第四章 作業(yè)40　新型化學(xué)電源工作原理的分析

作業(yè)40新型化學(xué)電源工作原理的分析(選擇題1~6題，每小題3分，7~14題，每小題4分，共50分。有一個或兩個選項符合題目要求)1．新型LiFePO4可充電鋰離子動力電池以其獨特的優(yōu)勢成為綠色能源的新寵。已知該電池放電時的電極反應(yīng)式為正極：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，負極：Li－e－=Li＋。下列說法正確的是()A．充電時陽極電極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4B．放電時電池內(nèi)部Li＋向負極移動C．充電時動力電池的陽極應(yīng)與外接電源的正極相連D．放電時，在正極上Li＋得電子被還原2.鹽水小汽車是一款神奇的玩具，只要在小汽車尾部動力部位加幾滴NaCl溶液，小汽車就可以跑動起來，其電池結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A．該電池工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．鋅為電池的負極，石墨為電池的正極C．正極的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－D．電解質(zhì)溶液中Na＋向鋅片方向移動3．我國科學(xué)家在太陽能光電催化—化學(xué)耦合分解H2S研究中獲得新進展，相關(guān)裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A．該裝置的總反應(yīng)為H2Seq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5(催化劑))H2＋SB．能量轉(zhuǎn)化方式主要為“光能→電能→化學(xué)能”C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2＋－e－=Fe3＋D．a(chǎn)極區(qū)需不斷補充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液4．溶質(zhì)由高濃度向低濃度擴散而引發(fā)的一類電池稱為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀溶液組成的電池(c1<c2)，工作時，A電極的質(zhì)量不斷減輕，下列說法正確的是()A．此處應(yīng)該用陽離子交換膜B．B極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．若外電路通過0.1mol電子，則右側(cè)溶液質(zhì)量減輕10.8gD．原電池的總反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)5．鉀離子電池由于其低成本、電解液中離子傳導(dǎo)性快以及工作電壓高等優(yōu)點，近年來引起了科研工作者極大的關(guān)注。某課題組基于鉀離子電池特性，設(shè)計并合成了一種VN-NPs/N-CNFs復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于鉀離子電池的電極，放電時該電極反應(yīng)為VN＋3K＋＋3e－=V＋K3N，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．放電時，在Al電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)B．該電池的溶劑可以為水溶液C．放電時，電解質(zhì)中的K＋向Cu電極區(qū)移動D．放電時，每轉(zhuǎn)移1mole－，Cu電極區(qū)質(zhì)量減少39g6．(2024·安徽1月適應(yīng)性測試)我國學(xué)者研制了一種鋅基電極，與涂覆氫氧化鎳的鎳基電極組成可充電電池，其示意圖如圖。放電時，Zn轉(zhuǎn)化為2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列說法錯誤的是()A．放電時，正極反應(yīng)為：Ni(OH)2＋2e－=Ni＋2OH－B．放電時，若外電路有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則有0.1molZn2＋向正極遷移C．充電時，a為外接電源負極D．充電時，陰極反應(yīng)為：2ZnCO3·3Zn(OH)2＋10e－=5Zn＋2COeq\o\al(2－,3)＋6OH－7．(2020·全國卷Ⅲ，12)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)-空氣電池如圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：VB2＋16OH－－11e－=VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O。該電池工作時，下列說法錯誤的是()A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應(yīng)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(yīng)為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極8．科學(xué)家報道了一種新型可充電Na/Fe二次電池，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A．放電時，電子由X極經(jīng)有機電解液流向Y極B．充電時，Y極的電極反應(yīng)式為CaFeO2.5＋eq\f(1,2)Na2O－e－=CaFeO3＋Na＋C．充電時，可用乙醇代替有機電解液D．電極材料的比能量：Na<Li9．鎂-銻液態(tài)金屬電池是新型二次電池，白天利用太陽能給電池充電，夜晚電池可以給外電路供電。該電池利用液體密度不同，在重力作用下分為三層，工作時中間層熔融鹽的組成及濃度不變，工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．放電時，Mg2＋通過中間層向下層移動B．放電時，Mg(液)層的質(zhì)量減小C．充電時，Mg-Sb(液)層作陰極D．充電時，陰極的電極反應(yīng)式為Mg2＋＋2e－=Mg10.(2023·臨沂調(diào)研)水系鋅離子電池是一種新型二次電池，工作原理如圖。該電池以粉末多孔鋅電極(鋅粉、活性炭及黏結(jié)劑等)和V2O5為電極，三氟甲磺酸鋅[Zn(CF3SO3)2]為電解液，總反應(yīng)為xZn＋V2O5=ZnxV2O5(s)。下列敘述錯誤的是()A．充電時，粉末多孔鋅電極連接電源的負極B．放電時，V2O5電極上發(fā)生的反應(yīng)為V2O5-2e－＋xZn2＋=ZnxV2O5C．充電時，Zn2＋通過陽膜由右池移向左池D．理論上，充放電過程中電解質(zhì)溶液的質(zhì)量均未改變11．我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流二次電池，該電池在使用前要先進行充電，如圖為充電原理示意圖，溴離子與碘離子結(jié)合成為碘溴離子(I2Br－)，可以增加電池容量。下列敘述不正確的是()A．充電時，a接外電源的正極，作陽極B．充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化C．放電時，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－D．放電時，貯液器d內(nèi)c(Zn2＋)持續(xù)增大12．某污水處理廠利用微生物電池將鍍鉻廢水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)催化還原，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．電池工作過程中電子由b極流向a極B．b極反應(yīng)式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC．電池工作過程中a極區(qū)附近溶液的pH減小D．每處理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，可生成33.6L(標況下)CO213.近日，電催化固氮領(lǐng)域取得重要進展，利用雙功能催化劑可實現(xiàn)室溫條件下電催化氮氣還原制備氨氣、氧化制備硝酸，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A．工作時，電子流入a極B．陽極區(qū)的電極反應(yīng)為N2＋6H2O－10e－=2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋C．陽極區(qū)和陰極區(qū)消耗的N2的質(zhì)量之比為5∶3D．該離子交換膜應(yīng)使用陰離子交換膜14．我國科學(xué)家在天然氣脫硫研究方面取得了新進展，利用如圖裝置