1、专练30新型电池的开发和利用12020广东广州调研2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2(x1)。下列说法正确的是()A充电时a极接外电源的负极B放电时Li在电解质中由a极向b极迁移C充电时若转移0.02 mol电子，石墨电极将减少0.14 gD该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收22020湖北沙市中学双周练试题一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应式为：2C2H67O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断正确的
2、是()A负极反应为14H2O7O228e=28OHB每消耗1 mol C2H6，则电路上转移的电子为14 molC放电过程中KOH的物质的量浓度不变D放电一段时间后，负极周围的pH升高32020全国卷科学家近年发明了一种新型ZnCO2水介质电池。电池示意图如下，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Zn2e4OH=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
3、浓度升高42019全国卷利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2/MV在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H22MV2=2H2MVC正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动52020浙江嘉兴高三月考一种新型的电池，总反应为： 3Zn2FeO8H2O=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()AZn极是负极，发生氧化反应B随着反应的进行，溶液的pH增大C电子由Zn极流出到石墨电
4、极，再经过溶液回到Zn极，形成回路D石墨电极上发生的反应为：FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH6MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是()A该电池的正极反应式为4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为H22e=2HC放电时OH向负极移动D当生成1 mol H2O时，转移2 mol电子7我国“蛟龙”号载人潜水器的动力电源采用 AlAg2O 电池，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是()AAl 电极是该电池的正极BAg2O在Ag2O/Ag电极上
5、发生氧化反应C该电池的负极反应为Al3e4OH=AlO2H2OD该电池工作时，正极区溶液的 pH 减小82019天津卷我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A放电时，a电极反应为I2Br2e=2IBrB放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I被氧化D充电时，a电极接外电源负极9一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。下列说法正确的是()A贮能时，电能转变为化学能和光能B贮能和放电时，电子在导线中流向相同C贮能时
6、，氢离子由a极区迁移至b极区D放电时，b极发生：VO2He=VO2H2O102020昆明市高三摸底调研一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li1xNiO2xLiC6LiNiO2xC6。下列说法错误的是()A该锂离子电池为二次电池B该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极C该锂离子电池放电时，Li从a极移向b极D该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为：Li1xNiO2xexLi=LiNiO211全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()
7、A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多122020广东省中山一中第二次统测最近科学家利用下列装置图成功地实现了CO2和H2O合成CH4。下列叙述错误的是()A电池工作时，实现了将太阳能转化为电能B铜电极为正极，电极反应式为CO28e8H=CH42H2OC电池内 H 透过质子交换膜从左向右移动D为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸13锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图
8、所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移至MnO2晶格中，生成LiMnO2。请回答下列有关问题：(1)外电路的电流方向是由_(填“a”或“b”，下同)极流向_极。 (2)电池的正极反应式为_。 (3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂_(填“是”或“否”)，原因是_。 (4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应生成K2MnO4，化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中发生歧化反应，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。 14(1)某研究性学习小组为探究Fe3与Ag反应，进行如下实验。按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。K闭合时，指针向左偏转
9、，石墨作_(填“正极”或“负极”)。当指针归零后，向左侧U型管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式_。结合上述实验分析，写出Fe3 和Ag反应的离子方程式_。丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U型管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是_。(2)含硫化合物在生产生活中应用广泛，科学使用对人体健康及环境保护意义重大。微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示：HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是_。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。(3)PbSO4热激活电池可用
10、作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中Li向_(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g Pb。(4)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图所示， a电极的电极反应式是_。一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_。专练30新型电池的开发和利用1D2.B3DA项，放电时Zn极为负极，负极反应式为Zn2e4OH=Zn(OH)，正确；B项，放电
11、时，正极反应为CO22e2H=HCOOH，每转化1 mol CO2，转移2 mol电子，正确；C项，充电时，阳极反应式为2H2O4e=4HO2，阴极反应式为2Zn(OH)4e=2Zn8OH，将两极电极反应式相加得总反应，正确；D项，充电时，正极溶液中OH浓度降低，错误。4B本题涉及原电池的工作原理及应用，以生物燃料电池为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。借助不同形式的能量转化过程，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养和关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。A项，现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂，则题述方法合成氨条件更为温和，同时可将化学能转化为电能，正确；B项，阴
12、(正)极区，在固氮酶催化作用下发生反应N26H6MV=2NH36MV2，错误；C项，由B项分析可知正极区N2被还原为NH3，正确；D项，原电池工作时，质子(H)通过交换膜由负极区向正极区移动，正确。5C根据电池总反应，Zn的化合价升高，所以锌作负极，发生氧化反应，A正确；根据电池总反应方程式，生成OH，溶液的pH增大，B正确；电子不能在水溶液中移动，C错误；负极电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH，D正确。6D该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2O2=2H2O，负极反应式为2H22CO4e=2H2O2CO2
13、，正极反应式为O22CO24e=2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为CO，不是OH，故C错误；根据负极反应式知，生成1 mol H2O时转移2 mol电子，故D正确。7C该装置为原电池，活泼金属铝作负极，发生失电子氧化反应，电极反应为：Al3e4OH=AlO2 H2O，故A错误、C正确；Ag2O为正极，发生还原反应，电极反应式为：Ag2O2eH2O=2Ag2OH，故B错误；放电时负极区消耗OH，pH减小，正极生成OH，pH增大，故D错误。8D9.D10.B11.D12B根据图示可以知道，该装置是将太阳能转化为化学能的过程，故A正确； Cu是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲
14、烷，电极反应式为：CO28e8H=CH42H2O，B错误；放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H由左向右移动，C正确；向装置中加入少量稀硫酸可以增强导电能力，提高该人工光合系统的工作效率，D正确。13(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O2：1解析：(1)结合所给装置图以及原电池反应原理可知，Li作负极，MnO2作正极，所以电子流向是ab，电流方向是ba。(2)根据题给信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移至MnO2晶格中，生成LiMnO2”可知，正极反应
15、式为MnO2eLi=LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼金属，能与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)根据电子转移守恒和原子守恒配平方程式为3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；K2MnO4在酸性溶液中发生歧化反应，生成KMnO4和MnO2，根据得失电子守恒可知，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2：1。14(1)正极Age=AgAgFe3Fe2Ag出现白色沉淀，电流表指针向左偏转(2)HS8e4H2O=SO9H两种细菌存在时，在硫氧化菌的作用下将HS转化为SO，在硫酸盐还原菌作用下再将SO转化为HS，如此循环，所以电池得以持续供电(3)正极Ca2Cl2e=CaCl220.7(4)2NH36e6OH=N26H2O该燃料电池总反应为：4NH33O2=2N26H2O反应中有水生成，使得KOH溶液逐渐变稀，所以一段时间后，需向装置中补充KOH
