高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用2

作者UID:7319097

日期: 2024-11-25

二轮复习

选择题

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： $\text{[math]}$ S₈+e^-→ $\text{[math]}$ S $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ S $\text{[math]}$ +e^-→S $\text{[math]}$ ， 2Na⁺+ $\text{[math]}$ S $\text{[math]}$ +2(1- $\text{[math]}$ )e^-→Na₂S_x

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⁺+ $\text{[math]}$ S₈+2e^-→Na₂S_x

D、炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

根据实验操作及现象，下列结论中正确的是

选项	实验操作及现象	结论
$\text{[math]}$	常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象	稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
$\text{[math]}$	取一定量 $\text{[math]}$ 样品，溶解后加入 $\text{[math]}$ 溶液，产生白色沉淀。加入浓 $\text{[math]}$ ，仍有沉淀	此样品中含有 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$	将银和 $\text{[math]}$ 溶液与铜和 $\text{[math]}$ 溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝	$\text{[math]}$ 的金属性比 $\text{[math]}$ 强
$\text{[math]}$	向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅	溴与苯发生了加成反应

用可再生能源电还原 $\text{[math]}$ 时，采用高浓度的 $\text{[math]}$ 抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

A、析氢反应发生在 $\text{[math]}$ 电极上

B、 $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 电极迁移到 $\text{[math]}$ 电极

C、阴极发生的反应有： $\text{[math]}$

D、每转移 $\text{[math]}$ 电子，阳极生成 $\text{[math]}$ 气体(标准状况)

电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag⁺注入到无色WO₃薄膜中，生成Ag_xWO₃ ，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是（）

A、 Ag为阳极

B、 Ag⁺由银电极向变色层迁移

C、 W元素的化合价升高

D、总反应为：WO₃+xAg=Ag_xWO₃

科学家近年发明了一种新型Zn−CO₂水介质电池。电池示意图如图，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 $\text{[math]}$

B、放电时，1 mol CO₂转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol

C、充电时，电池总反应为 $\text{[math]}$

D、充电时，正极溶液中OH⁻浓度升高

一种脱除和利用水煤气中CO₂方法的如图，下列说法中错误的是

A、 b为电源的正极

B、利用电化学原理，将CO₂电催化为C₂H₄的反应式为2CO₂-12e^-+12H⁺=C₂H₄+4H₂O

C、再生塔中产生CO₂的离子方程式为2 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ H₂O+CO₂↑+ $\text{[math]}$

D、某温度下，吸收塔中K₂CO₃溶液吸收一定量的CO₂后，c( $\text{[math]}$ )：c( $\text{[math]}$ )=1：2，则该溶液的pH=10(该温度下H₂CO₃的K_a1=4.6×10^-7；K_a2=5.0×10^-11)

以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法错误的是

A、燃料电池工作时，正极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

B、 a极是铜，b极是铁时，溶液中CuSO₄浓度减小

C、 a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为7：1

D、 a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化不相同

Li-CO₂电池在可逆的CO₂循环和储能领域都具有巨大的潜力。研究发现，用不同材料作Li极催化剂时，CO₂的放电产物不同，催化剂的使用情况和放电时的装置如下列图表所示，下列说法正确的是

Li极催化剂	碳化钼(Mo₂C)	Au和多孔碳
CO₂的放电产物	草酸锂(Li₂C₂O₄)	Li₂CO₃和C

A、充电时，在a极上Li⁺被还原为Li

B、放电时，Li⁺向b极移动

C、放电时，用碳化钼作Li极催化剂的总反应为2Li+2CO₂=Li₂C₂O₄

D、生成等物质的量的Li₂C₂O₄和Li₂CO₃时，消耗CO₂的量相同

锂离子电池应用广泛，某课题组使用纳米Si-C复合颗粒直接与锂接触，形成Li_xSi，将锂盐溶于三乙二醇二甲醚(TEGDME)作为电解液，与O₂/C电极匹配组成如图所示原电池。该电池的总反应为xO₂+2Li_xSi $\text{[math]}$ xLi₂O₂+2Si，下列说法错误的是

A、该电池放电时，a为负极

B、放电时，当负极质量减少14g时，电解液中转移1molLi⁺

C、充电和放电过程，电解液中Li⁺浓度都不会改变

D、电池充电时，阳极的电极反应为Li₂O₂-2e^-=O₂↑+2Li⁺

科学家设计了一种将苯酚(C₆H₅OH)氧化为CO₂和H₂O的原电池-电解池组合装置如图所示，已知羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。下列说法错误的是

A、高温下不利于该电池的使用

B、电池工作一段时间后， NaCl溶液浓度将降低

C、 d电极的电极反应为：H₂O-e^-=·OH+H⁺

D、相同时间内，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为3：7

2021年，中科院固体物理研究所在以有机物HMF(

)作为燃料的燃料电池研究中取得新进展，合成了负载在炭黑上的铂与硫化镍纳米颗粒双功能催化剂(PtNiS_x/CB)，实现了在输出能量的同时将燃料转变为更高价值的产品。反应装置如图1所示，反应时间和负极产品百分含量关系如图2所示，下列说法正确的是

A、 a比b的电势高

B、 HMF转化为HMFCA (

)的电极反应式为

C、 OH^—由左池进入右池

D、制备FDCA需要燃料电池工作60min以上

随着中国双碳决策部署的有序推进，绿电发电规模逐年提升，为适应未来绿电长时储能需求，我国企业开始于2022年利用“全钒液流电池”布局大型储能基地。电池的充放电总反应式为VO²⁺ +V³⁺ +H₂O $\text{[math]}$ VO₂⁺ +V²⁺ +2H⁺ ，下图为全钒液流电池工作原理示意图。下列说法错误的是

A、放电时电极A的电势比B的高

B、放电时正极的电极反应式为VO $\text{[math]}$ +e^-+ 2H⁺ =VO²⁺ +H₂O

C、在220V电压下，用恒定的1A电流充电1小时，电池中增加的化学能为7.92 $\text{[math]}$ 10⁵J

D、充电时H ⁺由A极室通过质子交换膜向B极室迁移

某科研团队设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶催化转化，原理如图所示。下列说法错误的是

A、该电池工作过程中实现了光能转化为化学能

B、氢离子从ITO电极向Mo：BiVO₄电极方向迁移

C、 Mo：BiVO₄电极上的反应式为：2H₂O-2e^-=H₂O₂+2H⁺

同时生成1mol

在“碳达峰”“碳中和”大背景下，全钒液流电池储能系统在新能源电力系统中发挥重要作用。该电池能将电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，储能的工作原理如图所示。下列说法错误的是

A、储能时，该系统将电能转化为化学能

B、储能时，a极附近pH降低

C、供能时，b极的电极反应式为 $\text{[math]}$ + 2H⁺+e^-=VO²⁺+ H₂O

D、将该电池用于电解饱和食盐水，当消耗1 mol $\text{[math]}$ 时，生成的气体总体积为11.2 L(标准状况)

新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为： $\text{[math]}$ ；下列说法错误的是

A、充电时， $\text{[math]}$ 极为阴极

B、放电时， $\text{[math]}$ 从I室向II室迁移

C、放电时，II室 $\text{[math]}$ 溶液的浓度增大

D、每消耗 $\text{[math]}$ ，电极a质量理论上增加 $\text{[math]}$

多选题

如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是（）

某化学实验探究小组探究MnO₂与某些盐溶液的反应，设计如图装置。左烧杯中加入50mL6mol·L^-1硫酸溶液，右烧杯中加入50mL6mol·L^-1的CaCl₂溶液，盐桥选择氯化钾琼脂。当闭合开关K时，电流表中出现指针偏转，下列说法正确的是（）

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。 $\text{[math]}$ 型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某 $\text{[math]}$ 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： $\text{[math]}$ ）

新研发的车载双电极镍氢电池于2021年7月投入量产，有助于实现“双碳”目标。其原理如图所示。放电时a、c电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金，可表示为MH；充电时b、d电极的反应物为Ni(OH)₂ ，下列叙述不正确的是（）

钠离子电池成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。下图为一种钠离子电池放电的示意图，关于该电池说法不正确的是（）

非选择题

［化学——选修3：物质结构与性质］钙钛矿(CaTiO₃)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，回答下列问题：

我国芒硝(Na₂SO₄·10H₂O)储量居世界第一，由芒硝制备NaOH具有重要价值。

某小组通过观察电流表的指针偏转探究电极上发生的氧化还原反应。

CH₄-CO₂干重整技术是利用CH₄处理CO₂并获得CO和H₂ ，相关重整反应为：CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) ΔH。回答下列问题：

铬是银白色有光泽的金属，易与其它金属形成合金，在国防、冶金、化学工业方面有重要用途。含铬废水有较大的毒性，处理达标后才能排放。工业上处理含铬废水(主要含铬微粒为Cr³⁺、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )并将其资源化的工艺有多种，其中一种工艺如图所示：

已知：Cr(OH)₃受热易分解。

回答下列问题：

碳捕集、将CO₂转化为C₂H₄、C₂H₅OH等高附加值化学品，是实现碳中和目标的重要方式。回答下列问题：

回答下列问题：

GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能，在光电领域和高频微波器件应用等方面有广阔的前景。

碘及碘的化合物在人类活动中占有重要的地位。已知反应H₂(g)+I₂(g) $\text{[math]}$ 2HI(g)ΔH=-14.9kJ·mol^－¹。

高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下：

$\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量MgO、 $\text{[math]}$ 等杂质)来制备。工艺流程如下；

回答下列问题：

二氯化钒(VCl₂)有强吸湿性和强还原性，熔点为425℃、沸点900℃，是制备多种医药、催化剂、含钒化合物的中间体。有以下两种方案制备VCl₂：

方案一：V₂O₅ $\text{[math]}$ VCl₂溶液

方案二：在800℃的N₂流中VCl₃分解

倡导生态文明建设，环境问题一直是我们关注的焦点。运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

随着低碳钢等洁净钢技术的发展，Al₂O₃-C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：

习近平总书记在科学家座谈会上指出“好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起”。某化学兴趣小组为培养同学们对科学探究的兴趣，设计图1所示实验来探究 $\text{[math]}$ 与Cu²⁺的反应：

已知：氯化亚铜(CuCl)为白色立方结晶或白色粉末，难溶于水

回答下列问题：

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