H2O

D．电池工作时，每消耗6.5 g Zn，理论上A区域溶液质量减少1.3 g

2．(2022·辽宁省大连市高三双基测试)“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−=C2O42-

B．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96g

3．(2022·四川省泸县第二中学模拟预测)沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(     )

A．碳棒b为该微生物电池的正极

B．碳棒a上有反应：FeSx-2xe-=Fe2++xS(x≥2)

C．电流方向：碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b

D．氧气的含量、光照强度会影响电池的功率

4．(2022·广东省六校高三第六次联考)一种高达94.2%能效的可充电铝胺电池工作原理如图所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一个电子后形成的Ph3N∙+结构较为稳定。下列说法不正确的是(     )

A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉

B．放电时，负极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-

C．充电时，AlCl4-向铝电极移动

D．理论上每生成1mol Ph3N，外电路通过1mol电子

5．(2022·山东省聊城市高三三模)科学家最近发明了一种Al－PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4、KOH，通过x(阳离子交换膜)和y(阴离子交换膜)将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域，结构示意图如图所示。下列说法正确的是(     )

A．放电时，K+通过x膜移向M区

B．放电时，正极反应式为PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O

C．与Zn－PbO2电池相比较，Al－PbO2电池的比能量更高

D．消耗1.8gAl时N区域电解质溶液减少19.2g

6．(2022·山东省德州市高三期末)液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。下图为一种中性/ Fe液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是(    )

A．充电时A电极连电源负极

B．放电时正极电极反应为：Fe(CN)63-+e-= Fe(CN)64-

C．放电时负极区离子浓度增大，正极区离子浓度减小

D．充电时阴极电极反应：ZnBr42-+2e-= Zn+4Br-7．(2022·湖北省部分重点中学高三第二次联考)我国科研团队以聚氨酯为电解液(合成路线如图)实现了稳定高效且可逆循环的K-CO2电池。总反应为：4KSn+3CO22K2CO3+4Sn，其中生成的K2CO3附着在正极上。下列说法错误的是(    )

A．放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向羧基化碳纳米管

B．电池的正极反应式为4K++3CO2+4e-=2K2CO3+C

C．羧基化碳纳米管中引入的羧基可促进电子的转移

D．充电时，电路中通过1mol电子，多壁碳纳米管减重36g

8．(2022·广东省汕头市高三期末教学质量监测iPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。下图为其工作示意图，LiPON薄膜只允许通过，电池反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列有关说法正确的是。(    )

A．LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化

B．导电介质C可为Li 2SO4溶液

C．放电时b极为正极，发生反应：Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2

D．充电时，当外电路通过0.2mol电子时，非晶硅薄膜上质量减少1.4g

9．(2022·山东省日照市高三校际联考三模)盐酸羟胺NH3OHCl是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是(     )

A．电池工作时，含Fe的催化电极作负极

B．图2中，M为H+和e- ，N为NH3OH+

C．电池工作时，每消耗(标准状况)，左室溶液质量增加3.3g

D．电池工作一段时间后，正极区溶液的减小、负极区溶液的增大

10．(2022·湖北省新高考高三质量检测)中科院福建物构所YaobingWang团队首次构建了一种可逆水性Zn—CO2电池，实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示：

已知双极膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。下列说法中错误的是(    )

A．放电时，负极电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-

B．CO2转化为HCOOH过程中，Zn电极的电势低于多孔Pd电极的

C．充电过程中，甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO2

D．当外电路通过2mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为1mol

11．(2022·河北省石家庄市示范性高中高三调研考试)钾离子电池由于其低成本、电解液中快的离子传导性以及高的工作电压等优点；近年来引起了科研工作者极大的关注。吉林大学杨春成教授课题组基于钾离子电池特性，设计并合成了一种VN-NPs/N-CNFs复合材料，并将其应用于钾离子电池的电极，放电时该电极反应为VN+3K++3e-→V+K3N，下列有关说法中错误的是(    )

A．放电时，在Al电极区发生的是氧化反应

B．该电池的溶剂不能为水溶液

C．放电时，电解质中的K+向Cu电极区移动

D．放电时，每转移1mole-，Cu电极区质量减少39g

12．(2022·广东省普通高中高三联合质量测评)钠离子电池是极具潜力的下一代电化学储能电池。我国科学家研究出一种钠离子可充电电池的工作示意图如下，电池内部只允许Na+通过，电池反应为+ + ，(其中-R1代表没参与反应的-COONa，-R2代表没参与反应的-ONa)，下列有关说法不正确的是(    )

A．钠离子电池相比于锂离子电池，具有原料储量丰富，价格低廉的优点

B．放电时，a极为负极，发生氧化反应

C．充电时，阴极发生反应为+2e-+2Na+=

D．充电时，当电路中转移0.3mol电子时，Q极质量减少6.9g

13．(2022·山东省济南市高三学情检测)酸性水系锌锰电池在放电时存在电极上MnO2的剥落，会造成电池效率“损失”。最新研究表明，向体系中加入少量KI固体后能使电池持续大电流放电，提高电池的工作效率，原理如图所示，下列说法错误的是(    )

A．加入KI降低了正极反应的活化能

B．I-与剥落的MnO2反应生成的 I3-能恢复“损失”的能量

C．放电时，正极区溶液的pH减小

D．放电时，消耗1 mol Zn时，正极区电解质溶液增重87 g

14．(2022·北京市西城区一模)氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中的还原反应，其催化机理如图。

途径一：A→B→C→F

途径二：A→B→C→D→E

下列说法不正确的是(    )

A．途径一中存在极性共价键的断裂与形成

B．途径一的电极反应是O2+2H++2e- =H2O2

C．途径二，1mol O2得到4mol

D．氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变

15．(2022·四川省成都市一模)如图，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述中错误的是(     )

A．光伏并网发电装置中b为正极

B．石墨1电极上消耗1molMn2+，甲、乙中各转移0.5mol电子

C．脱硫反应原理为：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+

D．处理60gFeS2，石墨2电极上消耗7.5molH+

16．(2022·安徽省新未来联盟高三模拟预测)我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂，研发出一种Zn-NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解离成H+和OH-，并实现其定向通过)。下列说法正确的是(     )

A．外电路中电子从MoS2电极流向Zn/ZnO电极

B．双极膜右侧为阴离子交换膜

C．当电路中转移0.2 mol电子时负极质量减小6.5 g

D．使用MoS2电极能加快合成氨的速率

17．(2022·河北省省级联测高三第八次考试)水系钠离子二次电池由于资源丰富、绿色环保、生产成本低等优势备受关注。以无机盐为主体结合少量氟化有机盐为电解液，水系钠离子电池放电时的工作原理示意图如图。已知初始时两极质量相等，下列说法错误的是(     )

A．电池总反应可表示为2Na3V2(PO4)3Na5V2(PO4)3+NaV2(PO4)3

B．充电时，阳极电极反应式为Na5V2(PO4)3-2e-=Na3V2(PO4)3+2Na+

C．充电时，电子由M极经导线流向N极；放电时，M极为负极

D．放电时，电路中通过0.005mol电子时，理论上两极质量差为0.23g

18．(2022·河北省沧州市高三二模)火星大气约95%是CO2，Li-CO2电池在未来的火星探测领域有着重要的应用前景。科学家设计了一系列Ru/M-CPY@ CNT(碳纳米管)杂化材料(M = Co、Zn、Ni、Mn， CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底)作为电极。已知该电池放电时的反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，下列说法错误的是(     )

A．放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出

B．充电时，每转移1mol电子，两电极的质量变化差值为7g

C．充电时，阳极的电极反应式为C-4e-+2Li2CO3 =3CO2↑+4Li+

D．杂化材料中CNTs增多了CO2的吸附位点，可使该电池表现出优异的电化学性能

19．(2022·湖北省黄冈中学三模)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，下列叙述正确的是(     )

A．电池工作时，H+的迁移方向：左→右

B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小

C．“好氧阴极”存在反应：NH4+-6e-+ 8OH-=NO2-+ 6H2O

D．“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol