專練35原電池原理及應(yīng)用（二）1．[2024·安徽卷]我國學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池，其示意圖如圖。該電池分別以Zn-TCPP（局部結(jié)構(gòu)如標注框內(nèi)所示）形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極，以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。下列說法錯誤的是（）A．標注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價鍵和配位鍵B．電池總反應(yīng)為：Ieq\o\al(－,3)＋Zneq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Zn2＋＋3I－C．充電時，陰極被還原的Zn2＋主要來自Zn-TCPPD．放電時，消耗0.65gZn，理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子答案：C解析：標注框內(nèi)Zn和N之間存在配位鍵，N和C、C和C、C和H之間存在共價鍵，A項正確；放電時Zn為負極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，Zn-TCPP為正極，電極反應(yīng)式為Ieq\o\al(－,3)＋2e－=3I－，則電池總反應(yīng)為Zn＋Ieq\o\al(－,3)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Zn2＋＋3I－，B項正確；充電時Zn為陰極，陰極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，Zn2＋來自電解質(zhì)溶液，C項錯誤；根據(jù)放電時負極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋知，消耗0.65gZn，即0.01molZn，理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子，D項正確。2．[2024·全國甲卷]科學(xué)家使用δ-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池（如圖所示）。電池工作一段時間后，MnO2電極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是（）A．充電時，Zn2＋向陽極方向遷移B．充電時，會發(fā)生反應(yīng)Zn＋2MnO2=ZnMn2O4C．放電時，正極反應(yīng)有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－D．放電時，Zn電極質(zhì)量減少0.65g，MnO2電極生成了0.020molMnOOH答案：C解析：充電時Zn2＋向陰極移動，A錯誤；由題意知，放電時，MnO2轉(zhuǎn)化為MnOOH和ZnMn2O4，B錯誤；放電時，MnO2電極為正極，發(fā)生的反應(yīng)有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－，C正確；根據(jù)放電時Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋可知，Zn電極質(zhì)量減少0.65g（0.01mol）時，電路中通過0.02mol電子，故MnO2電極有0.02molMnO2發(fā)生反應(yīng)，但MnO2轉(zhuǎn)化為MnOOH和少量ZnMn2O4，故生成的MnOOH的量小于0.020mol，D錯誤。3．[2023·新課標卷]一種以V2O5和Zn為電極、Zn（CF3SO3）2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是（）A．放電時V2O5為正極B．放電時Zn2＋由負極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O答案：C解析：由題給信息可知，放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時V2O5為正極，A說法正確；放電時Zn為負極，Zn失去電子變?yōu)閆n2＋，陽離子向正極遷移，則放電時Zn2＋由負極向正極遷移，B說法正確；電池在放電時的總反應(yīng)為xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2O，則其在充電時的總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O=xZn＋V2O5＋nH2O，C說法不正確；充電陽極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D說法正確；故選C。4．某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2=2AgCl。下列說法正確的是（）A．正極反應(yīng)為AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D.當電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子答案：D解析：根據(jù)電池總反應(yīng)可以看出，Cl2得電子，Ag失電子，所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，Ag在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)。正極反應(yīng)式為Cl2＋2e－=2Cl－，A項錯誤。因為電解質(zhì)溶液為鹽酸，所以負極上Ag失電子生成的Ag＋隨即與附近的Cl－反應(yīng)，交換膜左側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成，B項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應(yīng)不發(fā)生改變，C項錯誤。當電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，負極生成0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以消耗了0.01molCl－，由于電荷守恒，因此同時有0.01molH＋通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移至右側(cè)，D項正確。5．[2024·河北滄州檢測]華中科技大學(xué)池波教授團隊參與研究構(gòu)建了一種新型的水性鋰鎳（Li-Ni）電池，通過優(yōu)化水性電解液的組成，降低了堿性電解液對固態(tài)電解質(zhì)隔膜的腐蝕性，利用一層固態(tài)防水滲透鋰離子電解質(zhì)隔膜來分離水系電解液和有機電解液，從而實現(xiàn)鋰離子的高效傳遞。電池工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是（）A.放電時，負極的電極反應(yīng)式為Li－e－=Li＋，Li＋向含鎳電極移動B．固態(tài)防水滲透鋰離子電解質(zhì)隔膜左側(cè)為水系電解液，右側(cè)為有機電解液C．充電時，含鎳電極為陽極，電極反應(yīng)式為Ni（OH）2－e－=NiOOH＋H＋D．充電時，若外電路通過0.2mol電子，鋰電極質(zhì)量增加1.4g答案：C解析：6．微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是（）A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O答案：A解析：C6H12O6反應(yīng)生成CO2時，C元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此C6H12O6→CO2是原電池的負極反應(yīng)，A項錯誤；在微生物的作用下，反應(yīng)速率加快，促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，B項正確；原電池工作時，陽離子（H＋）移向電池的正極，C項正確；根據(jù)電池裝置圖知電池總反應(yīng)為葡萄糖的氧化反應(yīng)C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D項正確。7．[情境創(chuàng)新]一種新型錳氫二次電池原理如圖如示。該電池以MnSO4溶液為電解液，碳纖維與Pt/C分別為電極材料，電池的總反應(yīng)為Mn2＋＋2H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))MnO2＋2H＋＋H2↑。下列說法錯誤的是（）A．充電時，碳纖維電極作陽極B．放電時，電子由Pt/C電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳纖維電極C．充電時，碳纖維電極附近溶液的pH增大D．放電時，正極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O答案：C解析：由題圖知，充電時，碳纖維電極表面Mn2＋發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO2，則碳纖維電極作陽極，A項正確；放電時，碳纖維電極為正極，Pt/C電極為負極，則電子由Pt/C電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳纖維電極，B項正確；結(jié)合電池總反應(yīng)知，充電時，碳纖維電極發(fā)生的反應(yīng)為Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，附近溶液的pH減小，C項錯誤；放電時，碳纖維電極表面MnO2發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn2＋，電極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D項正確。8．[2024·遼寧葫蘆島協(xié)作校聯(lián)考]某硅燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯誤的是（）A．放電時，溶液的pH保持不變B．負極上發(fā)生的反應(yīng)為Si－4e－＋4OH－=Si（OH）4C．硅的最終氧化產(chǎn)物是SiO2或硅酸鹽，與電解質(zhì)溶液堿性的強弱有關(guān)D．正極的C在反應(yīng)過程中也可能被消耗，一段時間后需要更換答案：A解析：放電時，電池總反應(yīng)為Si＋O2=SiO2或Si＋O2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O，故溶液的pH可能保持不變也可能變小，A項錯誤；據(jù)圖可知，Si在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Si－4e－＋4OH－=Si（OH）4，B項正確；二氧化硅不與弱堿反應(yīng)，與強堿反應(yīng)，生成硅酸鹽，最終產(chǎn)物取決于溶液堿性的強弱，C項正確；正極通氧氣，碳可能與氧氣反應(yīng)發(fā)生損耗，一段時間后需要更換，D項正確。9．[2024·平桂中學(xué)高三摸底考試]利用反應(yīng)6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O構(gòu)成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．電子從左側(cè)A電極經(jīng)過負載后流向右側(cè)B電極B．當有2.24LNO2被處理時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4NAC．電極A極反應(yīng)式為2NH3－6e－=N2＋6H＋D．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陽離子交換膜答案：A解析：在原電池中，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O可知，通入氨氣的電極為負極，通入二氧化氮的為正極。電子從負極