1、素养提升11 新型化学电源试题的解答突破新型燃料电池知识对接解答新型燃料电池题目的思维模型应用体验1一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池的说法正确的是()Aa电极发生还原反应BH由右室通过质子交换膜进入左室Cb电极反应式为2NO12H10e=N26H2OD电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极C解析：b电极上N元素的化合价降低，所以b电极是正极，发生还原反应，故A错误；原电池中阳离子从负极移向正极，即H由左室通过质子交换膜进入右室，故B错误；b电极上发生还原反应，电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，故C正确；原电池中电流从正极流向负极，即电流由b电极沿导线流向a电极，故D错误
2、。2(2020全国卷)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：VB216OH11e=VO2B(OH)4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是()A负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应B正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C电池总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VOD电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极B解析：根据总反应式知VB2失电子的反应生成VO和B(OH)是负极，通空气的一极是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，当负极通过0.04 mol电子时，正极也通过0
3、.04 mol电子，在标准状况下消耗0.224 L O2，A正确；反应过程中正极生成大量的OH使正极区pH升高，负极消耗OH使负极区OH浓度减小，pH降低，B错误；根据分析，电池的总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VO，C正确；电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极负载VB2电极KOH溶液复合碳电极，D正确。可充电电池知识对接四方面突破可充电电池应用体验3(2020天津高考)熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2NaxSNa2Sx(x53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是()ANa2S4的
4、电子式为B放电时正极反应为xS2Na2e=Na2SxCNa和Na2Sx分别为电池的负极和正极D该电池是以NaAl2O3为隔膜的二次电池C解析：根据电池反应：2NaxSNa2Sx可知，放电时，钠做负极，发生氧化反应，电极反应为Nae=Na，硫做正极，发生还原反应，电极反应为xS2Na2e=Na2Sx，据此分析。Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为，故A正确；放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为xS2Na2e=Na2Sx，故B正确；放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；放电时，该电池是以钠做负极，硫做正极的原电池，充电时，是电解池，NaA
5、l2O3为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确。4(2020烟台模拟)以柏林绿FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是()A放电时，Na由右室移向左室B放电时，Mg箔为负极，该电极发生氧化反应C充电时，阳极反应式为Na2FeFe(CN)62e=FeFe(CN)62NaD用铅蓄电池为该电池充电时，当有0.2 mol电子转移时，Pb电极质量减少20.7 gD解析：由图可知，右室镁失电子发生氧化反应，Mg箔为负极，则Mo箔为正极，所以放电时，Na由右室移向左室，A、B正确；充电时，Mo(钼)箔接电源的正极，是电解池的阳极，阳极反应式为
6、Na2FeFe(CN)62e=FeFe(CN)62Na，C正确；外电路中通过0.2 mol电子的电量时，Pb电极发生的反应为SOPb2e=PbSO4，质量增加了96 g，D错误。其他高效、环保型电池知识对接此类题目主要考查考生阅读相关材料、结合图示等综合分析的能力、知识的迁移应用能力，做题时注意提炼化合价变化、电极材料、电解质等关键信息。应用体验5(双选)LiSOCl2电池是迄今具有最高能量比的电池。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液(熔点110 、沸点78.8 )是LiAlCl4SOCl2，电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。下列说法正确的是()A该电池不能在寒冷地
7、区正常工作BSOCl2分子的空间结构是平面三角形C该电池工作时，正极反应为2SOCl24e=4ClSSO2D该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行CD解析：该电池可以在110 78.8 环境下正常工作，所以在寒冷地区可正常工作，故A错误；SOCl2分子的中心原子为S，其价层电子对数3(61221)4，VSEPR模型为四面体形，中心原子上的孤电子对数(61221)1，则SOCl2分子的空间结构为三角锥形，故B错误；根据电池的总反应4Li2SOCl2=4LiClSSO2可知，Li在负极失去电子，SOCl2在正极得到电子，则正极反应为2SOCl24e=4ClSSO2，故C正确；Li是活泼金属，易与O
8、2反应，也能与水反应，SOCl2遇水会发生反应：SOCl2H2O=SO22HCl，因此该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行，故D正确。6(2020山东高考)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO的溶液为例)。下列说法错误的是()A负极反应为CH3COO2H2O8e=2CO27HB隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 gD电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为21B解析：a极为负极
9、，CH3COO失电子被氧化成CO2和H，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO2H2O8e=2CO27H，故A正确；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；当电路中转移1 mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1 mol Cl移向负极，同时有1 mol Na移向正极，即除去1 mol NaCl，质量为58.5 g，故C正确；b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H2e=H2，所以当转移8 mol电子时，正极产生4 mol气体，根据负极反应式可知负极产生2
10、mol气体，物质的量之比为4 mol2 mol21，故D正确。1(2020北京模拟)锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。下列关于原电池和干电池的说法不正确的是()A两者正极材料不同BMnO2的放电产物可能是KMnO4C两者负极反应式均为Zn失电子D原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象B解析：题中左图为干电池，干电池的正极材料是碳棒，题中右图为原电池，正极材料是铜单质，两者正极材料不同，A正确；干电池中MnO2应为氧化剂，Mn的化合价降低，B错误；所给装置中Zn为负极，Zn失去电子，C正确；根据自放电现象的定义，
11、Zn与稀硫酸能够发生反应，即原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象，D正确。2(2021保定模拟)(双选)新华网报道，我国固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。科学家利用该科技实现了H2S废气资源回收能量，并得到单质硫的原理如图所示。下列说法正确的是()A电极a为电池负极B电路中每流过4 mol电子，正极消耗1 mol O2C电极b上的电极反应：O24e4H=2H2OD电极a上的电极反应：2H2S2O22e=S22H2OAB解析：电极a是硫元素化合价升高，发生氧化反应，为电池负极，故A正确；电路中每流过4 mol电子，正极消耗1 mol O2，故B正确；电极b上的电极反应：O24e=2O2，故C错
12、误；电极a上的电极反应：2H2S2O24e=S22H2O，故D错误。3(2020全国卷)科学家近年发明了一种新型 ZnCO2 水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)B放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC充电时，电池总反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2OD充电时，正极溶液中OH浓度升高D解析：由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧
13、电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，Zn(OH)发生还原反应生成Zn。放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为Zn2e4OH=Zn(OH)，故A正确；放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价由4价降低到2价，则1 mol CO2转化为HCOOH时，转移电子数为2 mol，故B正确，充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上Zn(OH)转化为Zn，电池总反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，故C正确；充电时，正极即为阳极，电极反应式为2H2O4e=4HO2，溶液中H浓度增大，溶液中c(H)c(OH)KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH浓度降低，故D错误。