2024届高考化学一轮复习 课时分层作业33　新型化学电源的分类突破 （含答案）

课时分层作业(三十三)　新型化学电源的分类突破

一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)

1．(2022·南京模拟)新型可充电镁­溴电池能量密度高，循环性能优越，在未来能量存储领域潜力巨大。某镁­溴电池装置如图(正负极区之间的离子选择性膜只允许Mg2+通过)。下列说法不正确的是(　　)

A．放电时，Mg电极发生还原反应

B．放电时，正极反应为Br＋2e－===3Br－

C．充电时，Mg电极应连接电源负极

D．当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时，导线中通过0.2 mol e－

2．(2022·深圳检测)某新型可充电钠离子电池放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．放电时，Mo箔为电池的负极

B．充电时，电源的正极应与Mg箔连接

C．放电时，Na＋通过交换膜从左室移向右室

D．充电时，阳极反应为Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－===Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋

3．(2022·青岛模拟)第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金；汽车在下坡或刹车时，电池处于充电状态)。镍氢电池充放电原理如图所示：

根据所给信息判断正确的是(　　)

A．此汽车上坡或加速时，乙电极周围溶液pH减小

B．此汽车上坡或加速时，电流的方向为甲电极→发电机→乙电极

C．此汽车下坡或刹车时，H2O中的氢元素被氧化

D．此汽车下坡或刹车时，乙电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===H2O＋NiOOH

4．(2022·江门模拟)如图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜装置，其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极。下列说法错误的是(　　)

A．电子由X电极经导线流向镀件

B．Y的电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－

C．电镀池可以用石墨电极作阳极

D．镀件增重6.4 g，理论上X极区模拟海水的质量减少7.1 g

5．(2022·长沙模拟)我国科学家将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内，形成如图所示电池，该电池可将可乐(pH＝2.5)中的葡萄糖作为燃料产生能量下列说法错误的是(　　)

A．该电池是将化学能转化为电能的装置

B．随着反应的进行，负极区的pH不断增大

C．消耗0.01 mol葡萄糖，电路中转移0.02 mol电子

D．b极的电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2+＋2H2O

二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)

6．(2022·石家庄模拟)在微生物参与下，采用惰性电极处理污水中有机物的某微生物燃料电池原理如图。下列说法错误的是(　　)

A．有机物在微生物作用下被氧化并释放质子

B．升高温度可提高电池的能量转化效率

C．B极发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O、2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O

D．若该有机物为CH3OH，则反应1 mol CH3OH时转移4 mol e－

7．如图为一种基于g­C3N4催化剂的光电化学装置，该装置可实现太阳能到电能的直接转换[已知g­C3N4e－＋h＋(空穴)]。下列说法错误的是(　　)

A．多孔Ni的电势比碳膜的低

B．存在反应2H2O＋2h＋(空穴)===H2O2＋2H＋

C．该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O

D．碳膜电极总反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

8．(2022·日照模拟)以Sn­Cu­C复合电极材料(锂单质镶嵌其中)为电极的一种锂离子电池，容量高、循环性能好，总反应为Li1－xNiaCobMncO2＋yCu＋LixSnLiNiaCobMncO2＋SnCuy，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．电解质溶液可选用Li2SO4溶液

B．放电时M极的反应为yCu＋LixSn－xe－===SnCuy＋xLi＋

C．充电时N极的反应为Li1－xNiaCobMncO2＋xLi＋＋xe－===LiNiaCobMncO2

D．放电时，当转移0.1 mol电子时，N电极增重1.4 g

9．(2022·大连模拟)“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－===C2O

B．金属铝电极发生氧化反应

C．每得到1 mol Al2(C2O4)3，电路中转移3 mol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27 g时，理论上阴极质量增加96 g

课时分层作业（三十三）

1．A　[放电时，镁是负极，Mg电极失电子发生氧化反应，故A错误。]

2．D　[根据图示，放电时，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]转化为Na2Fe[Fe(CN)6]，Fe化合价降低，发生还原反应，则Mo箔为正极，A项错误；充电时Mo箔作阳极，与电源的正极相连，B项错误；放电时Na＋通过交换膜从负极（右室）移向正极（左室），C项错误；充电时阳极上Na2Fe[Fe(CN)6]失电子转化为Fe[Fe(CN)6]和Na＋，D项正确。]

3．D　[汽车在刹车或下坡时，电池处于充电状态，则混合动力车上坡或加速时，电池处于放电状态。根据题意可知放电时甲是负极、乙是正极，充电时甲为阴极、乙为阳极。放电时，负极反应：MH＋OH－－e－===M＋H2O，正极反应：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，充电时与放电时相反。]

4．D　[电镀铜的装置中镀件是阴极，X电极为负极，则电子由X电极经导线流向镀件，A正确；Y电极为正极，发生还原反应，则Y的电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B正确；电镀池中硫酸铜溶液作电解液，Cu2+在阴极被还原为铜单质，故可以用石墨电极作阳极，C正确；根据Cu2+＋2e－===Cu，镀件增重6.4 g，即析出0.1 mol Cu，电路中转移0.2 mol电子；负极电极反应式为Cl－－e－＋Ag===AgCl，结合电子转移可知，有0.2 mol Cl－消耗，0.2 mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减少0.2 mol NaCl，其质量减少0.2 mol×58.5 g·mol-1＝11.7 g，D错误。]

5．B　[负极的电极反应式为C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋，随着反应的进行，负极区的氢离子浓度逐渐增大，其溶液的pH不断减小，B错误。]

6．BD　[根据题图可知A极上有机物被氧化为CO2，释放电子，作负极，同时有氢离子（质子）释放，A正确；高温条件下微生物会被杀死，故升高温度不一定能提高电池的能量转化效率，B错误；B极为原电池的正极，据图可知B极上O2、NO被还原，根据该装置的作用可知产物应无污染，所以O2被还原生成水，NO被还原生成N2，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O、2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O，C正确；1 mol CH3OH被氧化为CO2（C元素化合价升高6价）时，转移6 mol 电子，D错误。]

7．C　[根据H＋或e－移向可确定多孔Ni为负极，发生的反应g­C3N4e－＋h＋（空穴），然后发生2H2O＋2h＋（空穴）===H2O2＋2H＋，H2O2－2e－===O2↑＋2H＋，负极总反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；碳膜为正极，正极总反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，电池无总反应。]

8．B　[根据总反应Li1－xNiaCobMncO2＋yCu＋LixSnLiNiaCobMncO2＋SnCuy，可知Sn­Cu­C复合电极（锂单质镶嵌其中）为负极，Li1－xNiaCobMncO2为正极。Sn­Cu­C复合电极材料有锂单质镶嵌其中，Li与水反应，因此电解质溶液不能选用Li2SO4溶液，A错误；根据总反应，分析得到放电时M为负极，电极反应为yCu＋LixSn－xe－===SnCuy＋xLi＋，B正确；根据总反应化学方程式得到放电时N极的反应为Li1－xNiaCobMncO2＋xLi＋＋xe－===LiNiaCobMncO2，C错误；放电时，当转移0.1 mol电子时，N电极增重0.1 mol×7 g·mol-1＝0.7 g，D错误。]

9．C　[每得到1 mol Al2(C2O4)3，消耗2 mol Al，电路中转移6 mol e－，C错误。]