高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第9章 電化學(xué)基礎(chǔ) 熱點(diǎn)專題突破6 新型化學(xué)電源的原理分析課時(shí)作業(yè)（含解析）試題

新型化學(xué)電源的原理分析1.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。該電池以Ca為負(fù)極，熔融無(wú)水LiCl－KCl混合物作電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖所示。正極反應(yīng)式為PbSO4＋2Li＋＋2e－=Li2SO4＋Pb。下列說(shuō)法不正確的是()A．放電過(guò)程中，Li＋向正極移動(dòng)B．常溫下電解質(zhì)是不導(dǎo)電的固體，電池不工作C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb答案C解析原電池放電過(guò)程中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，A正確；根據(jù)信息可知，此電池為熱激活電池，常溫下電解質(zhì)是不導(dǎo)電的固體，電池不工作，B正確；根據(jù)正極反應(yīng)式PbSO4＋2Li＋＋2e－=Li2SO4＋Pb可知，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成10.35gPb，C錯(cuò)誤；該電池以Ca為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Ca－2e－=Ca2＋，故該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb，D正確。2．(2019·成都七中高三期末)某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．b極發(fā)生氧化反應(yīng)B．高溫下該電池效率更高C．若有機(jī)物為甲烷，則該電池整個(gè)過(guò)程的總反應(yīng)式為：CH4＋2O2=CO2＋2H2OD．硫氧化菌參加的反應(yīng)為：HS－＋8e－＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋答案C解析b是電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；在高溫下硫酸鹽還原菌、硫氧化菌會(huì)失去生理活性，因而在高溫下微生物被殺死，效率更低，B錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知硫酸鹽還原菌將SOeq\o\al(2－,4)還原為HS－，a電極有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2，若有機(jī)物為CH4，反應(yīng)式為：CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋，硫氧化菌又將HS－轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，b電極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，總反應(yīng)方程式為CH4＋2O2=CO2＋2H2O，C正確；負(fù)極上HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋，D錯(cuò)誤。3．(2019·河北唐山高三期末)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池，采用電解法制備Fe(OH)2，裝置如圖所示，其中電解池兩極材料分別為鐵和石墨，通電一段時(shí)間后，右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀。下列說(shuō)法正確的是()A．石墨Ⅰ電極反應(yīng)為H2－2e－＋2OH－=2H2OB．CO2在石墨電極Ⅱ上得電子C．X電極材料為鐵D．NaCl溶液中Cl－移向Y電極答案D解析左邊裝置是原電池，通入氫氣的石墨Ⅰ電極是負(fù)極、通入氧氣的石墨Ⅱ電極是正極，負(fù)極反應(yīng)式為H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=CO2＋H2O，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)，右邊裝置是電解池，X是陰極、Y是陽(yáng)極，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－、陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2，故A、B錯(cuò)誤；X是陰極，X電極不需要一定用鐵作電極，可以用石墨電極，Y電極材料為鐵，故C錯(cuò)誤；Y電極是陽(yáng)極，NaCl溶液中Cl－移向Y電極，故D正確。4．裝置(Ⅰ)為鐵－鎳(Fe-Ni)可充電電池：Fe＋NiO2＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2；裝置(Ⅱ)為電解示意圖。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)K時(shí)，Y附近溶液先變紅。下列說(shuō)法正確的是()A．閉合K時(shí)，X極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑B．閉合K時(shí)，A極的電極反應(yīng)式為NiO2＋2e－＋2H＋=Ni(OH)2C．給裝置(Ⅰ)充電時(shí)，B極參與反應(yīng)的物質(zhì)被氧化D．給裝置(Ⅰ)充電時(shí)，OH－通過(guò)陰離子交換膜移向電極A答案D解析閉合K時(shí)，裝置(Ⅱ)為電解池，電極Y附近溶液先變紅，說(shuō)明電極Y附近有OH－生成，則Y為陰極，X為陽(yáng)極，故A是正極，B是負(fù)極。閉合K時(shí)，X是陽(yáng)極，陽(yáng)極上Cl－失去電子被氧化為Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，A錯(cuò)誤；閉合K時(shí)，A是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，因交換膜為陰離子交換膜，故通過(guò)交換膜的離子為OH－，所以A極的電極反應(yīng)式為NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－，B錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，原來(lái)的負(fù)極B與外加電源的負(fù)極相連作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，原來(lái)的正極A與外加電源的正極相連作陽(yáng)極，故OH－通過(guò)陰離子交換膜向電極A(即陽(yáng)極)移動(dòng)，D正確。5．(2019·百師聯(lián)盟高三調(diào)研)如圖所示，五層膜材料常用于汽車玻璃中的電致變色系統(tǒng)，其工作原理是在外接電源下，通過(guò)在膜材料內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的光透過(guò)率進(jìn)行多級(jí)可逆性調(diào)節(jié)。已知WO3和Li4Fe4[Fe(CN)6]3均為無(wú)色透明，LiWO3和Fe4[Fe(CN)6]3均為藍(lán)色。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，通過(guò)離子導(dǎo)體層的Li＋數(shù)目為NAB．為了獲得較好的遮光效果，A應(yīng)該接電源的負(fù)極C．該電致變色系統(tǒng)在較長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中離子導(dǎo)體層中Li＋的量可保持基本不變D．當(dāng)B接電源正極時(shí)，離子儲(chǔ)存層反應(yīng)為：Fe4[Fe(CN)6]3＋4Li＋＋4e－=Li4Fe4[Fe(CN)6]3答案D解析當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，通過(guò)離子導(dǎo)體層的電量與1mol電子的電量相同，故Li＋的物質(zhì)的量為1mol，故A正確；如果A接電源的負(fù)極，A為陰極，發(fā)生電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋＋WO3＋e－=LiWO3，WO3為無(wú)色透明，LiWO3為藍(lán)色，獲得較好的遮光效果，故B正確；電致變色系統(tǒng)在較長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中陽(yáng)極生成的鋰離子和陰極消耗的鋰離子的量相同，Li＋的量可保持基本不變，故C正確；B接電源正極，B電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i4Fe4[Fe(CN)6]3－4e－=4Li＋＋Fe4[Fe(CN)6]3，故D錯(cuò)誤。6．(2019·泉州質(zhì)檢)鋰－空氣電池是一種新型的二次電池，其放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．電解質(zhì)溶液中，Li＋由多孔電極遷移向鋰電極B．該電池放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生了還原反應(yīng)C．充電時(shí)，電池正極的反應(yīng)式為L(zhǎng)i2O2－2e－=2Li＋＋O2↑D．電池中的電解質(zhì)溶液可以是有機(jī)溶劑或稀鹽酸等答案C解析由題圖可知，金屬鋰作負(fù)極，多孔電極作正極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則Li＋由鋰電極遷移向多孔電極，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，電池的正極與電源的正極相連，作電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i2O2－2e－=2Li＋＋O2↑，C正確；由于鋰是活潑金屬，可與稀鹽酸反應(yīng)生成LiCl和H2，故電解質(zhì)溶液不能用稀鹽酸，D錯(cuò)誤。7．(2019·北京海淀高三期末)科學(xué)家很早就提出鋰－空氣電池的概念，它直接使用金屬鋰作電極，從空氣中獲得O2，和以LiFePO4作電極的鋰離子電池相比，增大了電池的能量密度(指標(biāo)之一是單位質(zhì)量電池所儲(chǔ)存的能量)。下圖是某種鋰－空氣電池的裝置示意圖，放電時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是()A．金屬鋰為負(fù)極B．若隔膜被腐蝕破損，不會(huì)影響該電池正常使用C．多孔碳電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．鋰－空氣電池能量密度大的原因之一是轉(zhuǎn)移等量電子時(shí)，金屬鋰比LiFePO4質(zhì)量小答案B解析鋰是活潑金屬，能與水發(fā)生反應(yīng)，隔膜被腐蝕破損后，鋰與水反應(yīng)，影響該電池正常使用，故B錯(cuò)誤。8．(2019·廣東汕頭高三期末)我國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種天然氣脫硫裝置，利用如圖裝置可實(shí)現(xiàn)：H2S＋O2→H2O2＋S。已知甲池中有如下的轉(zhuǎn)化：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該裝置可將光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能B．該裝置工作時(shí)，溶液中的H＋從甲池經(jīng)過(guò)全氟磺酸膜進(jìn)入乙池C．甲池碳棒上發(fā)生電極反應(yīng)：AQ＋2H＋＋2e－=H2AQD．乙池①處發(fā)生反應(yīng)：H2S＋I(xiàn)eq\o\al(－,3)=3I－＋S↓＋2H＋答案B解析該裝置是原電池裝置，根據(jù)圖中信息知是將光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能的裝置，A正確；原電池中陽(yáng)離子移向正極，甲池中碳棒是正極，所以氫離子從乙池移向甲池，B錯(cuò)誤；甲池中碳棒是正極，該電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即AQ＋2H＋＋2e－=H2AQ，C正確；在乙池中，硫化氫失電子生成硫單質(zhì)，Ieq\o\al(－,3)得電子生成I－，發(fā)生的反應(yīng)為H2S＋I(xiàn)eq\o\al(－,3)=3I－＋S↓＋2H＋，D正確。9．(2019·洛陽(yáng)質(zhì)檢)如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開(kāi)的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是()A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3NaBr－2e－=NaBr3＋2Na＋B．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Na2S2－2e－=Na2S4＋2Na＋C．放電時(shí)，Na＋經(jīng)過(guò)離子交換膜由b池移向a池D．用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24LH2時(shí)，b池生成17.40gNa2S4答案C解