熱點(diǎn)二 鈉離子電池-2023屆高考化學(xué)熱點(diǎn)猜題試題及參考答案（部分詳解）

PAGEPAGE1答案1．D解析：A．放電時(shí)，失電子，M為負(fù)極，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，N電極發(fā)生的電極反應(yīng)為，原選項(xiàng)中電荷也沒配平，B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，N電極的反應(yīng)為，每轉(zhuǎn)移1mole-，失重，C錯(cuò)誤；D．比能量指的是單位質(zhì)量輸出電能的多少，mgLi轉(zhuǎn)移電子，mgNa轉(zhuǎn)移電子，因此相同質(zhì)量的鋰離子電池比能量比鈉離子電池高，D正確。2．B解析：A．由題意可知硬碳B為負(fù)極，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)Na失電子生成鈉離子，鈉離子由負(fù)極進(jìn)入正極，鑲嵌在正極，則充電時(shí)過程相反，在從陽極脫嵌，在陰極嵌入，故B正確；C．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的穿過離子交換膜向正極A極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，A極作陽極，陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為，故D錯(cuò)誤。3．B解析：A．由圖可知，a和b為電源電極，在電解過程中c為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．充電時(shí)，c極為陰極，電極反應(yīng)式為，電路中每遷移電子，理論上c極凈增重，B項(xiàng)正確；C．放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，由沸石分子篩膜的左側(cè)向右側(cè)遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．放電時(shí)，c極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．B解析：A．放電時(shí)，電流從正極經(jīng)過負(fù)載流向負(fù)極，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+，B正確；C．充電時(shí)，Na+從陽極脫落，經(jīng)電解質(zhì)溶液嵌入陰極，C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極質(zhì)量減小23g，D錯(cuò)誤。5．C解析：A．由于未使用稀缺的鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池生產(chǎn)成本比鋰離子電池低，A正確；B．鈉離子電池的能量密度比鋰離子電池低，但題中介紹了多個(gè)鈉離子電池的優(yōu)點(diǎn)，還提出未來有可能取代鋰離子電池成為主流，可見瑕不掩瑜，B正確；C．放電時(shí)Na+移向電勢(shì)較高的電極即正極后嵌入正極，并不得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D．一種鈉離子電池的正極材料為，含有兩個(gè)氧化還原中心，充電激活時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：，D正確。6．D解析：A．放電時(shí)Na失去電子，發(fā)生反應(yīng)，所以錫箔與鈉的合金為負(fù)極，故A正確；B．放電時(shí)正極發(fā)生，充電時(shí)圖中所示的正八面體形離子嵌入石墨電極，故B正確；C．根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)為，正極的電極反應(yīng)，可得電池總反應(yīng)：，故C正確；D．根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)為，當(dāng)外電路通過nmol電子時(shí)，錫箔與鈉的合金極板質(zhì)量應(yīng)增加nmol，增重145ng，故D錯(cuò)誤。7．C解析：A．放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，則Na＋向正極(碳紙)移動(dòng)，A正確；B.放電時(shí)，電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，則由鈉箔經(jīng)過導(dǎo)線流向碳紙，B正確；C.充電時(shí)，碳紙作陽極，與電源正極相連，溶液中的OH-失電子生成O2等，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O＋O2↑，C錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，鈉極為陰極，當(dāng)有0.1mole-通過導(dǎo)線時(shí)，則有0.1molNa+得電子生成0.1molNa，則鈉箔增重2.3g，D正確。8．A解析：A．該電池充放電過程是Na+在正負(fù)極間的鑲嵌與脫嵌，不存在鈉單質(zhì)的失電子，A錯(cuò)誤；B．充電時(shí)陽離子從陽極向陰極移動(dòng)，即Na+由B極向A極移動(dòng)，B正確；C．稀缺的鋰鈷元素的價(jià)格比鋰更高，該電池未使用稀缺的鋰鈷元素，量產(chǎn)后該電池生產(chǎn)成本比鋰離子電池低，C正確；D．充電時(shí)正極得電子，電極反應(yīng)為：，D正確。PAGEPAGE1熱點(diǎn)二鈉離子電池——2023屆高考化學(xué)熱點(diǎn)猜題如今在動(dòng)力電池市場(chǎng)上“一家獨(dú)大”的鋰電池或許將迎來一位競爭者——鈉離子電池。2023年上海車展上，動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代與奇瑞共同發(fā)布重磅消息，奇瑞車型將搭載鈉離子電池。在新能源汽車爆發(fā)式增長，鋰、鎳等動(dòng)力電池原材料稀缺、價(jià)格高企背景下，與鋰離子電池結(jié)構(gòu)相近，但具有成本及安全性優(yōu)勢(shì)的鈉離子電池逐漸吸引越來越多企業(yè)入局研發(fā)，并開始商業(yè)化探索。業(yè)內(nèi)分析，動(dòng)力電池的“鈉時(shí)代”腳步漸近，但由于能量密度的先天劣勢(shì)，鈉電池更可能充當(dāng)鋰電池的補(bǔ)充者，而非替代者。盡管鋰離子電池如今已經(jīng)無處不在，且獲得諾貝爾獎(jiǎng)加持。但這也意味著鋰離子的需求量來到空前高峰，供不應(yīng)求，被歐盟列入“關(guān)鍵原料清單”。鋰曾經(jīng)被稱為WhiteGold“白色黃金”。而鈉離子電池作為新一代價(jià)格便宜，性能優(yōu)良且安全性更高的電池，有潛力替代鋰離子電池。而重要的是，鈉離子電池的運(yùn)行可以采用鋁作為陽極材料，相比于銅作陽極材料，鋁的使用避免了過度放電帶來的危險(xiǎn)性和問題。1．鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，與鋰離子電池相比較，成本低，充電時(shí)間短。一種鈉-空氣電池的裝置如圖所示。該電池利用“多孔”石墨電極形成空氣通道，放電時(shí)生成的填充在“空位”中，當(dāng)“空位”填滿后，放電終止。下列說法正確的是（）A．放電時(shí)，M為陰極B．放電時(shí)，N電極發(fā)生的電極反應(yīng)為C．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移，N電極減輕D．該電池的比能量比鋰離子電池低2．第二代鈉離子電池是負(fù)極為鑲嵌在硬碳中的鈉、正極為錳基高錳普魯士白的一種新型二次電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．放電時(shí)，B極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時(shí)，在從陽極脫嵌，在陰極嵌入C．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的穿過離子交換膜向B極移動(dòng)D．充電時(shí)，A極反應(yīng)為3．一款高壓無陽極配置可充電鈉電池，其充電過程的原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．b為正極，電極c上發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)，電路中每遷移電子，理論上c極凈增重C．放電時(shí)，由沸石分子篩膜的右側(cè)向左側(cè)遷移D．放電時(shí)，c極的電極反應(yīng)式為4．鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢(shì)而逐漸取代鋰離子電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負(fù)極材料為(嵌鈉硬碳)，正極材料為(普魯士白)。在充放電過程中，在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。下列說法正確的是（）A．放電時(shí)，電流從負(fù)極經(jīng)負(fù)載流向正極B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：C．充電時(shí)，從陰極脫嵌，經(jīng)電解質(zhì)溶液嵌入陽極D．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移電子，陽極增加重量5．鈉離子電池具有鈉資源儲(chǔ)備量多，開采、提純技術(shù)成熟，充電速度快，能徹底放電等優(yōu)點(diǎn)，未來有可能取代鋰離子電池成為主流。鈉離子電池的工作原理是充放電過程中在正負(fù)極間的鑲嵌與脫嵌。下列說法不正確的是（）A．由于未使用稀缺的鋰元素，量產(chǎn)后的鈉離子電池生產(chǎn)成本比鋰離子電池低B．鈉離子電池的能量密度比鋰離子電池低，但瑕不掩瑜C．放電時(shí)移向電勢(shì)較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D．一種鈉離子電池的正極材料為，含有兩個(gè)氧化還原中心，充電激活時(shí)的電極反應(yīng)為：6．一種新型的高性能、低成本的鈉型雙離子可充電電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。采用錫箔(不參與電極反應(yīng))作為電池電極及集流體，石墨()為另一極，電解液為作為電解質(zhì)的溶液。下列有關(guān)說法不正確的是（）A．放電時(shí)，錫箔與鈉的合金為負(fù)極B．充電時(shí)，圖中所示的正八面體形離子嵌入石墨電極C．電池總反應(yīng)：D．當(dāng)外電路通過nmol電子時(shí)，錫鈉極板質(zhì)量應(yīng)減少23ng7．某種鈉—空氣水電池的充、放電過程原理示意圖如圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．放電時(shí)，Na＋向正極移動(dòng)B．放電時(shí)，電子由鈉箔經(jīng)過導(dǎo)線流向碳紙C．充電時(shí)，碳紙與電源負(fù)極相連，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O＋O2↑D．充電時(shí)，當(dāng)有0.1mole-通過導(dǎo)線時(shí)，則鈉箔增重2.3g8．近日“寧德時(shí)代”宜布2023年實(shí)現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化，鈉離