高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用3

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日期: 2024-06-01

二轮复习

选择题

为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H₂O(l) $\text{[math]}$ ZnO(s)+2Ni(OH)₂(s)。下列说法错误的是（）

A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

B、充电时阳极反应为Ni(OH)₂(s)+OH⁻(aq)−e⁻=NiOOH(s)+H₂O(l)

C、放电时负极反应为Zn(s)+2OH⁻(aq)−2e⁻=ZnO(s)+H₂O(l)

D、放电过程中OH⁻通过隔膜从负极区移向正极区

某储能电池原理如图。下列说法正确的是（）

A、放电时负极反应： $\text{[math]}$

B、放电时 $\text{[math]}$ 透过多孔活性炭电极向 $\text{[math]}$ 中迁移

C、放电时每转移 $\text{[math]}$ 电子，理论上 $\text{[math]}$ 吸收 $\text{[math]}$

D、充电过程中， $\text{[math]}$ 溶液浓度增大

如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取 $\text{[math]}$ 待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是（）

A、左侧电极反应： $\text{[math]}$

B、实验结束时，b中溶液红色恰好褪去

C、若c中收集气体 $\text{[math]}$ ，则样品中乙酸浓度为 $\text{[math]}$

D、把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果

电解苯酚的乙腈(CH₃—CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛（

），装置如图，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是

A、电极a为负极

B、装置工作时，乙室溶液pH减小

C、 c的电极反应式为

+CH₃-CN+H₂O-2e^- $\text{[math]}$

D、合成1mol扑热息痛，理论上甲室质量增重64g

以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电8OFC的工作原理如图所示(NH₃在催化剂作用下先分解为N₂和H₂)。下列说法错误的是

A、 H₂在负极放电

B、正极的电极反应： $\text{[math]}$

C、外电路转移 $\text{[math]}$ ，理论上生成4molH₂O

D、 O^2-向负极移动

一种新型 $\text{[math]}$ 可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是

A、放电时，电极N是负极

B、充电时， $\text{[math]}$ 通过钠离子交换膜向M极移动

C、放电时，N极电极反应为 $\text{[math]}$

D、充电时，每生成1mol Na，有机电解质的整体质量减小23g

Mg-VOCl₂电池是一种基于阴离子传导的新型二次电池，其简化装置示意图如下。总反应为Mg+2VOCl₂ $\text{[math]}$ MgCl₂+2VOCl，下列说法错误的是

A、采用Mg作电极材料比Li的安全性更高

B、放电时正极反应为VOCl₂+e⁻=VOCl+Cl⁻

C、放电过程中Cl⁻穿过复合离子液体向Mg移动

D、为该电池充电时Mg电极应与电源的正极相连

锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。下列关于原电池和干电池的说法不正确的是（）

A、两者正极材料不同

B、 $\text{[math]}$ 的放电产物可能是 $\text{[math]}$

C、两者负极反应式均为 $\text{[math]}$ 失电子

D、原电池中 $\text{[math]}$ 与稀 $\text{[math]}$ 存在自放电现象

液流电池因其具有可深度充放电、可模块化调控、不受地理环境限制等优点，已成为大规模储能领域中备受重视的储能器件。其中锌/溴液流电池作为新能源储能技术的代表，功率性能极佳且造价低廉。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：

下列说法正确的是（）

A、放电时，N极为负极

B、放电时，左侧贮液器中 $\text{[math]}$ 的浓度不断减小

C、隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

D、充电时，M极的电极反应式为 $\text{[math]}$

研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO₃的原理如图所示，下列说法正确的是

A、右侧电池中K⁺通过阳离子交换膜从P极移向Q极

B、光照强度大小不影响KIO₃的制备速率

C、电极Q处发生电极反应： I₂ +12OH^-- 10e^- =2 $\text{[math]}$ +6H₂O

D、不考虑损耗，电路中每消耗11.2LO₂ (标准状况下)，理论上Q极可制得342.4g KIO₃

如图装置可以模拟铁的电化学防护，下列说法错误的是

A、若X为锌棒，开关K置于M处时，铁电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑

B、若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀

C、若X为炭棒，开关K置于N处时，铁电极反应2H⁺+2e^-=H₂↑

D、若X为炭棒，开关K置于N处可以减缓铁的腐蚀

卡塔尔世界杯上，来自中国的888台纯电动客车组成的“绿色军团”助力全球“双碳”战略目标。现阶段的电动客车大多采用LiFePO₄电池，其工作原理如图1所示，聚合物隔膜只允许Li⁺通过。LiFePO₄的晶胞结构示意图如图2(a)所示。O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法中正确的是

A、充电时，Li⁺通过隔膜向阳极迁移

B、该电池工作时某一状态如图2(b)所示，可以推算x=0.3125

C、充电时，每有0.5mol电子通过电路，阴极质量理论上增加3.5g

D、放电时，正极的电极反应方程式为：Li_1-xFePO₄+xLi⁺ -xe^- = LiFePO₄

我国科学家成功研制出CO₂/Mg二次电池，在潮湿条件下的放电反应：3CO₂+2Mg+2H₂O=2MgCO₃·H₂O+C，模拟装置如图所示(已知放电时，Mg²⁺由负极向正极迁移)。下列说法正确的是

A、充电时，Mg电极接外电源的正极

B、放电时，电子由镁电极经电解质溶液流向石墨电极

C、充电时，阳极的电极反应式为2MgCO₃·H₂O+C- 4e^-=3CO₂+2Mg²⁺+2H₂O

D、放电时，CO₂在正极被还原，每消耗6.72 L CO₂转移的电子的物质的量为0.2 mol

多选题

一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是（）

氨硼烷（NH₃·BH₃）电池装置如图所示（起始未加入氨硼烷之前，两极室内液体质量相等），该电池工作时的总反应为NH₃·BH₃+3H₂O₂=NH₄BO₂+4H₂O。下列说法错误的是（）

2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家，他们创造了一个可充电的世界。Garmet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某Garmet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

(电池总反应为： LixC₆+LisxLaZrTaO $\text{[math]}$ LiLaZrTaO+6C)

一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为 $\text{[math]}$ 离子液体， $\text{[math]}$ 在电池反应后转化为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

某种氨氧燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为 $\text{[math]}$ 。下列关于该电池的说法不正确的是（）

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。有关说法正确的是（）

下列有关电池的说法中错误的是（）

如图是将 $\text{[math]}$ 转化为重要化工原料 $\text{[math]}$ 的原理示意图，下列说法错误的是（）

一种新型 $\text{[math]}$ 水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如图所示，下列说法正确的是（）

新型微生物电池可应用于酸性有机废水(含 $\text{[math]}$ )的处理，其放电时的工作原理如图所示，其中交换膜为质子交换膜。下列说法正确的是（）

非选择题

氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。

Li-CuO二次电池的比能量高、工作温度宽，性能优异，广泛应用于军事和空间领域。

央广网消息：2020年大庆油田生产天然气46.6亿立方米，实现了“十连增”，在大战大考中交出了“当好标杆旗帜、建设百年油田”的新答卷。天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和化工业生产中。回答下列问题：

氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂等。一种用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外，还有CuSO₄、ZnSO₄、CuS、Fe₂O₃、PbSO₄及As₂O₃)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下：

已知：①BiOCl难溶于水；

②“浸铋”所得浸取液中含BiCl₃、AsCl₃等物质。

回答下列问题：

随着低碳钢等洁净钢技术的发展， $\text{[math]}$ 耐火材料和钢水之间的相互作用已成为当前的一个研究重点。请回答下列问题：

2020年6月23日，长征三号乙运载火箭成功将北斗“收官之星”送入太空，标志着北斗三号全球卫星导航系统部署全面完成。火箭使用液态偏二甲肼 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 作推进剂，反应为： $\text{[math]}$ 。请回答：

H₂S广泛存在于废水及天然气等燃气中，除去H₂S和回收硫资源是利国利民之举。回答下列问题：

我国天然气储量丰富，天然气是重要的化工原料，先与氧气转化为合成气再进一步可催化转化为甲醇和二甲醚。回答下列问题：

硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品3PbO·PbSO₄·H₂O(三盐)等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS，含有FeS₂等杂质)制备PbSO₄的工艺流程如下：

已知：①PbCl₂难溶于冷水，易溶于热水。

②PbCl₂(s)＋2Cl^-(aq) $\text{[math]}$ PbCl $\text{[math]}$ (aq) △H＞0

③K_sp(PbSO₄)=1.08×10^-8 ，K_sp(PbCl₂)=1.6×10^-5

LiFePO₄是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO₃ ，还含有少量MgO、SiO₂等杂质)来制备，工艺流程如图：

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