高考化學真題練專題10原電池與化學電源

【真題回顧練】原電池與化學電源1．（2021·福建真題）催化劑(Ⅱ)的應用，使電池的研究取得了新的進展。電池結(jié)構(gòu)和該催化劑作用下正極反應可能的歷程如下圖所示。下列說法錯誤的是A．電池可使用有機電解液B．充電時，由正極向負極遷移C．放電時，正極反應為D．、、和C都是正極反應的中間產(chǎn)物【答案】D【解析】A．Li是活潑金屬能與水發(fā)生反應，因此不能采用水溶液作為電解質(zhì)，應使用有機電解液，故A正確；B．充電時原電池的負極與電源負極相連作陰極，原電池的正極與電源正極相連作陽極，陽離子由陽極向陰極移動，則由正極向負極遷移，故B正確；C．由裝置可知，該原電池的正極為二氧化碳得電子生成C單質(zhì)，電極反應式為：，故C正確；D．由正極的反應歷程圖示可知，C為最終的產(chǎn)物，不是中間產(chǎn)物，故D錯誤；故選：D。2．（2021·遼寧真題）如圖，某液態(tài)金屬儲能電池放電時產(chǎn)生金屬化合物。下列說法正確的是A．放電時，M電極反應為B．放電時，由M電極向N電極移動C．充電時，M電極的質(zhì)量減小D．充電時，N電極反應為【答案】B【解析】由題干信息可知，放電時，M極由于Li比Ni更活潑，也比N極上的SB．Bi、Sn更活潑，故M極作負極，電極反應為：Li-e-=Li+，N極為正極，電極反應為：3Li++3e-+Bi=Li3Bi，據(jù)此分析解題。A．由分析可知，放電時，M電極反應為Li-e-=Li+，A錯誤；B．由分析可知，放電時，M極為負極，N極為正極，故由M電極向N電極移動，B正確；C．由二次電池的原理可知，充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應互為逆過程，M電極的電極反應為：Li++e-=Li，故電極質(zhì)量增大，C錯誤；D．由二次電池的原理可知，充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應互為逆過程，充電時，N電極反應為，D錯誤；故答案為：B。3．（2021·廣東真題）火星大氣中含有大量，一種有參加反應的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時A．負極上發(fā)生還原反應 B．在正極上得電子C．陽離子由正極移向負極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時總反應為4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A．放電時負極上Na發(fā)生氧化反應失去電子生成Na+，故A錯誤；B．放電時正極為CO2得到電子生成C，故B正確；C．放電時陽離子移向還原電極，即陽離子由負極移向正極，故C錯誤；D．放電時裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學能轉(zhuǎn)化為電能和化學能等，故D錯誤；綜上所述，符合題意的為B項，故答案為B。4．（2021·山東真題）以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是A．放電過程中，K+均向負極移動B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標準狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電池總反應為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價均為-2價，H元素化合價為+1價，所以根據(jù)氧化還原反應原理可推知其燃料電池的總反應為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。A．放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；B．根據(jù)上述分析可知，N2H4-O2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮氣和水，其總反應中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯誤；C．理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量（物質(zhì)的量表達式）分別是：、、，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；D．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應式可知，消耗1molO2生成的氮氣的物質(zhì)的量為1mol，在標準狀況下為22.4L，D錯誤；故選C。5．（2021·河北真題）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯誤的是A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過B．放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極C．產(chǎn)生1Ah電量時，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【解析】由圖可知，a電極為原電池的負極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應生成鉀離子，電極反應式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答。A．金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應，為防止鉀與氧氣反應，電池所選擇隔膜應允許通過，不允許通過，故A正確；B．由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導線流向a電極，充電時，b電極應與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；C．由分析可知，生成1mol超氧化鉀時，消耗1mol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；D．鉛酸蓄電池充電時的總反應方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應消耗2mol水，轉(zhuǎn)移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/mol=1.8g，故D錯誤；故選D。6．（2021·湖南真題）鋅溴液流電池是一種先進的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說法錯誤的是A．放電時，N極為正極B．放電時，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應式為D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【解析】由圖可知，放電時，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應生成溴離子，電極反應式為Br2+2e—=2Br—，M電極為負極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應生成鋅離子，電極反應式為Zn—2e—=Zn2+，正極放電生成的溴離子通過離子交換膜進入左側(cè)，同時鋅離子通過交換膜進入右側(cè)，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變；充電時，M電極與直流電源的負極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極。A．由分析可知，放電時，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電或充電時，左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中溴化鋅的濃度維持不變，故B錯誤；C．由分析可知，充電時，M電極與直流電源的負極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成鋅，電極反應式為Zn2++2e—=Zn，故C正確；D．由分析可知，放電或充電時，交換膜允許鋅離子和溴離子通過，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。7．（2021.6·浙江真題）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為薄膜；集流體起導電作用。下列說法不正確的是A．充電時，集流體A與外接電源的負極相連B．放電時，外電路通過電子時，薄膜電解質(zhì)損失C．放電時，電極B為正極，反應可表示為D．電池總反應可表示為【答案】B【解析】由題中信息可知，該電池充電時得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰極，故其在放電時作電池的負極，而電極B是電池的正極。A．由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的負極相連，A說法正確；B．放電時，外電路通過amol