1、小题保分训练(15) 二次电池1水系钠离子电池有成本低、寿命长、环保等诸多优势，未来有望代替锂离子电池和铅酸电池。一种水系钠离子电池放电和充电的工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是()A放电时，电极N上的电势高于电极M上的电势B放电时，若导线中流过2 mol e，理论上有2 mol Na移入M电极区C充电时，光可以促进电子转移D充电时，阳极的电极反应式为3I2e=I 2华中科技大学提出了一种不需要多层堆叠结构和任何隔膜的搅拌式自分层电池(结构和原理如图所示)，该电池由上到下分为液液固三层，分别是有机正极液、水相电解液和锌负极，只要将各种电池配料全部倒入容器中，电池就会在重力的作用下自动形成
2、稳定的结构。2，2，6，6四甲基哌啶1氧基(TEMPO)及其氧化态(TEMPO)被严格限制在正极有机相中，水相电解质含有高浓度的无机盐，在适当搅拌时可加速电池的充放电反应。下列说法正确的是()A放电时，正极反应式：TEMPOe=TEMPOB充电时，负极每生成65 g锌，从正极移向负极的阳离子的物质的量等于1 molC放电时，电子从电势较高的锌电极经导线流向另一极D放电时，搅拌速度过快可能会使有机正极液与锌直接接触而降低电池效率3某锂铜二次电池工作原理如图所示。在该电池中，水系电解液和非水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON)隔开。下列有关说法错误的是()A放电时，N极电极反应式为C
3、u22e=Cu BLi可以通过陶瓷片，水分子不能C充电时，接线柱B应与电源的负极相连 D充电时，M电极发生还原反应4铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A放电时，溶液中OH移向负极 B放电时，负极反应为Fe2OH2eFe(OH)2C充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2eNi2O33H2O5我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理示意图如图。已知电池反应：Na1xMnO2NaxCnNaMnO2nC。下列说法正确的是()A电池放电过程
4、中，NaMnO2/Al上的电势低于石墨烯/Al上的电势B电池放电时，正极可发生反应Na1xMnO2xNaxe=NaMnO2C电池充电时，外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极D电池充电时，Na由石墨烯/Al电极移向NaMnO2/Al电极6全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1 000 km，而充电时间只需35 min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知V2呈紫色，V3呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是()A充电时的阴极反应为VO2He=VO2H2OB放电时的正极反应为V3e=V2C放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色D若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成4
5、 g NaOH时该电池中消耗0.1 mol H7我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16LiS88Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是()A充电时，电能转化为化学能 B放电时，锂离子向正极移动C放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4得到2 mol e D充电时，阳极总电极反应式是8S216e=S88中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池(图1)，电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是 ()A放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极B放电时，Li由正极经过有机电解质溶液移向负极C开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极D
6、充电时，阳极的电极反应为Li2O22e=O22Li9实验表明钠离子聚合物新型电池正负极材料均表现出较快的电极反应动力学，使得电池表现出类似电容器的高功率性能。可以循环充放电高达50 000次，这远远超过了传统可充电电池的循环寿命(10 000次)。其放电时的工作原理如图。下列说法不正确的是()A充电时，阳极的电极反应式为3I2e=IB离子交换膜只能让阳离子通过而不能让阴离子通过C放电时，当转移0.5 mol电子时，NaI溶液中增加NA个NaD放电时，高聚物发生氧化反应10某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A硅太阳能电池供电原理与该电池相同B光照时，H由a极区经质子交换膜向b极
7、区迁移C光照时，b极的电极反应式为VO2eH2O=VO2HD夜间无光照时，a极的电极反应式为V3e=V211我国科学家在液流电池研究方面取得新进展。一种硫/碘体系(K2S2/KI)的液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是()A放电时电池右侧电极为负极，发生氧化反应 B放电时，电池左侧的电极反应为S2e2S2C充电时，电池的总反应为3ISI2S2 D充电时，电解质溶液中K经交换膜向右侧移动12某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料)，通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法正确的是()A放电时，正极
8、的电极反应式为Fe2O36Li6e=2Fe3Li2O B该电池可以用水溶液做电解质溶液C放电时，Fe作电池的负极，Fe2O3作电池的正极 D充电完成后，电池被磁铁吸引13锂液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂Li2Sx(2x8)分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是()A该电池比钠液态多硫电池的比能量高B放电时，内电路中Li的移动方向为从a到bCAl2O3的作用是导电、隔离电极反应物D充电时，外电路中通过0.2 mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g14钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多
9、硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法正确的是()A放电时，电极A为正极B充电时，电极B与外接电源正极相连，电极反应式为S2e=xSC若用该电池在铁器上镀锌，则铁器应与电极B相连接D若用该电池电解精炼铜，当电路中通过1 mol电子时，阳极质量减少32 g15如图所示，装置()是一种可充电电池，装置()为惰性电极的电解池。下列说法正确的是()A闭合开关K时，电极B为负极，且电极反应式为2Br2e=Br2B装置()放电时，总反应为2Na2S2Br2=Na2S42NaBrC装置()充电时，Na从左到右通过阳离子交换膜D该装
10、置电路中有0.1 mol e通过时，电极X上析出3.2 g Cu16科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置，总反应方程式为2CO2=2COO2。下列说法不正确的是()A由图分析N电极为负极 BOH通过离子交换膜迁向左室C阴极的电极反应为CO2H2O2e=CO2OH D反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性不变【小题保分训练(15) 二次电池】答案1B。解析：由图中信息知，放电时，电极N为正极，I得电子变成I，电极反应式为：I2e=3I；电极M为负极，S2失去电子变为S，电极反应式为：4S26e=S；Na从M极向N极移动；充电时阳极的反应为：3I2e=I；阴极反应为：S6e=4
11、S2；光照可促进电子的转移，据此分析。A.由上述分析可知，放电时，电极N为正极，电极M为负极，电极N上的电势高于电极M上的电势，A正确；B.由分析可知，放电时，Na由M电极区移入N电极区，B错误；C.充电时，光可以促进I在TiO2光电极上转移电子，C项正确；D.充电时，阳极上失电子转化为I，电极反应式为3I2e=I ，D项正确；答案选B。2D。解析：D放电时TEMPO得电子生成TEMPO，正极反应式为TEMPOe=TEMPO，故A错误；65 g 锌的物质的量为1 mol，充电时为电解池，Zn为阴极，电极反应式为Zn22e=Zn，则阴极每生成1 mol Zn时，电路中转移电子2 mol，由于水相
12、电解液中含有Li、Mg2和Zn2等，所以从阳极移向阴极的阳离子的物质的量大于1 mol，故B错误；放电时，电子从负极经导线流向正极，即电子从电势较低的锌电极经导线流向电势较高的另一极，故C错误；适当搅拌时可加速电池的充放电反应，但搅拌速度过快时，会使两极的活性物质直接接触而出现自损耗，可能降低电池效率，故D正确。3C。解析：放电时，N极是原电池的正极，电极反应式为Cu22e=Cu，故A正确；非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON)隔开，则陶瓷片允许Li通过，不允许水分子通过，故B正确；放电时，N极是原电池的正极，充电时，接线柱B应与电源的正极相连，故C错误；充电时，M
13、极是阴极，因此M电极发生还原反应，故D正确。4C。解析：根据原电池放电时阴离子向负极移动，知放电时OH移向负极，A项正确；根据放电时总反应知，负极上Fe发生氧化反应转化为Fe(OH)2，负极反应为Fe2e2OH=Fe(OH)2，B项正确；充电时的阴极反应与放电时的负极反应互为逆反应，故充电时阴极反应为Fe(OH)22e=Fe2OH，阴极附近c(OH)增大，pH增大，C项错误；充电时阳极上发生氧化反应，Ni(OH)2转化为Ni2O3，D项正确。5B。解析：根据电池反应，放电时，NaMnO2/Al为正极，石墨烯/Al为负极，NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势，A错误；放电时正极发生
14、还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为Na1xMnO2xexNa=NaMnO2，B正确；电池充电时，外接电源的负极连接装置的负极石墨烯/Al，C错误；充电时，阳离子移向阴极(石墨烯/Al)，D错误。6C。解析：A项充电时阴极反应式为V3e=V2，错误；B项放电时左槽溶液质量增加可推知H移向左槽，则正极反应式为VOe2H=VO2H2O，错误；C项放电过程中右槽V2转变为V3，故溶液颜色由紫色变为绿色，正确；D项电解食盐水生成4 g NaOH时，电路中转移0.1 mol e，由VOe2H=VO2H2O可知消耗0.2 mol H，错误。7C。解析：充电时，是电解池，是电能转化为化学能， A项正确
15、；放电时，是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，因此锂离子向正极移动， B项正确；根据图示，放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S62Li=3Li2S4，反应中2 mol Li2S6得到2 mol e，即1 mol Li2S6得到1 mol e， C项错误；根据16LiS88Li2S，充电时，阳极总电极反应式是8S216eS8, D项正确。8D。解析：A项纤维素为非电解质，不导电，不能作电极，正极为毛笔字中的碳，错误；B项Li由负极移向正极，错误；C项金属锂一极为负极，充电时负极应接电源负极，故X为负极，错误；D项充电时Li2O2O2，电极反应式为Li2O22e=O
16、22Li，正确。9C。解析：从放电时的工作原理图可知，电子流出的电极为负极，另一电极(Na移向)为正极，充电时，原电池的正极接电源正极作阳极，发生氧化反应，电极反应式为3I2e=I，A项正确；离子交换膜只能让阳离子通过而不能让阴离子通过，B项正确；放电时，正极电极反应式为I2e=3I，当转移2个电子时，需2个Na平衡电荷，所以当转移0.5 mol电子时，NaI溶液中增加0.5NA个Na，C项错误；放电时，高聚物在负极发生氧化反应，D项正确。10C。解析：光照时，b极上发生氧化反应VO2eH2O=VO2H，故C项正确；H由ba，B项错误；该电池光照时相当于电解池，与硅太阳电池供电原理不同，A项错
17、误；夜间无光时a极为原电池的负极V2e=V3，D错误。11C。解析：A项，根据题图可知，放电时右侧电极上I得到电子，发生还原反应：I2e=3I，则右侧电极为正极，错误；B项，放电时左侧电极上S2失去电子，发生氧化反应：2S22e=S，错误；C项，放电时电池总反应为：I2S2=3IS，则充电时电池总反应为：3IS=I2S2，正确；D项，充电时，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极，电解质溶液中K经交换膜向阴极(左侧)移动，错误。12A。解析：A.正极发生还原反应，Fe2O3得电子被还原，所以放电时电池正极的电极反应式为Fe2O36Li6e=3Li2O2Fe，A正确；B.锂和水能发生反应，所以不可以用水
18、溶液为电解质溶液，B错误；C.放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极，C错误；D.充电时，Fe作为阳极生成Fe2O3，磁铁不可吸引Fe2O3，D错误；故合理选项是A。13D。解析：A项，电池提供2 mol e电量时，该电池对应Li2Sx质量为(1432x)g，而钠液态多硫电池对应质量为(4632x)g，故该电池比能量高，正确；B项由图分析知a为负极，b为正极，Li从a极移向b极，正确；C项Al2O3为固体电解质，故能导电，同时将两极反应物隔开，正确；D项当外电路中通过0.2 mol e时，阳极区生成0.1x mol硫，故阳极区生成硫的质量为3.2x g，错误。14B。解析：放电时，电
19、极A处熔融钠失电子变为Na，故电极A为负极，A项错误；原电池的正极在充电时变成阳极，与电源正极相连，阳极上发生氧化反应，B项正确；在电镀过程中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，即锌接电极B，铁器接电极A，C项错误；电解精炼铜时，阳极为粗Cu，活泼金属先放电，故不能判断阳极上金属质量的减少量，D项错误。15B。解析：根据图示，闭合开关K时，装置()放电，电极B为正极，电极反应式为Br22e=2Br，A项错误；装置()放电时，总反应为2Na2S2Br2=Na2S4十2NaBr，B项正确；装置()充电时，电极A接电源负极，为阴极，电极B接电源正极，为阳极，Na向阴极移动，Na从右到左通过阳离子交换膜，C
20、项错误；n(CuSO4)0.4 molL10.1 L0.04 mol，装置()放电时，电极A为负极，电极X与电极A相连，电极X为阴极，电极X上先发生的电极反应为Cu22e=Cu,0.04 mol Cu2完全放电，电路中通过0.08 mol电子，电极上析出0.04 mol Cu，电路中通过0.1 mol电子，Cu2放完电后电极X上的电极反应为2H2e=H2，电极X上还会放出0.01 mol H2，电路中通过0.1 mol电子时电极X上析出0.04 mol64 gmol12.56 g Cu，D项错误。16B。解析：A项，根据电子流向判断N电极为负极，P电极为正极，故A项正确；B项，根据电极反应，OH通过阴离子交换膜迁向右室，故B项错误；C项，阴极发生还原反应，CO2CO，且生成OH，所以电极反应为CO2H2O2e=CO2OH，故C项正确；D项，根据电极反应或总反应2CO2=2COO2可知反应完毕装置中溶液的pH并无变化，故碱性不会增强，故D项正确
