高中化學人教版高中選修4化學反應原理第四章電化學基礎-電化學之新型化學電源學案

1、新型化學電源學案典型例題1.(2023.全國I卷)科學家近年發(fā)明了一種新型水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是（ ）A. 放電時，負極反應為B. 放電時，1 mol CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC. 充電時，電池總反應為 D. 充電時，正極溶液中OH濃度升高2.(2023.全國III卷)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應：該電池工作時，下列說法錯誤的是（ ）A. 負載通過0.04 mol電子時，有0.224 L(標

2、準狀況)O2參與反應B. 正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C. 電池總反應為D 電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極3.(2023.全國II卷)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當通電時，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是（ ）AAg為陽極BAg+由銀電極向變色層遷移CW元素的化合價升高D總反應為：WO3+xAg=AgxWO3課堂練習1.(2023全國卷)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負

3、載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應為3CO24Na2Na2CO3C。下列說法錯誤的是 ()A放電時，ClOeq oal(,4)向負極移動B充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C放電時，正極反應為3CO24e=2COeq oal(2,3)CD充電時，正極反應為Nae=Na2(2023全國卷)一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li在多孔碳材料電極處生成Li2O2x(x0或1)。下列說法正確的是()A放電時，多孔碳材料電極為負極B放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C充電時，電解質(zhì)溶液中Li向多孔碳材料區(qū)遷移D充電時，電池總反應為Li2O2x=2Lieq blc(r

4、c)(avs4alco1(1f(x,2)O23(2023全國卷)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是()A電池工作時，正極可發(fā)生反應：2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多4.【2023全國卷】為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn（3DZn）可以高效沉積ZnO的特點，設計了采用強堿性電解質(zhì)的3DZnNi

5、OOH二次電池，結(jié)構如下圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。以下說法不正確的是（ ）A三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)C放電時負極反應為Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)D放電過程中OH通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)課后練習1(2023延邊一模)某新型水系鈉離子電池工作原理如圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法不正確的是 ()A充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，

6、電能又轉(zhuǎn)化為化學能B放電時，a 極為負極CM是陰離子交換膜D充電時，陽極的電極反應式為 3I2e=Ieq oal(,3)2(2023巴蜀名校聯(lián)考)美國斯坦福大學的崔屹等人，研發(fā)出一種新型的錳氫二次電池，原理示意圖如圖所示。該電池以硫酸錳溶液為電解液，碳纖維和Pt/C分別作為電極材料，電池總反應式為Mn22H2Oeq o(,sup11(充電),sdo4(放電)MnO22HH2。下列說法錯誤的是()A充電時，碳纖維電極為陽極B充電時，碳纖維電極附近溶液pH增大C放電時，正極反應式為MnO24H2e=Mn22H2OD放電時，電子由Pt/C電極流向碳纖維電極3(2023昆明模擬)糖生物電池是一種酶催化

7、燃料電池(EFC)，它使用便宜的酶代替貴金屬催化劑，利用空氣氧化糖類產(chǎn)生電流。下列有關判斷不合理的是()A該電池不宜在高溫下工作 B若該電池為酸性介質(zhì)，正極反應式為O24e4H=2H2OC放電過程中，電池內(nèi)陽離子向正極遷移D若該電池為堿性介質(zhì)，以葡萄糖為原料并完全氧化，負極反應式為C6H12O624e6H2O=6CO224H4(2023合肥模擬)以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復合材料)，電解質(zhì)只傳導鋰離子，通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電，成功實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控(如圖)。下列說法正確的是()A電解質(zhì)溶液可用Li2SO4溶液B放電時，鋰離子向正極

8、移動生成金屬鋰C放電時，F(xiàn)e作為負極，電池能被磁鐵吸引D充電時，陽極的電極反應式為2Fe3Li2O6e=Fe2O36Li5.(2023昆明模擬)一種太陽能儲能電池的工作原理如圖所示，已知鋰離子電池的總反應為Li1xNiO2xLiC6eq o(,sup11(放電),sdo4(充電)LiNiO2xC6。下列說法錯誤的是()A該鋰離子電池為二次電池B該鋰離子電池充電時，n型半導體作為電源正極C該鋰離子電池放電時，Li從a極移向b極D該鋰離子電池放電時，b極上發(fā)生還原反應，電極反應式為Li1xNiO2xexLi=LiNiO26(2023石家莊模擬)鋰離子電池已經(jīng)成為應用最廣泛的可充電電池，某種鋰離子電池的結(jié)構如圖所示，它在放電時有關離子轉(zhuǎn)化關系如圖所示，下列說法正確的是()ALi透過膜除允許Li通過外，還允許H2O分子通過B充電時，電池內(nèi)部發(fā)生的總反應式為LiFe2eq o(=,sup10(電解)LiFe3C充電時，鈦電極與外接電源的負極相連D放電時，進入貯罐的液體發(fā)生的離子反應為S2Oeq oal(2,8)Fe2=2SOeq oal(2,4)Fe37(2023武漢模擬)某化學小組擬設計微生物燃料電池將污水中的乙二胺H2N(C