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[选择题]　第2练　新型化学电源工作原理分析
(选择题1~12题，每小题5分，13~17题，每小题8分，共100分)
1.(2024·广西二模)海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.该装置不能将化学能完全转化为电能
B.海水中盐分大，可作为电解质溶液
C.钠、锂等活泼金属作B极材料，要防止其与海水直接接触
D.若铁为B极材料，则正极反应式一定为2H2O+2e-===2OH-+H2↑
2.(2024·合肥三模)钇稳定氧化锆浓差电池可用于测定待测环境中的含氧量，在冶金、能源等领域也应用广泛，其原理是利用空气与待测环境中氧气的浓度差对电压的影响，其工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法错误的是(　　)
A.空气侧的电极电势高于测量侧的电极电势
B.Zr4+、Y3+移向空气侧
C.电极B的电极反应为2O2--4e-===O2↑
D.若测量侧处于富氧环境中时，电池的正负极可能会发生转换
3.(2023·山东潍坊模拟)铝-石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为AlLi+CxPF6Al+xC+Li++，电池装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.AlLi合金作原电池的正极
B.放电时移向正极
C.充电时，电路中转移1 mol电子，阴极质量增加9 g
D.充电时，阳极反应为-e-===CxPF6
4.(2024·深圳统考模拟)我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.硫电极为负极
B.Cu2+通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C.硫电极上发生的反应为2Cu2++S+4e-===Cu2S
D.理论上，每消耗1 mol S，同时消耗2 mol Li
5.(2023·福建，8)一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93 ℃的共熔物)，其中氯铝酸根[Aln(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应：2Al+3xSAl2。下列说法错误的是(　　)
A.Aln含4n个Al—Cl键
B.AlnC中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n-1)个
C.充电时，再生1 mol Al单质至少转移3 mol电子
D.放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的AlnC浓度越高
6.(2023·全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-―→，+e-―→，2Na+++2(1-)e-―→Na2Sx
下列叙述错误的是(　　)
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为2Na++S8+2e-―→Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
7.(2024·河南1月适应性测试)一种基于固体电解质NASICON的可充电熔融钠电池，具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如下所示，已知电池放电时不断有NaI生成。下列说法错误的是(　　)
A.放电时a电极为负极
B.固体电解质NASICON含钠离子
C.充电时阳极反应式：3I--2e-===
D.转移1 mol e-时，c区和d区的质量差改变23 g
8.(2024·吉林、黑龙江1月适应性测试)某生物质电池原理如图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是(　　)
A.放电时，正极电极反应为+H2O-2e-===+2H+
B.放电时，Co0.2Ni0.8(OH)2转化为Co0.2Ni0.8OOH
C.充电时，K+通过交换膜从左室向右室迁移
D.充电时，阴极电极反应为+2H2O+2e-===+2OH-
9.(2024·江西景德镇二模)由于钠资源储量丰富，便于开采，价格便宜，钠离子电池有望成为下一代大规模储能电池。我国化学家最近研制的一种钠离子电池如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.膜是阴离子交换膜
B.充电时Na+向NaV2(PO4)2O2F和Na3V2(PO4)2O2F掺杂石墨电极移动
C.放电时正极的电极反应：NaV2O2F+2e-+2Na+===Na3V2O2F
D.有机溶剂可选择乙醇
10.(2024·河南开封三模)某充电宝锂离子电池的总反应为xLi+Li1-xMn2O4LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金)。有关上述两种电池的说法正确的是(　　)
A.镍氢电池放电时，MH为正极
B.锂离子电池放电时，Li+向负极迁移
C.图中表示锂离子电池给镍氢电池充电
D.锂离子电池充电时，阳极的电极反应式为Li++e-===Li
11.(2023·河北邢台一中检测)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中被O2氧化。下列叙述正确的是(　　)
A.电池工作时，“厌氧阳极”为正极，“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极
B.电池工作时，“缺氧阴极”电极附近溶液的pH减小
C.“好氧阴极”存在反应：N-6e-+8OH-===N+6H2O
D.“厌氧阳极”区质量减少28.8 g时，该电极输出电子2.4 mol
12.(2024·安徽1月适应性测试)我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如图。放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列说法错误的是(　　)
A.放电时，正极反应为Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-
B.放电时，若外电路有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn2+向正极迁移
C.充电时，a为外接电源负极
D.充电时，阴极反应为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-
13.(2024·江西萍乡二模)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+，下列说法正确的是(　　)
A.放电时，钙电极为负极，发生还原反应
B.充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极的电极反应式为LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+
C.锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流
D.充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0 g
14.(2024·长春三模)SO2的脱除与H2O2的制备反应自发协同转化装置如图所示(在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+并向两极迁移；忽略溶液体积的变化，b极区域O2浓度保持不变)。下列说法正确的是(　　)
A.电子从b电极经导线流向a电极
B.电路中转移1 mol电子，理论上正极区域溶液增重17 g
C.两极参与反应的SO2与O2的物质的量之比为2∶1
D.双极膜中H2O的解离可不断提供OH-和H+，故无需补加NaOH
15.(2024·安徽统考一模)中国科学技术大学在光催化CO2生成HCOOH和协同生成H2O2的研究中，为碳中和作出了贡献。其装置如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该装置将电能转化为化学能
B.负极附近溶液的pH增大
C.正极发生的电极反应为HCOOH-2e-===CO2+2H+
D.图中溶液中H+从左向右移动
16.(2024·江西1月适应性测试)水系Zn-CO2电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如图，其中双极膜在工作时催化H2O解离为H+和OH-，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　)
A.放电时，Zn电极为负极，发生还原反应
B.充电时，OH-从Zn电极通过双极膜到达催化电极发生反应
C.放电时，催化电极上的反应为CO2+2H++2e-===CO+H2O
D.充电时，Zn电极上的反应为Zn2++2e-===Zn
17.(2024·湖南常德模拟)水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，该电池以V2CTx(T=O、F元素)为正极材料，电解质溶液中主要存在团簇离子N(CH3COOH)3。其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.放电时，N(CH3COOH)3向Y极方向移动
B.放电时，Y极的电极反应式为V2CTx+N(CH3COOH)3+2e-===(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]
C.N与CH3COOH间通过离子键结合
D.充电时，N(CH3COOH)3增加1 mol时，X极质量增加46 g
答案精析
1.D　2.B　
3.D　[根据电池反应为AlLi+CxPF6Al+xC+Li++，Li化合价升高，因此AlLi作负极，CxPF6中C化合价降低，CxPF6作正极。放电时移向负极，故B错误；充电时，阴极反应式为Li++e-+Al===AlLi，电路中转移1 mol电子，阴极生成1 mol AlLi，其质量增加7 g，故C错误；放电时正极反应为CxPF6+e-===，则充电时，阳极反应为-e-===CxPF6，故D正确。]
4.C　[该装置为原电池，铜离子和硫得到电子，因此硫电极为正极，电极反应式为2Cu2++S+4e-===Cu2S，锂电极为负极，电极反应式为Li-e-===Li+，依据得失电子守恒可知，每消耗1 mol S，同时消耗4 mol Li，故A、D错误，C正确；原电池中阳离子向正极(硫电极)移动，故B错误。]
5.D　[AlnC的结构为，所以含4n个Al—Cl键，A正确；由Aln的结构可知同时连接2个Al原子的Cl原子有(n-1)个，B正确；由总反应可知充电时，再生1 mol Al单质至少转移3 mol电子，C正确；由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多，所以n值大的Aln浓度越高，D错误。]
6.A　[充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，即电子在外电路的流向为a→b，B正确；将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③，由×①+×②+③可得正极的反应式为2Na++S8+2e-Na2Sx，C正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确。]
7.D　[电池放电时不断有NaI生成，可知放电时a电极为负极，电极反应为Na-e-===Na+，A正确；固体电解质NASICON只允许阳离子通过，则固体电解质NASICON含钠离子，通过Na+转移保持两侧电荷守恒，B正确；充电时a电极为阴极，b电极为阳极，b电极反应为3I--2e-===，C正确；放电转移1 mol e-时，1 mol Na+从c区移出，d区移入1 mol Na+，两区质量差改变46 g，D错误。]
8.D　9.C
10.C　[锂离子电池放电时负极电极反应式为Li-e-===Li+，正极电极反应式为xLi++Li1-xMn2O4+xe-===LiMn2O4，充电时，阳极电极反应式为LiMn2O4-xe-===xLi++Li1-xMn2O4，阴极电极反应式为Li++e-===Li；镍氢电池放电时负极电极反应式为MH-e-===M+H+，正极电极反应式为NiOOH+H++e-===Ni(OH)2，充电时阳极的电极反应式为Ni(OH)2-e-===NiOOH+H+，阴极的电极反应式为M+H++e-===MH。锂离子电池放电时，Li+向正极迁移。]
11.D　[该装置为原电池，“厌氧阳极”上C6H12O6转化为CO2，C由0价变为+4价，则“厌氧阳极”为负极；“缺氧阴极”上N转化为NO2，再转化为N2，N由+5价变为+4价，最后变为0价，则“缺氧阴极”为正极；“好氧阴极”上O2转化为H2O，O由0价变为-2价，则“好氧阴极”为正极，A项错误；“缺氧阴极”上电极反应式分别为N+e-+2H+===NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+===N2+4H2O，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗H+，其附近溶液的pH增大，B错误；“好氧阴极”上的反应有O2+4H++4e-===2H2O，2N+3O2===2N+2H2O+4H+，2N+O2===2N，C错误；“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+，1 mol C6H12O6反应消耗6 mol H2O，转移24 mol电子，“厌氧阳极”区质量减少288 g，故“厌氧阳极”区质量减少28.8 g时，该电极输出电子2.4 mol，D正确。]
12.B　[放电时，锌基电极为负极，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，电极反应式为5Zn+2C+6OH--10e-===2ZnCO3·3Zn(OH)2，镍基电极为正极，电极反应式为Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-，充电时，a为外接电源负极，锌基电极为阴极，电极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-，b为外接电源正极，镍基电极为阳极，电极反应式为Ni+2OH--2e-===Ni(OH)2。]
13.B　[放电时，钙电极为负极，发生氧化反应，A不正确；充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，LiFePO4失电子转化为Li1-xFePO4和Li+，电极反应式为LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+，B正确；Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以锂离子导体膜不允许水分子通过，其主要作用是允许Li+定向移动，从而形成电流，C不正确；充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上阴极室电解质中0.1 mol Ca2+得电子生成0.1 mol Ca，同时迁移入0.2 mol Li+，质量减轻0.1 mol×40 g·mol-1-0.2 mol×7 g·mol-1=2.6 g，D不正确。]
14.B　[由图可知，b极氧气发生还原反应生成过氧化氢，为正极，则a极为负极，原电池中电子由负极流向正极，故电子从a电极经导线流向b电极，A错误；O2在正极区域得到电子生成H2O2，电极反应式为2H++O2+2e-===H2O2，电路中转移1 mol电子时，生成0.5 mol H2O2，理论上正极区域溶液增重17 g，B正确；负极区域总反应为SO2+4OH--2e-===S+2H2O，正极电极反应式为2H++O2+2e-===H2O2，两极参与反应的SO2与O2的物质的量之比为1∶1，C错误；由负极区域反应式知1 mol SO2需消耗4 mol OH-，其中2 mol OH-由双极膜进入左侧，故需要补加NaOH，D错误。]
15.D　[负极发生氧化反应，H2O失电子生成H2O2和H+，故负极附近溶液pH减小，B项错误；正极的电极反应式为CO2+2e-+2H+===HCOOH，C项错误；负极反应产生H+，H+从负极向正极移动，在正极与CO2反应生成HCOOH，故溶液中H+从左向右移动，D项正确。]
16.C　[放电时，Zn电极为负极，发生氧化反应，A错误；充电时，Zn电极为阴极，OH-从双极膜向催化电极移动，并发生反应，B错误；放电时，催化电极为正极，电极反应为CO2+2H++2e-===CO+H2O，C正确；充电时，Zn电极上的反应为[Zn(OH)4]2-+4H++2e-===Zn+4H2O，D错误。]
17.C　[放电时Y极为正极，阳离子向正极移动，即N(CH3COOH)3向Y极方向移动，故A正确；放电时，Y极为正极，发生还原反应，电极反应式为V2CTx+N(CH3COOH)3+2e-===(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]，故B正确；CH3COOH各原子均达到稳定状态，与铵根离子不能形成离子键，故C错误；充电时，X极为阴极，Y极为阳极，发生的反应为(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]-2e-===V2CTx+N(CH3COOH)3，N(CH3COOH)3增加1 mol时，转移的电子为2 mol，根据得失电子守恒可知，阴极转移的电子也是2 mol，MnO2得电子生成Na0.6MnO2，可知得到2 mol Na+，则X极质量增加46 g，故D正确。](共41张PPT)
[选择题]
专题五　第2练　
新型化学电源工作原理分析
1.(2024·广西二模)海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.该装置不能将化学能完全
转化为电能
B.海水中盐分大，可作为电
解质溶液
C.钠、锂等活泼金属作B极材料，要防止其与海水直接接触
D.若铁为B极材料，则正极反应式一定为2H2O+2e-===2OH-+H2↑
1
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√
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17
原电池在工作中不可能将化学能完全转化为电能，故A正确；
海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等可作为电解质溶液，故B正确；
Na、Li等活泼金属易与水
反应，故要防止其与水接
触，故C正确；
若铁为B极材料，则正极电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，故D错误。
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2.(2024·合肥三模)钇稳定氧化锆浓差电池可用于测定待测环境中的含氧量，在冶金、能源等领域也应用广泛，其原理是利用空气与待测环境中氧气的浓度差对电压的影响，其工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法错误的是
A.空气侧的电极电势高于测量侧的电极电势
B.Zr4+、Y3+移向空气侧
C.电极B的电极反应为2O2--4e-===O2↑
D.若测量侧处于富氧环境中时，电池的正负
极可能会发生转换
√
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由题给信息可知，空气侧的铂电极为浓差电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成O2-，电极A为
正极，正极电势高于负极电势，A正确；
浓差电池工作时，仅O2-发生定向移动，
Zr4+、Y3+并不发生定向移动，B错误；
电极B为负极，O2-在负极失去电子发生
氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2--4e-===O2↑，C正确。
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3.(2023·山东潍坊模拟)铝-石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为AlLi+CxPF6 Al+xC+Li++，电池装置如图所示。下列说法正确的是
A.AlLi合金作原电池的正极
B.放电时移向正极
C.充电时，电路中转移1 mol电子，阴极质量
增加9 g
D.充电时，阳极反应为-e-===CxPF6
√
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根据电池反应为AlLi+CxPF6 Al+xC+Li++，Li化合价升高，因此AlLi作负极，CxPF6中C化合价降低，CxPF6作正极。放电时移向负极，故B错误；
充电时，阴极反应式为Li++e-+Al===AlLi，
电路中转移1 mol电子，阴极生成1 mol AlLi，
其质量增加7 g，故C错误；
放电时正极反应为CxPF6+e-===
-e-===CxPF6，故D正确。
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4.(2024·深圳统考模拟)我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.硫电极为负极
B.Cu2+通过阳离子交换膜向锂电
极方向迁移
C.硫电极上发生的反应为2Cu2++
S+4e-===Cu2S
D.理论上，每消耗1 mol S，同时消耗2 mol Li
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√
16
17
该装置为原电池，铜离子和硫得到电子，因此硫电极为正极，电极反应式为2Cu2++S+4e-===Cu2S，锂电极为负极，电极反应式为Li-e-===
Li+，依据得失电子守恒可知，每
消耗1 mol S，同时消耗4 mol Li，
故A、D错误，C正确；
原电池中阳离子向正极(硫电极)
移动，故B错误。
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5.(2023·福建，8)一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93 ℃的共熔物)，其中氯铝酸根[Aln(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池
总反应：2Al+3xS Al2。下列说法错误的是
A.Aln含4n个Al—Cl键
B.AlnC中同时连接2个Al原子的Cl原子
有(n-1)个
C.充电时，再生1 mol Al单质至少转移3 mol电子
D.放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的AlnC浓度越高
√
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AlnC的结构为 ，所以含4n个Al—Cl
键，A正确；
由Aln的结构可知同时连接2个Al原子
的Cl原子有(n-1)个，B正确；
由总反应可知充电时，再生1 mol Al单质至少转移3 mol电子，C正确；
由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多，所以n值大的Aln浓度越高，D错误。
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6.(2023·全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-―→，+e-―→，2Na+++2(1-)e-―→Na2Sx
下列叙述错误的是
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为2Na++S8+2e-―→Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
√
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充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，
Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；
放电时Na在a电极失去电子，失去的电
子经外电路流向b电极，即电子在外电路的流向为a→b，B正确；
将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③，由×①+×②+③可得正极的反应式为2Na++S8+2e-―→Na2Sx，C正确；
炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确。
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7.(2024·河南1月适应性测试)一种基于固体电解质NASICON的可充电熔融钠电池，具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如下所示，已知电池放电时不断
有NaI生成。下列说法错误的是
A.放电时a电极为负极
B.固体电解质NASICON含钠离子
C.充电时阳极反应式：3I--2e-===
D.转移1 mol e-时，c区和d区的质量
差改变23 g
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电池放电时不断有NaI生成，可知
放电时a电极为负极，电极反应为
Na-e-===Na+，A正确；
固体电解质NASICON只允许阳离
子通过，则固体电解质NASICON
含钠离子，通过Na+转移保持两侧
电荷守恒，B正确；
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充电时a电极为阴极，b电极为阳
极，b电极反应为3I--2e-===，
C正确；
放电转移1 mol e-时，1 mol Na+从
c区移出，d区移入1 mol Na+，两
区质量差改变46 g，D错误。
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8.(2024·吉林、黑龙江1月适应性测试)某生物质电池原理如图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是
A.放电时，正极电极反应为 +H2O-2e-=== +2H+
B.放电时，Co0.2Ni0.8(OH)2转化为Co0.2Ni0.8OOH
C.充电时，K+通过交换
膜从左室向右室迁移
D.充电时，阴极电极反
应为 +2H2O
+2e-===
+2OH-
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放电时，负极糠醛发生氧化反应生成 ，故A错误；
放电时，Co0.2Ni0.8OOH在正极得电子，转化为Co0.2Ni0.8(OH)2，故B错误；
充电时，Rh/Cu惰性电极是阴
极，K+通过交换膜从右室向左
室迁移，故C错误；
充电时，阴极糠醛发生还原反
应生成 ，电极反应
为 +2H2O+2e-=== +2OH-，故D正确。
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9.(2024·江西景德镇二模)由于钠资源储量丰富，便于开采，价格便宜，钠离子电池有望成为下一代大规模储能电池。我国化学家最近研制的一种钠离子电池如图所示。下列说法正确的是
A.膜是阴离子交换膜
B.充电时Na+向NaV2(PO4)2O2F和
Na3V2(PO4)2O2F掺杂石墨电极
移动
C.放电时正极的电极反应：NaV2O2F+2e-+2Na+===Na3V2O2F
D.有机溶剂可选择乙醇
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由图知，放电时金属钠为负极，
电极反应式为Na-e-===Na+，
NaV2(PO4)2O2F和Na3V2O2F
掺杂石墨极为正极，电极反应式为
NaV2O2F+2e-+2Na+===Na3V2O2F，C正确；
放电时Na+通过膜由负极进入正极，膜是阳离子交换膜，A错误；
充电时Na+向金属钠电极移动，B错误；
乙醇能与钠反应，故有机溶剂不能选择乙醇，D错误。
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10.(2024·河南开封三模)某充电宝锂离子电池的总反应为xLi+Li1-xMn2O4
LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为NiOOH+MH M+Ni(OH)2
(M为储氢金属或合金)。有关上述两种电池的说法正确的是
A.镍氢电池放电时，MH为正极
B.锂离子电池放电时，Li+向负极迁移
C.图中表示锂离子电池给镍氢电池充电
D.锂离子电池充电时，阳极的电极反
应式为Li++e-===Li
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锂离子电池放电时负极电极反应式为Li-e-===Li+，正极电极反应式为xLi++Li1-xMn2O4+xe-===LiMn2O4，充电时，阳极电极反应式为LiMn2O4
-xe-===xLi++Li1-xMn2O4，阴极电极反应式为Li++e-===Li；镍氢电池放电时负极电极反应式为MH-e-===M+H+，正极电极反应式为NiOOH+
H++e-===Ni(OH)2，充电时阳极的
电极反应式为Ni(OH)2-e-===
NiOOH+H+，阴极的电极反应式
为M+H++e-===MH。锂离子电池放电时，Li+向正极迁移。
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11.(2023·河北邢台一中检测)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中被O2氧化。下列叙述正确的是
A.电池工作时，“厌氧阳极”
为正极，“缺氧阴极”和
“好氧阴极”为负极
B.电池工作时，“缺氧阴极”
电极附近溶液的pH减小
C.“好氧阴极”存在反应：N-6e-+8OH-===N+6H2O
D.“厌氧阳极”区质量减少28.8 g时，该电极输出电子2.4 mol
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该装置为原电池，“厌氧阳极”上C6H12O6转化为CO2，C由0价变为+4价，则“厌氧阳极”为负极；“缺氧阴极”上N转化为NO2，再转化为N2，N由+5价变为
+4价，最后变为0价，则
“缺氧阴极”为正极；
“好氧阴极”上O2转化为
H2O，O由0价变为-2价，
则“好氧阴极”为正极，
A项错误；
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“缺氧阴极”上电极反应式分别为N+e-+2H+===NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+===N2+4H2O，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗H+，其附近溶液的pH增大，
B错误；
“好氧阴极”上的反应
有O2+4H++4e-===2H2O，
2N+3O2===2N+
2H2O+4H+，2N+O2
===2N，C错误；
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“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+，
1 mol C6H12O6反应消耗
6 mol H2O，转移24 mol
电子，“厌氧阳极”区
质量减少288 g，故“厌
氧阳极”区质量减少
28.8 g时，该电极输出电
子2.4 mol，D正确。
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12.(2024·安徽1月适应性测试)我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如下。放电时，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列说法错误的是
A.放电时，正极反应为Ni(OH)2+2e-===
Ni+2OH-
B.放电时，若外电路有0.2 mol电子转移，
则有0.1 mol Zn2+向正极迁移
C.充电时，a为外接电源负极
D.充电时，阴极反应为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-
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放电时，锌基电极为负极，Zn转化为2ZnCO3·3Zn(OH)2，电极反应式为5Zn+2C+6OH--10e-===2ZnCO3·3Zn(OH)2，镍基电极为正极，电极反应式为Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-，
充电时，a为外接电源负极，锌基电极为
阴极，电极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2
+10e-===5Zn+2C+6OH-，b为外接电
源正极，镍基电极为阳极，电极反应式为Ni+2OH--2e-===Ni(OH)2。
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13.(2024·江西萍乡二模)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为xCa2++2LiFePO4 xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+，下列说法正确的是
A.放电时，钙电极为负极，发生还原反应
B.充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极
的电极反应式为LiFePO4-xe-===
Li1-xFePO4+xLi+
C.锂离子导体膜的作用是允许Li+和
水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流
D.充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0 g
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放电时，钙电极为负极，发生氧化反应，A不正确；
充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，LiFePO4失电子转化为
Li1-xFePO4和Li+，电极反应式为LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+，B正确；
Ca的金属性强，能与水发生剧烈
反应，所以锂离子导体膜不允许
水分子通过，其主要作用是允许
Li+定向移动，从而形成电流，C
不正确；
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充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上阴极室电解质中0.1 mol Ca2+得电子生成0.1 mol Ca，同时迁移入0.2 mol Li+，质量减轻0.1 mol×
40 g·mol-1-0.2 mol×7 g·mol-1=2.6 g，D不正确。
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14.(2024·长春三模)SO2的脱除与H2O2的制备反应自发协同转化装置如图所示(在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+并向两极迁移；忽略溶液体积的变化，b极区域O2浓度保持不变)。下列说法正确的是
A.电子从b电极经导线流向a电极
B.电路中转移1 mol电子，理论上
正极区域溶液增重17 g
C.两极参与反应的SO2与O2的物质
的量之比为2∶1
D.双极膜中H2O的解离可不断提供
OH-和H+，故无需补加NaOH
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由图可知，b极氧气发生还原反应生成过氧化氢，为正极，则a极为负极，原电池中电子由负极流向正极，故电子从a电极经导线流向b电极，A错误；
O2在正极区域得到电子生成H2O2，
电极反应式为2H++O2+2e-===H2O2，
电路中转移1 mol电子时，生成
0.5 mol H2O2，理论上正极区域溶
液增重17 g，B正确；
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负极区域总反应为SO2+4OH--2e-===S+2H2O，正极电极反应式为2H++O2+2e-===H2O2，两极参与反
应的SO2与O2的物质的量之比为1∶
1，C错误；
由负极区域反应式知1 mol SO2需
消耗4 mol OH-，其中2 mol OH-
由双极膜进入左侧，故需要补加
NaOH，D错误。
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15.(2024·安徽统考一模)中国科学技术大学在光催化CO2生成HCOOH和协同生成H2O2的研究中，为碳中和作出了贡献。其装置如图所示。下列有关叙述正确的是
A.该装置将电能转化为化学能
B.负极附近溶液的pH增大
C.正极发生的电极反应为
HCOOH-2e-===CO2+2H+
D.图中溶液中H+从左向右移动
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负极发生氧化反应，H2O失电子生成H2O2和H+，故负极附近溶液pH减小，B项错误；
正极的电极反应式为CO2+2e-+
2H+===HCOOH，C项错误；
负极反应产生H+，H+从负极
向正极移动，在正极与CO2反
应生成HCOOH，故溶液中H+从左向右移动，D项正确。
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16.(2024·江西1月适应性测试)水系Zn-CO2电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如图，其中双极膜在工作时催化H2O解离为H+和OH-，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A.放电时，Zn电极为负极，发生还
原反应
B.充电时，OH-从Zn电极通过双极
膜到达催化电极发生反应
C.放电时，催化电极上的反应为
CO2+2H++2e-===CO+H2O
D.充电时，Zn电极上的反应为Zn2++2e-===Zn
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放电时，Zn电极为负极，发生氧化
反应，A错误；
充电时，Zn电极为阴极，OH-从双
极膜向催化电极移动，并发生反应，
B错误；
放电时，催化电极为正极，电极反应为CO2+2H++2e-===CO+H2O，C正确；
充电时，Zn电极上的反应为[Zn(OH)4]2-+4H++2e-===Zn+4H2O，D错误。
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17.(2024·湖南常德模拟)水系铵根离子可充电电池具有成本低、安全、无污染等优点，该电池以V2CTx(T=O、F元素)为正极材料，电解质溶液中主要存在团簇离子N(CH3COOH)3。其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时，N(CH3COOH)3向Y极方向移动
B.放电时，Y极的电极反应式为V2CTx+
N(CH3COOH)3+2e-===(V，e-)2CTx·
[N(CH3COOH)3]
C.N与CH3COOH间通过离子键结合
D.充电时，N(CH3COOH)3增加1 mol
时，X极质量增加46 g
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放电时Y极为正极，阳离子向正极移
动，即N(CH3COOH)3向Y极方向
移动，故A正确；
放电时，Y极为正极，发生还原反应，
电极反应式为V2CTx+N(CH3COOH)3
+2e-===(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]，故B正确；
CH3COOH各原子均达到稳定状态，与铵根离子不能形成离子键，故C错误；
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充电时，X极为阴极，Y极为阳极，发生的反应为(V，e-)2CTx·
[N(CH3COOH)3]-2e-===V2CTx+
N(CH3COOH)3，N(CH3COOH)3
增加1 mol时，转移的电子为2 mol，
根据得失电子守恒可知，阴极转移
的电子也是2 mol，MnO2得电子生
成Na0.6MnO2，可知得到2 mol Na+，则X极质量增加46 g，故D正确。
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