高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專項練習(xí)專練30　新型電池的開發(fā)和利用

專練30新型電池的開發(fā)和利用1．[2020·廣東廣州調(diào)研]2019年諾貝爾化學(xué)獎授予了鋰離子電池開發(fā)的三位科學(xué)家。一種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電池反應(yīng)式為LixC6＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))C6＋LiCoO2(x<1)。下列說法正確的是()A．充電時a極接外電源的負(fù)極B．放電時Li＋在電解質(zhì)中由a極向b極遷移C．充電時若轉(zhuǎn)移0.02mol電子，石墨電極將減少0.14gD．該廢舊電池進(jìn)行“放電處理”有利于鋰在LiCoO2極回收2．[2020·湖北沙市中學(xué)雙周練試題]一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總反應(yīng)式為：2C2H6＋7O2＋8KOH=4K2CO3＋10H2O，有關(guān)此電池的推斷正確的是()A．負(fù)極反應(yīng)為14H2O＋7O2＋28e－=28OH－B．每消耗1molC2H6，則電路上轉(zhuǎn)移的電子為14molC．放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度不變D．放電一段時間后，負(fù)極周圍的pH升高3．[2020·全國卷Ⅰ]科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn－CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，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(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B．放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充電時，正極溶液中OH－濃度升高4．[2019·全國卷Ⅰ]利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動5．[2020·浙江嘉興高三月考]一種新型的電池，總反應(yīng)為：3Zn＋2FeOeq\o\al(2－,4)＋8H2O=2Fe(OH)3↓＋3Zn(OH)2↓＋4OH－，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．Zn極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的pH增大C．電子由Zn極流出到石墨電極，再經(jīng)過溶液回到Zn極，形成回路D．石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為：FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3↓＋5OH－6．MCFC型燃料電池可同時供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為600～700℃，所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A．該電池的正極反應(yīng)式為4OH－＋4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2－2e－=2H＋C．放電時OH－向負(fù)極移動D．當(dāng)生成1molH2O時，轉(zhuǎn)移2mol電子7．我國“蛟龍”號載人潛水器的動力電源采用Al—Ag2O電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．Al電極是該電池的正極B．Ag2O在Ag2O/Ag電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．該電池的負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．該電池工作時，正極區(qū)溶液的pH減小8．[2019·天津卷]我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅－碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A．放電時，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放電時，溶液中離子的數(shù)目增大C．充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充電時，a電極接外電源負(fù)極9．一種新型太陽光電化學(xué)電池貯能時電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是()A．貯能時，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能B．貯能和放電時，電子在導(dǎo)線中流向相同C．貯能時，氫離子由a極區(qū)遷移至b極區(qū)D．放電時，b極發(fā)生：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O10．[2020·昆明市高三摸底調(diào)研]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(yīng)為：Li1－xNiO2＋xLiC6eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiNiO2＋xC6。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(dǎo)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(yīng)，電極反應(yīng)式為：Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋=LiNiO211．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(yīng)為16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是()A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多12．[2020·廣東省中山一中第二次統(tǒng)測]最近科學(xué)家利用下列裝置圖成功地實現(xiàn)了CO2和H2O合成CH4。下列敘述錯誤的是()A．電池工作時，實現(xiàn)了將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．銅電極為正極，電極反應(yīng)式為CO2－8e－＋8H＋=CH4＋2H2OC．電池內(nèi)H＋透過質(zhì)子交換膜從左向右移動D．為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量稀硫酸13．鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移至MnO2晶格中，生成LiMnO2。請回答下列有關(guān)問題：(1)外電路的電流方向是由________(填“a”或“b”，下同)極流向________極。(2)電池的正極反應(yīng)式為________。(3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________。(4)MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)生成K2MnO4，化學(xué)方程式為________。K2MnO4在酸性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為________。14．(1)某研究性學(xué)習(xí)小組為探究Fe3＋與Ag反應(yīng)，進(jìn)行如下實驗。按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))。①K閉合時，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作________(填“正極”或“負(fù)極”)。②當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U型管中滴加幾滴FeCl2濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，寫出此時銀電極的反應(yīng)式________。③結(jié)合上述實驗分析，寫出Fe3＋和Ag反應(yīng)的離子方程式________。④丙同學(xué)進(jìn)一步驗證其結(jié)論：當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U型管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，可觀察到的現(xiàn)象是________。(2)含硫化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，科學(xué)使用對人體健康及環(huán)境保護(hù)意義重大。微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示：①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反應(yīng)式是________________________________。②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl—KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放電過程中Li＋向_____