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2026苏教版高中化学必修第二册
专题强化练3　新型化学电源
1.(甄选真题)(2023全国乙改编)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.放电时钠电极为正极
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
2.(2025江苏徐州第三中学学情调研)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(　　)
A.正极有CO2生成
B.电池总反应:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
C.微生物促进了反应中电子的转移
D.H+通过质子交换膜从负极移向正极
3.(2025江西上饶开学考试)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中a极为钾片。关于该电池,下列说法正确的是(　　)
A.b电极为负极
B.电池工作时,电子从b电极流向a电极
C.电池工作时,K+由a电极通过隔膜移向b电极
D.正极的电极反应为O2+4e- 2O2-
4.(2025湖北荆州联考)新型锂—空气电池放电时的工作原理如图所示,其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是(　　)
A.有机电解液可以改为水性电解液
B.放电时,金属锂为负极,发生还原反应
C.放电时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
D.该电池工作时,石墨烯作为正极被氧化
5.(2025山东泰安期中)铁—空气电池是一种新型电池,其工作原理如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　)
A.a极发生氧化反应
B.正极的电极反应式为FeOx+2xe- Fe+xO2-
C.若有22.4 L(标准状况)空气通入a电极,则外电路中有4 mol电子转移
D.铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe FeOx+xH2
6.(创新题·新情境)(2024山东师范大学附中月考)
Hg-Hg2SO4标准电极在生活中常用于测定其他电极的电势,测知Hg-Hg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是(　　)
A.K2SO4溶液可用CCl4代替
B.Hg-Hg2SO4电极的电极反应式为Hg2SO4-2e- 2Hg+S
C.微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用
D.若把Cu-CuSO4体系换作Zn-ZnSO4体系,电压表的示数变大
7.2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池研发领域做出贡献的三位科学家。一种锂离子电池的总反应式为LixC6+Li1-xCoO2 6C+LiCoO2,放电时其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.放电时,A极电极反应式为LixC6-xe- 6C+xLi+
B.放电时,若转移0.3 mol电子,A极将增重2.1 g
C.充电时,A极接直流电源的负极
D.将该废旧电池进行“放电处理”,有利于锂在B极回收
8.(2024江苏盐城大丰高级中学月考)利用电化学原理可以设计出许多应用于环境保护、化学品提取的装置。
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到降低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。
电极b作　　　极,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)浓差电池可产生电动势是由于电池中存在浓度差。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①Y电极反应式为　　　　　　　　　　。
②Y极生成1 mol Cl2时,　　　mol Li+移向　　　(填“X”或“Y”)极。
答案与分层梯度式解析
专题强化练3　新型化学电源
1.A　由“工作时,在硫电极发生反应:S8+e- ,+e- ,2Na+++2(1-)e- Na2Sx”可以看出放电时硫电极得到电子,为原电池的正极,则钠电极为负极,A错误;放电时,电子沿着外电路从钠电极流向硫电极,B正确;放电时,在硫电极(正极)发生反应S8+e- ,+e- ,2Na+++2(1-)e- Na2Sx,联立三式可得正极总反应2Na++S8+2e- Na2Sx,C正确;炭化纤维素纸的导电性强,可以增强硫电极导电性能,D正确。
2.A　C6H12O6在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池;负极上C6H12O6发生氧化反应,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2↑+24H+,正极O2发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O。由分析可知CO2在负极生成,A错误;由正极、负极反应式可写出电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,B正确;在微生物的作用下形成原电池,即微生物促进了反应中电子的转移,C正确;原电池内电路中,阳离子向正极移动,故H+通过质子交换膜从负极移向正极,D正确。
3.C　在b电极上O2得电子,b电极是原电池的正极,A错误;电池工作时,电子从负极(a电极)经外电路流向正极(b电极),B错误;电池工作时,阳离子向正极移动,故K+由a电极通过隔膜移向b电极,C正确;b电极上氧气得电子,得到的产物为KO2(易错点),电极反应式为O2+e-+K+ KO2,D错误。
方法点拨　新型电池的解题思路
4.C　锂能与水反应,有机电解液不能改为水性电解液,A错误;放电时,金属锂为该电池的负极,负极发生氧化反应,B错误;放电时,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,C正确;石墨烯作正极,起导电作用,该电池工作时,正极上氧气得电子发生还原反应,D错误。
5.D　a极通入空气,O2在该电极得电子,发生还原反应,A错误;O2在正极发生反应,电极反应式为O2+4e-2O2-,B错误;由B项分析可知,外电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2,在标准状况下的体积为22.4 L,则通入空气的体积应大于22.4 L(标准状况下),C错误;由题图可知,铁表面H2O(g)参与反应生成FeOx和H2,则发生的反应为xH2O(g)+FeFeOx+xH2,D正确。
6.D　
7.B　根据题图中Li+的移动方向可知,A极是负极,B极是正极。根据总反应可知,放电时,A极电极反应式为LixC6-xe- 6C+xLi+,A正确;放电时,若转移0.3 mol电子,A极减少0.3 mol Li,A极将减轻2.1 g,B错误;放电时,A极是负极,充电时,A极接直流电源的负极,C正确;放电过程中,Li+由A极向B极移动并在B极参与反应转化为LiCoO2,将该废旧电池进行“放电处理”,有利于锂在B极回收,D正确。
8.答案　(1)正　CO2+2e-+2H+ HCOOH
(2)①2Cl--2e- Cl2↑　②2　X
解析　(1)图示为原电池装置,CO2在电极b附近转化为HCOOH,发生还原反应,即电极b作正极,电极反应式为CO2+2e-+2H+ HCOOH。(2)①据图可知,H+在电极X上转化为H2,发生还原反应,则X为正极;Y为负极,Cl-在负极发生氧化反应生成Cl2,电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑。②由Y极反应式可知,生成1 mol Cl2时,转移2 mol电子,则有2 mol Li+移向正极,即移向X极。
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