新高考2021屆高考化學(xué)小題必練10新型化學(xué)電源(含答案)

1、 高考化學(xué)小題必練（新高考）小題必練10：新型化學(xué)電源高考中的新型電源有“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”等。這些電池一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量高等特點(diǎn)。取材與這些知識(shí)點(diǎn)的試題，由于題材廣、信息新、陌生度大，所以大多數(shù)考生對(duì)這類(lèi)試題感到難，實(shí)際上這些題目主要考查學(xué)生對(duì)原電池的工作原理的遷移應(yīng)用能力。1【2020年山東卷】微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CHCOO的溶液為例）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）3隔彊扱生物龍有機(jī)模擬型性廢水海水水落

2、茨負(fù)極反應(yīng)為CHCOO+2HO-8e=2COf+7H+322隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5g電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1【答案】B【解析】據(jù)圖可知a極上CHCOO一轉(zhuǎn)化為CO和H+，C元素被氧化，所以a極為該原電池32的負(fù)極，則b極為正極。A.a極為負(fù)極，CHCOO一失電子被氧化成CO和H+，結(jié)合電荷守恒32可得電極反應(yīng)式為CHCOO+2HO-8e=2COI+7H+，故A正確；B.為了實(shí)現(xiàn)海水的淡化，322模擬海水中的氯離子需要移向負(fù)極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則

3、隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移lmol電子時(shí)，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會(huì)有l(wèi)molCl移向負(fù)極，同時(shí)有l(wèi)molNa+移向正極，即除去lmolNaCl,質(zhì)量為58.5g,故C正確；D.b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為2H+2e二Hf，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移8mol電子時(shí)，正極產(chǎn)生4mol氣體，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)2式可知負(fù)極產(chǎn)生2mol氣體，物質(zhì)的量之比為4：2=2：1,故D正確；故選B。【點(diǎn)睛】涉及到相關(guān)的計(jì)算時(shí)，注意整個(gè)電池中正極和負(fù)極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒。【2020年天津卷】熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電F列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（池反應(yīng)為亦J

4、N叭（x=53，難溶于熔融硫）,Na2S4的電子式為Na+:S:S:S:S:I_Na+放電時(shí)正極反應(yīng)為xS+2Na+2e-=NaS2xNa和NaS分別為電池的負(fù)極和正極2x該電池是以Na-B-AlO為隔膜的二次電池23【答案】C【解析】根據(jù)電池反應(yīng)：2Na+xS尊NaS可知，放電時(shí)，鈉作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，2x電極反應(yīng)為：Na-e=Na+，硫作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為xS+2Na+2e-=NaS。2xA.NaS屬于離子化合物，4個(gè)硫原子間形成三對(duì)共用電子對(duì)，電子式為24Na+:S:S:S:S：I_Na+，故A正確；B.放電時(shí)發(fā)生的是原電池反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：xS+2Na+

5、2e-=NaS，故B正確；C.放電時(shí)，Na為電池的負(fù)極，正極為硫2x單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D.放電時(shí)，該電池是以鈉作負(fù)極，硫作正極的原電池，充電時(shí)，是電解池,Na-卩-AlO為隔膜，起到電解質(zhì)溶液的作用，該電池為二次電池，故D正確；答案選C。23【點(diǎn)睛】信息型原電池，根據(jù)給出的總反應(yīng)方程式，結(jié)合原電池的正負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)，判斷出正負(fù)極材料和反應(yīng)物。【2020年全國(guó)卷3】一種高性能的堿性硼化釩(VB)空氣電池如下圖所示，其中在VB22電極發(fā)生反應(yīng)：VB+16OH-lle-=VO3-+2B(OH)-+4HO該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤2442的是()電痕匚電權(quán)If_羅合0汁殿電閥常繼同了注擇炸膜負(fù)載通過(guò)0.

6、04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)0參與反應(yīng)2正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高電池總反應(yīng)為4VB+11O+20OH-+6HO=8B(OH)-+4VO3-22244電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB電極、K0H溶液回到復(fù)合碳電極2【答案】B【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB發(fā)生失電子的反應(yīng)生成VO3-和B(OH)-,反應(yīng)的244電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成0H-反應(yīng)的電極方程式為0+4e-2H0=40H-，電池的總反應(yīng)方程式為4VB+110+200H-6H0=8B(OH)-+4222224VO3-。A.當(dāng)負(fù)極通過(guò)0.04mol電子時(shí)，正極也通過(guò)0.0

7、4mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，4通過(guò)0.04mol電子消耗O.Olmol氧氣，在標(biāo)況下為0.224L,A正確；B.反應(yīng)過(guò)程中正極生成大量的0H使正極區(qū)pH升高，負(fù)極消耗0H使負(fù)極區(qū)0H-濃度減小pH降低，B錯(cuò)誤；C.根據(jù)分析，電池的總反應(yīng)為4VB+110+200H計(jì)6H0=8B(OH)-+4VO3-，C正確；D.電池中，電22244子由VB電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向?yàn)閺?fù)合碳電極2一負(fù)載-VB電極一KOH溶液一復(fù)合碳電極，D正確；故選B。2【點(diǎn)睛】本題在解答時(shí)應(yīng)注意正極的電極方程式的書(shū)寫(xiě)，電解質(zhì)溶液為堿性，則空氣中的氧氣得電子生成氫氧根；在判斷電池中電流流

8、向時(shí)，電流流向與電子流向相反。1.微生物燃料電池在凈化廢水的同時(shí)能獲得能源或得到有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品，下圖為其工作A，D說(shuō)法正確。答案為D。用鋰一氟化碳（氟氣與碳生成的夾層化合物）電池電解含有尿素CO（NH）的堿性溶液，22用于廢水處理和煤液化供氫，其裝置如圖所示（裝置中c、d均為惰性電極，隔膜僅阻止氣體通過(guò)），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）隔膜電極a為鋰一氟化碳電池的負(fù)極電極b的電極反應(yīng)為（CF）+nxe-=nC+nxF-xn裝置中電子流動(dòng)方向：電極a電極df隔膜f電極cf電極bc電極區(qū)和d電極區(qū)產(chǎn)生的氣體在相同條件下的體積比為1:3【答案】C【解析】A.鋰一氟化碳（氟氣與碳生成的夾層化合物）電池中Li+

9、定向移動(dòng)到b極，根據(jù)原電池中陽(yáng)離子定向移動(dòng)到正極可推出b極為正極，則a極為負(fù)極，選項(xiàng)A正確；B.電極b為原電池的正極，正極上氟氣與碳生成的夾層化合物（CF）得電子產(chǎn)生C和F-,故電xn極反應(yīng)為（CF）+nxe-=nC+nxF-選項(xiàng)B正確；C.根據(jù)裝置可知電極a為負(fù)極，b為正xn極，c為陽(yáng)極，d為陰極，故裝置中電子流動(dòng)方向：電極a-電極d,電極c-電極b，電子不在隔膜中流動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.根據(jù)得失電子守恒，電解含有尿素CO（NH）的堿性溶液,22c電極區(qū)和d電極區(qū)產(chǎn)生的氣體N和H在相同條件下的體積比為1：3，選項(xiàng)D正確；答案22選C。（雙選）我國(guó)科研人員研制出一種室溫“可呼吸”NaCO電池。放

10、電時(shí)該電池“吸2入”CO，充電時(shí)“呼出”CO。吸入CO時(shí)，其工作原理如圖所示。吸收的CO中，部分2222轉(zhuǎn)化為NaCO固體沉積在多壁碳納米管（MWCNT）電極表面。下列說(shuō)法正確的是（）231鈉沉積物L(fēng)涪2NT“吸入”CO時(shí)，鈉箔為負(fù)極2“吸入”CO時(shí)的正極反應(yīng)：4Na+3CO+4e-=2NaCO+C2223“呼出”CO時(shí)，Na+向多壁碳納米管電極移動(dòng)2標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每“呼出”22.4LCO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.75mol2【答案】AB【解析】根據(jù)題意，結(jié)合圖示，放電時(shí)為原電池，鈉箔作原電池負(fù)極，電極反應(yīng)為Na-e-=Na+，多壁碳納米管（MWCNT）電極作原電池正極，“吸入”CO,部分轉(zhuǎn)化為NaCO

11、固體223沉積在多壁碳納米管（MWCNT）電極表面，電極反應(yīng)為4Na+3CO+4e-=2NaCO+C；“呼出”CO2232時(shí)為電解池。A.根據(jù)分析，“吸入”CO時(shí)為原電池，鈉箔為負(fù)極，故A正確；B.根據(jù)分2析，“吸入”CO時(shí)為原電池，多壁碳納米管（MWCNT）電極作原電池正極，正極反應(yīng)為24Na+3CO+4e-=2NaCO+C，故B正確；C.根據(jù)分析，“呼出”CO時(shí)為電解池，多壁碳納米2232管（MWCNT）電極陽(yáng)極，鈉箔為陰極，電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，則Na+向鈉箔電極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D.“呼出”CO時(shí)為電解池，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2NaCO+C-4e-=4Na+3CO,產(chǎn)生3mol2232C

12、O轉(zhuǎn)移4mol電子，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每“呼出”22.4LCO，即產(chǎn)生1molCO時(shí)，轉(zhuǎn)移電子2224數(shù)為mol,故D錯(cuò)誤；答案選AB。7一種非水相可充電電池可承受較大的充放電電流，電極為鎂電極和碳電極，其示意圖如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）充電時(shí)，b連接直流電源的正極充電時(shí)，C極區(qū)Br-濃度增大放電時(shí)，電池內(nèi)部Mg2+向C電極移動(dòng)電池總反應(yīng)為Mg+Br-Mg2+3Br-3充電【答案】C【解析】由圖可知，電極為鎂電極和碳電極，電池充放電過(guò)程中均是Mg2+在兩極之間移動(dòng)，電池放電過(guò)程中Mg電極上只能是Mg放電生成Mg2+，因此放電過(guò)程中負(fù)極電極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+，C電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電

13、極反應(yīng)式為Br+2e-=3Br-，充電過(guò)程中，電池負(fù)極連接電源負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，電池正極連接電源正極發(fā)生氧化反應(yīng)。由上述分析可知，放電時(shí)，Mg為電池負(fù)極，C為電池正極，A.放電時(shí)，C電極為電池為正極，充電時(shí)，b連接直流電源的正極，故A項(xiàng)說(shuō)法正確；B.放電時(shí),Mg2+移向還原電極，即移向C電極，故B項(xiàng)說(shuō)法正確;充電時(shí)，C極上的電極反應(yīng)式為3Br2e-=Br-,Br-濃度將減小，故C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；D.由3電池負(fù)極與正極電極反應(yīng)式相加并將電子抵消即可得到電池總反應(yīng)，因此電池總反應(yīng)為Mg+Br-三Mg2+3Br-，故D項(xiàng)說(shuō)法正確；故答案為C。（雙選）2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位為鋰離子電池發(fā)展作出重

14、要貢獻(xiàn)的科學(xué)家。磷酸鐵鋰鋰離子電池充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為：LiFePO-xLi+-xe-xFePO+（l-x）LiFePO。放444電工作示意圖如圖。下列敘述正確的是（） 228 放電時(shí)，Li+通過(guò)隔膜移向正極充電時(shí)，電子從電源經(jīng)銅箔流入正極材料放電時(shí)正極反應(yīng)為：FePO+xLi+xe-=xLiFePO+(l-x)FePO444磷酸鐵鋰鋰離子電池充放電過(guò)程通過(guò)Li+遷移實(shí)現(xiàn)，C、Fe、P元素化合價(jià)均不發(fā)生變化【答案】AC【解析】放電時(shí)為原電池，原電池中陽(yáng)離子流向正極，根據(jù)鋰離子的流向可知銅箔為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，鋁箔為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時(shí)為電解池，銅箔上發(fā)生氧化反應(yīng)為陽(yáng)極，鋁箔發(fā)生還原反應(yīng)為

15、陰極，即充電時(shí)銅箔上的反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO-xLi+-xexFePO+(l-x)LiFePO。A.放電時(shí)為原電池，原電池中陽(yáng)離子流向正極,444故A正極；B.充電時(shí)，正極材料上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電子流出，故B錯(cuò)誤；C.放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)相反，為FePO+xLi+xexLiFePO+(l-x)FePO，故C正444確；D.根據(jù)陽(yáng)極的反應(yīng)式可知充放電的過(guò)程中Fe元素的化合價(jià)發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤；綜上所述答案為AC。用下列方法制備銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)Ag2O2:向KOH溶液中加入適量AgNO3溶液，保持反應(yīng)溫度為80C，邊攪拌邊將一定量KSO(過(guò)二硫酸鉀，其中部分0為-1價(jià))溶

16、液228緩慢加到上述混合物中，反應(yīng)完全后，過(guò)濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)總方程式為2AgN0+4K0H+KS0=Ag0；+2KN0+2KSO+2H0。下列說(shuō)法不正確的是()228223242銀鋅堿性電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，被還原該電池充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為：Zn(OH)2-+2e-=Zn+40H-4銀鋅堿性電池反應(yīng)方程式可寫(xiě)為：Ag0+2Zn+4K0H+2H0=2KZn(OH)+2Ag22224上述反應(yīng)中，1molKS0(過(guò)二硫酸鉀)得2mol&(除氧之外，其余元素的化合價(jià)都沒(méi)有變)【答案】D【解析】銀鋅堿性電池中由鋅電極和Ag2O2電極組成，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液，

17、故電池放電時(shí)正極的AgO轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為KZn(OH)，正極電極反應(yīng)式為2224Ag0+4e-+2H0=2Ag+40H-,負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e-+80H-=2Zn(0H)2-,反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的總方程式為：Ag0+2Zn+4K0H+2H0=2KZn(OH)+2AgoA.由分析可知，銀鋅堿性22224電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag,被還原，A正確；B.二次電池充電時(shí)發(fā)生放電的逆過(guò)程,該電池充電時(shí)陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為充電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)的逆過(guò)程，故電極反應(yīng)為：Zn(OH)2-+2e-=Zn+40H-,B正確；C.由分析可知，銀鋅堿性電池反應(yīng)方程式可寫(xiě)為：4Ag0+

18、2Zn+4K0H+2H0=2KZn(OH)+2Ag,C正確；D.根據(jù)信息可知，上述反應(yīng)222242AgN0+4K0H+KS0=主g0；+2KN0+2KSO+2H0是非氧化還原反應(yīng)，故不存在電子的得失3228223242和化合價(jià)的改變，D不正確；故答案為：Do一種高性能的直接硼氫燃料電池如圖所示，其總反應(yīng)為BH-+20=B0-+2H0o該電池工作4222時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()電子由Pt電極經(jīng)外電路、石墨電極、NaOH溶液回到Pt電極負(fù)極反應(yīng)式為BH-8e-+8OH-=BO-+6H0220H-透過(guò)陰離子交換膜向石墨電極遷移外電路通過(guò)0.4mo1電子時(shí)，有2.24L0在石墨電極上參與反應(yīng)2【答案】

19、B【解析】A.在外電路中，電子由負(fù)極Pt電極經(jīng)導(dǎo)線流向正極石墨電極，而在內(nèi)電路中離子定向移動(dòng)，電子不能進(jìn)入到電解質(zhì)溶液中，A錯(cuò)誤；B.依據(jù)裝置圖可知Pt電極為負(fù)極,負(fù)極上BH-失去電子被氧化變?yōu)锽0-,由于電解質(zhì)溶液顯堿性，含有大量的0H-,故負(fù)極的電42極反應(yīng)式為：BH-8e-+8OH-=BO-+6HO,B正確；C.溶液中的陰離子0H-應(yīng)該向正電荷較多的負(fù)422極(Pt)遷移，C錯(cuò)誤；D.沒(méi)有指明反應(yīng)條件是否是“標(biāo)準(zhǔn)狀況”，因此不能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算,D錯(cuò)誤；故答案為Bo用氟硼酸(HBF，屬于強(qiáng)酸)溶液代替硫酸溶液作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電4匸曰池在低溫下工作時(shí)的性能更優(yōu)良，反應(yīng)方程式為P

20、b+PbO+4HBF2Pb(BF)+2H0。24：匕422Pb(BF)為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()42放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為PbO+4HBF-2e-=Pb(BF)+2BF-+2HO244242充電時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極質(zhì)量增加23.9g時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子放電時(shí)，PbO2電極附近溶液的pH減小充電時(shí)，Pb電極的電極反應(yīng)為PbO+4H+2e-=Pb2+2HO22【答案】B【解析】A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Pb-2e-=Pb2+，故A錯(cuò)誤；B.充電時(shí)，Pb2+-2e-+2H0=2PbO2+4H+，當(dāng)正極質(zhì)量增加23.9g時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，故B正確；C.放電時(shí)，Pb0+4H+2e-=Pb2+2H

21、0,PbO電極附近溶液的pH增大，故C錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，Pb電極的電222極反應(yīng)式為Pb2+2e-=Pb，故D錯(cuò)誤；故選B。一種新型燃料電池以二氧化硫和空氣為原料，工作原理如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()負(fù)我電極姑SOs+11*H2SO4-質(zhì)子交換膜，Og+HaO.增濕)電極b電路中每通過(guò)lmol電子，有l(wèi)molH+從a電極遷移到b電極該電池實(shí)現(xiàn)了制備硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合該電池工作時(shí)，b極附近pH逐漸降低相同條件下，放電過(guò)程中消耗的SO和0的體積比為2：122【答案】C【解析】通入SO為電池負(fù)極，即a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸，反應(yīng)式為：2SO+2HO-2e-=SO2-+4H+，通

22、入空氣的為正極，即b為正極，反應(yīng)式為：O+4H+4e-=2HO，裝置22422的總反應(yīng)為:2SO+2HO+O=2SO2-+4H+oA.a為負(fù)極,b為正極,由正極反應(yīng)式O+4H+4e-=2HO222422可判斷，電路中每通過(guò)lmol電子，有l(wèi)molH+從a電極遷移到b電極，故A正確；B.SO2是污染性氣體，電池負(fù)極的SO氣體發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸，既減少了環(huán)境污染，又將其轉(zhuǎn)2換為電能、充分利用，故B正確；C.b為正極，反應(yīng)式為：O+4H+4e-=2HO，b極附近pH22逐漸升高，故C錯(cuò)誤；D.由總反應(yīng)式：2SO+2HO+O=2SO2-+4H+可知，相同條件下，放電過(guò)程2224 2 中消耗的SO和0的體積比為2：1,故D正確。答案選C。22【點(diǎn)睛】本題考查了原電池原理的應(yīng)用,明確電解質(zhì)溶液酸堿性、電極的判斷以及電極方程式的書(shū)寫(xiě)方法是解本題關(guān)鍵。13（雙選）某種新型熱激活電池的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.電池加熱時(shí)，電子由電極b經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向電極a電池加熱時(shí)，電極a的電勢(shì)比電極b的高可加入適量NaOH溶液使電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性增大D為了保證電池持久工作，理論上應(yīng)不斷地向電解質(zhì)中補(bǔ)充Fe2+【答案】AB【解析】A.由圖示可知：電池加熱時(shí)，b電極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以b為負(fù)極,a為