2025高考化學(xué)高三化學(xué)大二輪專項(xiàng)專題小題各個(gè)擊破題型17化學(xué)電源含答案及解析 - 副本

1．(2024·江蘇卷)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnOOH，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．電池工作時(shí)，MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作時(shí)，OH－通過隔膜向正極移動(dòng)C．環(huán)境溫度過低，不利于電池放電D．反應(yīng)中每生成1molMnOOH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×1023答案：C解析：Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－=ZnO＋H2O，MnO2為正極，電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－。電池工作時(shí)，MnO2為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，OH－通過隔膜向負(fù)極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；環(huán)境溫度過低，化學(xué)反應(yīng)速率下降，不利于電池放電，C正確；由電極反應(yīng)式MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－可知，反應(yīng)中每生成1molMnOOH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1023，D錯(cuò)誤。2．(2024·北京卷)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理，下列說法正確的是()A．石墨作電池的負(fù)極材料B．電池工作時(shí)，NHeq\o\al(＋,4)向負(fù)極方向移動(dòng)C．MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)D．鋅筒發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋答案：D解析：酸性鋅錳干電池，鋅筒為負(fù)極，石墨電極為正極，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋，A錯(cuò)誤，D正確；原電池工作時(shí)，陽離子向正極(石墨電極)方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤。3．(2024·新課標(biāo)卷)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測(cè)到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動(dòng)。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)，電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì))電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．電池總反應(yīng)為2C6H12O6＋O2=2C6H12O7B．b電極上CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用C．消耗18mg葡萄糖，理論上a電極有0.4mmol電子流入D．兩電極間血液中的Na＋在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎→a答案：C解析：由題中信息可知，當(dāng)電池開始工作時(shí)，a電極為電池正極，血液中的O2在a電極上得電子生成OH－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；b電極為電池負(fù)極，Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO，電極反應(yīng)式為Cu2O－2e－＋2OH－=2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸，CuO被還原為Cu2O，則電池總反應(yīng)為2C6H12O6＋O2=2C6H12O7；根據(jù)反應(yīng)2C6H12O6＋O2=2C6H12O7可知，1molC6H12O6參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，18mgC6H12O6的物質(zhì)的量為0.1mmol，則消耗18mg葡萄糖時(shí)，理論上a電極有0.2mmol電子流入，C錯(cuò)誤。4．(2023·廣東卷)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除Cl－實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A．Ag作原電池正極B．電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC．Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，最多去除1molCl－答案：B解析：O2在Pt極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Pt為正極，Ag失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯(cuò)誤；溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，C錯(cuò)誤；每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移電子2mol，此時(shí)有2molAg轉(zhuǎn)化為Ag＋，故最多去除2molCl－，D錯(cuò)誤。5.(2023·海南卷)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是()A．b電極為電池正極B．電池工作時(shí)，海水中的Na＋向a電極移動(dòng)C．電池工作時(shí)，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性D．每消耗1kgAl，電池最多向外提供37mol電子的電量答案：A解析：電池工作時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，故海水中的Na＋向b電極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，a電極反應(yīng)為Al－3e－=Al3＋，鋁離子水解顯酸性，C錯(cuò)誤；由C項(xiàng)分析可知，每消耗1kgAleq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即\f(1000,27)mol))，電池最多向外提供eq\f(1000,27)mol×3＝eq\f(1000,9)mol電子的電量，D錯(cuò)誤。6．(2022·全國甲卷)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq\o\al(2－,4)存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．Ⅱ區(qū)的K＋通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(2－,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O答案：A解析：根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Zn為電池的負(fù)極，MnO2為電池的正極，陽離子向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤。7．(2023·遼寧卷)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B．儲(chǔ)能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C．放電時(shí)右側(cè)H＋通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D．充電總反應(yīng)：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3＋=PbSO4＋2Fe2＋答案：B解析：放電時(shí)Pb失電子，F(xiàn)e3＋得電子，負(fù)極生成PbSO4，質(zhì)量增加，A錯(cuò)誤；放電時(shí)多孔碳電極為正極，陽離子向正極移動(dòng)，則H＋從左側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；充電總反應(yīng)為2Fe2＋＋PbSO4=2Fe3＋＋Pb＋SOeq\o\al(2－,4)，D錯(cuò)誤。8．(2023·全國乙卷)室溫鈉－硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉－硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：eq\f(1,2)S8＋e－→eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)，eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)＋e－→Seq\o\al(2－,4)，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(2－,4)＋2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,4)))e－→Na2Sx下列敘述錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)Na＋從鈉電極向硫電極遷移B．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC．放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能答案：A解析：由題意可知，放電時(shí)硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極。充電時(shí)為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時(shí)，Na＋由硫電極遷移至鈉電極，A錯(cuò)誤。9．(2022·遼寧高考)某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放電時(shí)Cl－透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCl4吸收0.5molCl2D．充電過程中，NaCl溶液濃度增大答案：A解析：放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)：Cl2＋2e－=2Cl－，消耗氯氣，故A正確；放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，放電時(shí)Cl－透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯(cuò)誤；放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，正極：Cl2＋2e－=2Cl－，理論上CCl4釋放0.5molCl2，故C錯(cuò)誤；充電過程中，陽極：2Cl－－2e－=Cl2，消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，故D錯(cuò)誤。1．(2024·廣東六校高三第二次聯(lián)考)貯備電池是日常將電池的一種組成部分(如電解質(zhì)溶液)與其他部分隔離備用，使用時(shí)可迅速被激活并提供足量電能。Mg-AgCl電池是一種可被海水激活的貯備電池，電池放電時(shí)，下列說法不正確的是()A．海水作電解質(zhì)溶液B．Mg作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C．正極反應(yīng)為AgCl＋e－=Cl－＋AgD．Cl－由負(fù)極向正極遷移答案：D解析：原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故Cl－由正極向負(fù)極遷移，D錯(cuò)誤。2．(2024·長春市高三質(zhì)量監(jiān)測(cè))科學(xué)家設(shè)想利用圖示裝置進(jìn)行CO2的固定，同時(shí)產(chǎn)生電能。該裝置工作時(shí)，生成的C附著在電極上。下列說法錯(cuò)誤的是()A．多孔催化劑電極為正極，放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)B．采用多孔催化劑電極有利于CO2擴(kuò)散到電極表面C．導(dǎo)線中流過2mole－，理論上就有2molLi＋由負(fù)極區(qū)進(jìn)入正極區(qū)D．負(fù)極區(qū)可以選用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液答案：D解析：Li能與水反應(yīng)生成LiOH和H2，負(fù)極區(qū)不能選用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液，D錯(cuò)誤。3．(2024·海南省?？谑懈呷荒?H2是重要的燃料，可將其設(shè)計(jì)成燃料電池，原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．該電池可將化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能B．該電池工作時(shí)，電子由b電極經(jīng)外電路流向a電極C．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為H2－2e－＋O2－=H2OD．該電池工作時(shí)，當(dāng)外電路中有0.1mole－通過時(shí)，b極消耗0.56LO2答案：C解析：由示意圖可知，a極通入H2，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極通入O2，發(fā)生還原反應(yīng)，則a為負(fù)極，b為正極。電池工作時(shí)，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但也有其他形式的能量變化，如熱能，A錯(cuò)誤；該電池工作時(shí)，電子由負(fù)極a經(jīng)外電路流向正極b，B錯(cuò)誤；b極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，每消耗1molO2轉(zhuǎn)移4mol電子，則當(dāng)外電路中有0.1mole－通過時(shí)，b極消耗0.025molO2，由于沒有指明是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，則其體積不一定是0.56L，D錯(cuò)誤。4．(2024·北京市石景山區(qū)高三一模)以氨為燃料的固體氧化物燃料電池(SOFC)具有廣闊的應(yīng)用前景，一種氧離子導(dǎo)電SOFC的工作原理如圖所示(NH3在催化劑作用下先分解為N2和H2)。下列說法不正確的是()A．H2在負(fù)極放電B．正極的電極反應(yīng)：O2＋4e－=2O2－C．外電路轉(zhuǎn)移6mole－，理論上生成4molH2OD．O2－向負(fù)極移動(dòng)答案：C解析：由題圖可知，NH3在催化劑作用下先分解為N2和H2，H2在負(fù)極失電子生成H2O，故A正確；由題圖可知，O2在正極得電子生成O2－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，故B正確；H2在負(fù)極失電子生成H2O，電極反應(yīng)式為H2－2e－＋O2－=H2O，外電路轉(zhuǎn)移6mole－，理論上生成3molH2O，故C錯(cuò)誤；原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則O2－向負(fù)極移動(dòng)，故D正確。5．(2024·廣東省河源中學(xué)高三調(diào)研)銀鋁電池具有能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，電池裝置如圖所示，電池放電時(shí)的反應(yīng)為2Al＋3AgO(氧化高銀)＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]＋3Ag。下列說法正確的是()A．Al電極的電勢(shì)比AgO電極的高B．正極電極反應(yīng)式為AgO＋2e－＋2H＋=Ag＋H2OC．陽離子交換膜允許陽離子和電子通過D．當(dāng)導(dǎo)線中通過0.3mol電子時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減小4.2g答案：D解析：金屬鋁是負(fù)極，正極的電勢(shì)高于負(fù)極，因此Al電極的電勢(shì)比AgO電極的低，A錯(cuò)誤；溶液顯堿性，正極反應(yīng)式為AgO＋2e－＋H2O=Ag＋2OH－，B錯(cuò)誤；電子不能通過溶液和陽離子交換膜，C錯(cuò)誤；負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]－，當(dāng)導(dǎo)線中通過0.3mol電子時(shí)，消耗2.7g鋁，同時(shí)溶液中有0.3molNa＋移到正極區(qū)，所以負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減少0.3mol×23g·mol－1－2.7g＝4.2g，D正確。6．(2024·江西省高三聯(lián)合考試)我國科研人員設(shè)計(jì)的將脫除SO2的反應(yīng)與制備H2O2相結(jié)合的協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖。在電場(chǎng)作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OH－和H＋，并向兩極遷移。已知：①單獨(dú)制備H2O2：2H2O＋O2=2H2O2，不能自發(fā)進(jìn)行；②單獨(dú)脫除SO2：4OH－＋2SO2＋O2=2SOeq\o\al(2－,4)＋2H2O，能自發(fā)進(jìn)行。下列說法正確的是()A．正極的電極反應(yīng)式：O2＋2e－＋2H＋=H2O2B．單獨(dú)脫除SO2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．反應(yīng)過程中需補(bǔ)加稀H2SO4D．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：SO2＋O2＋2H2O=H2O2＋H2SO4答案：A解析：左側(cè)：SO2與NaOH反應(yīng)生成SOeq\o\al(2－,3)，光催化下SOeq\o\al(2－,3)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成SOeq\o\al(2－,4)，左側(cè)電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋2OH－=SOeq\o\al(2－,4)＋H2O，右側(cè)：O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)生成H2O2，右側(cè)電極為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋=H2O2，A正確；單獨(dú)脫除SO2的反應(yīng)是一個(gè)熵減反應(yīng)，此反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，知該反應(yīng)的ΔH<0，為放熱反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)過程中不需要補(bǔ)加稀硫酸，因?yàn)橛覀?cè)消耗的氫離子可由雙極膜中H2O解離的H＋遷移補(bǔ)充，C錯(cuò)誤；根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)式可知，協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為SO2＋O2＋2NaOH=H2O2＋Na2SO4，D錯(cuò)誤。7．(2024·陜西師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)科學(xué)家研制出一種新型短路膜化學(xué)電池，利用這種電池可以消除空氣中的CO2，該裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．短路膜和常見的離子交換膜不同，它既能傳遞離子還可以傳遞電子B．當(dāng)負(fù)極生成1molCO2時(shí)，理論上需要轉(zhuǎn)移1mol電子C．負(fù)極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2OD．當(dāng)反應(yīng)消耗22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2時(shí)，理論上需要轉(zhuǎn)移4mol電子答案：C解析：短路膜和常見的離子交換膜不同，根據(jù)圖中信息得到短路膜既能傳遞離子還可以傳遞電子，A正確；負(fù)極反應(yīng)式為H2＋2HCOeq\o\al(－,3)－2e－=2H2O＋2CO2↑，當(dāng)負(fù)極生成1molCO2時(shí)，理論上需要轉(zhuǎn)移1mol電子，B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)正極反應(yīng)式O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，當(dāng)反應(yīng)消耗22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下物質(zhì)的量為1mol)O2時(shí)，理論上需要轉(zhuǎn)移4mol電子，D正確。8．(2024·湖南省長沙市長郡中學(xué)高三月考)近日，美國工程院院士華裔科學(xué)家邵陽教授采用NaNO3/KNO3/CsNO3共晶鹽電解液和β-Al2O3膜研制了一種熔鹽型Na-O2電池，其工作原理如圖所示：該電池工作時(shí)，下列說法正確的是()A．NOeq\o\al(－,3)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性B．β-Al2O3膜能阻止電子和離子通過C．鎳電極的電極反應(yīng)式為2Na＋＋2e－＋NOeq\o\al(－,3)=Na2O＋NOeq\o\al(－,2)D．電池總反應(yīng)為4Na＋O2=2Na2O答案：C解析：根據(jù)放電原理示意圖分析，在分步反應(yīng)中NOeq\o\al(－,3)表現(xiàn)了氧化性，從總反應(yīng)看，NOeq\o\al(－,3)是催化劑，A錯(cuò)誤；電子不能通過電解質(zhì)，通過β-Al2O3膜的是Na＋，B錯(cuò)誤；電池總反應(yīng)為2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(NOeq\o\al(－,3)))Na2O2，D錯(cuò)誤。9．(2024·廣州市高三調(diào)研測(cè)試)我國科學(xué)家研發(fā)了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池，其工作原理如圖所示。工作時(shí)H2O在雙極膜界面處解離成H＋和OH－，放電時(shí)，下列說法不正確的是()A．CO2在多孔Pd納米片表面轉(zhuǎn)化為甲酸B．正極區(qū)溶液的pH減小C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn＋4OH－－2e－=Z