资源简介

微题型19　新型化学电源工作原理的判断
1．(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(　　)
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
2．(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池，下列说法正确的是(　　)
A．放电过程中，K＋均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
3．(2021·浙江6月选考，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是(　　)
A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连
B．放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li＋
C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
D．电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2
1．构建原电池模型(以锌铜原电池为例)
2．二次充电电池的原理及充电连接
(1)二次电池充电时，电池正极连接电源正极，电池负极连接电源负极，即“正接正，负接负”。
(2)放电时负极反应与充电时阴极反应相反，同理放电时正极反应与充电时阳极反应相反。
3．命题点分析
1．(2022·大连模拟)“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A．通入CO2的一极电极反应式为2CO2＋2e－===C2O
B．金属铝电极发生氧化反应
C．每得到1 mol Al2(C2O4)3，电路中转移3 mol电子
D．以该装置为电源进行粗铜的电解精炼，金属铝质量减少27 g时，理论上阴极质量增加96 g
2．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　)
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
3．中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室科研团队以“铆合”了纳米金属Ni催化剂的SrTiO3基陶瓷为电极，以固体氧化物为电解质，通过电解CO2制备CO，其原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．a接电源的负极
B．陶瓷电极A的电极反应式为CO2＋2e－===CO＋O2－
C．该电解池工作时，固体电解质中O2－向电极B移动
D．可以用Fe作电极B，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑
4．某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl。下列说法错误的是(　　)
A．放电时，左边电极为负极
B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动
C．充电时，右边电极上发生的电极反应式：Ag－e－＋Cl－===AgCl
D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g
5．如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状含钠过渡金属氧化物，负极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是(　　)
A．该电池工作时不发生氧化还原反应
B．放电时，负极的反应为Na15Sn4－15e－===15Na＋＋4Sn
C．充电时，Na＋会被吸附进入过渡金属氧化层
D．充电时，b极接电源的正极，a极接电源的负极
6．近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电流，其中放电过程为2Li ＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法正确的是(　　)
A．放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
C．放电时，Cu极区域水溶液的pH减小
D．放电过程中，电子由锂电极经过锗酸锌锂固体电解质到达铜电极
7．某种新型热激活电池的结构如图所示，电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子，电极b的材料是聚苯胺(PANI)，电解质溶液中含有Fe3＋和Fe2＋。加热使电池工作时电极b发生的反应是PANI－2e－＋H2O===PANIO(氧化态聚苯胺，绝缘体)＋2H＋，电池冷却时Fe2＋在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是(　　)
A．电池工作时电极a为正极，且发生的反应是Fe3＋＋e－===Fe2＋
B．电池工作时，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极b周围慢慢变红
C．电池冷却时，若该装置正负极间接有电流表，指针会发生偏转
D．电池冷却过程中发生的反应是2Fe2＋＋PANIO＋2H＋===2Fe3＋＋PANI＋H2O
微题型19　新型化学电源工作原理的判断
真题示范
1．B
2．C　[放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；碱性环境下，N2H4-O2清洁燃料电池总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量均减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量(物质的量表达式)分别是×6、×4、×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1 mol O2生成的氮气的物质的量为1 mol，在标准状况下为22.4 L，D错误。]
3．B　[由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A说法正确；放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li＋通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li＋，B说法不正确；放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应可表示为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，C说法正确；电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子转化为Li＋，正极上Li1－xCoO2得到电子和Li＋转化为LiCoO2，故电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2，D说法正确。]
模拟演练
1．C　2.A　3.D　4.D　5.B
6．B　[放电时，正极上并非是氧气直接放电，正极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，故A错误；由放电过程总反应：2Li ＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故B正确；放电时，Cu极电极反应式：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，Cu电极上有氢氧根离子生成，该区域水溶液的pH增大，故C错误；放电过程中，电子由锂电极通过外电路导线经过负载到达铜电极，电子无法在有机电解质和锗酸锌锂固体电解质中传递，故D错误。]
7．C　[根据电池工作时电极b发生的电极反应判断电极a是正极，电极b是负极，电池工作时电极a上发生的反应是Fe3＋＋e－===Fe2＋，A正确；电池工作时电极b发生的反应是PANI－2e－＋H2O===PANIO＋2H＋，溶液显酸性，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极b周围慢慢变红，B正确；电池冷却时，Fe2＋在电极b表面与PANIO反应使电池再生：2Fe2＋＋PANIO＋2H＋===2Fe3＋＋PANI＋H2O，因此冷却再生过程电极a上无电子得失，导线中没有电子通过，C不正确、D正确。]

展开更多......

收起↑