專練36新型化學電源授課提示：對應學生用書71頁1．[2022·湖南卷]海水電池在海洋能源領域備受關注，一種鋰-海水電池構造示意圖如下。下列說法錯誤的是（）A．海水起電解質溶液作用B．N極僅發生的電極反應：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池答案：B解析：海水中含有大量的電解質，故A項正確；Li是活潑金屬，作負極，則N極是正極，正極上海水中溶解的O2、CO2等均能放電，B項錯誤；由于Li易與水反應，故玻璃陶瓷應具有良好的防水功能，同時為形成閉合的回路，也應具有傳導離子的功能，C項正確；該電池屬于一次電池，D項正確。2．[2024·濟南市檢測]以硝酸鹽為離子導體的NaO2電池裝置與其某一電極M附近的反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．鎳電極上發生還原反應B．Na2O是該過程中的中間產物C．固體電解質能起到隔絕空氣的作用D．M極的電極反應為4Na＋＋O2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2e－=4NaNO2答案：D解析：金屬鈉比鎳活潑，液態鈉為負極，鎳電極為正極，鎳電極上發生還原反應，A項正確；由圖可知，鈉最終轉化為Na2O2，Na2O是該過程中的中間產物，B項正確；液態鈉能和空氣中的O2、水蒸氣發生反應，故固體電解質能起到隔絕空氣的作用，C項正確；M極發生反應：NOeq\o\al(－,3)＋2e－＋2Na＋=Na2O＋NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,2)＋O2＋Na2O=Na2O2＋NOeq\o\al(－,3)，總反應為2Na＋＋O2＋2e－=Na2O2，D項錯誤。3．[2024·合肥市質量檢測]復旦大學設計了一種新型堿性H2/Na0.44MnO2氣體可逆電池，工作原理如圖。下列敘述錯誤的是（）A．放電時N為電池正極B．放電時負極反應：H2－2e－＋2OH－=2H2OC．充電時Na＋由N極向M極移動D．充電時陽極反應：Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋－（x＋y）e－=Na0.44＋yMnO2答案：D解析：電池分析電極反應類型電極反應式放電（原電池）M（負極）氧化反應H2－2e－＋2OH－=2H2ON（正極）還原反應Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋＋（x＋y）e－=Na0.44＋yMnO2充電（電解池）M（陰極）還原反應2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－N（陽極）氧化反應Na0.44＋yMnO2－（x＋y）e－=Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋放電時為原電池，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，由圖示裝置可知，放電時，M極上H2發生氧化反應轉化為H2O，其電極反應式為H2－2e－＋2OH－=2H2O，因此M為負極，N為正極，A項正確，B項正確；充電時為電解池，M為陰極，N為陽極，在電解池中陽離子移向陰極，即充電時Na＋由N極向M極移動，C項正確；充電時陽極發生氧化反應，其電極反應式為Na0.44＋yMnO2－（x＋y）e－=Na0.44－xMnO2＋（x＋y）Na＋，D項錯誤。4．[2024·武漢市四月調研]我國某科研團隊借助氧化還原介質RM，將Li-CO2電池的放電電壓提高至3V以上，該電池的工作原理如圖。下列說法正確的是（）A．LiFePO4電極的電勢比多孔炭電極的高B．負極反應：LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋C．RM和RM＋－COeq\o\al(－,2)均為該電池反應的催化劑D．LiFePO4電極每減重7g，就有22gCO2被固定答案：B解析：由圖中Li＋移動方向可知，LiFePO4電極為負極，則LiFePO4電極的電勢比多孔炭電極的低，A項錯誤；由圖中的物質轉化關系可知負極反應為LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，B項正確；RM是該電池反應的催化劑，RM＋－COeq\o\al(－,2)為中間產物，C項錯誤；由CO2＋RM→RM＋－COeq\o\al(－,2)、2RM＋－COeq\o\al(－,2)＋2Li＋＋2e－=2RM＋Li2C2O4知，2molLi＋參與反應，固定2molCO2，則負極減重7g，有44gCO2被固定，D項錯誤。5．[2024·廣州市綜合測試]一種簡單釩液流電池的結構及工作原理示意圖如圖所示，下列說法不正確的是（）A.放電時，H＋從N極區向M極區移動B．充電時，電極M是陽極C．每消耗1molVOeq\o\al(＋,2)，有2molH＋通過質子交換膜D．充電時的總反應：VO2＋＋H2O＋V3＋=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋答案：C解析：根據放電時M極上VOeq\o\al(＋,2)轉化為VO2＋，發生還原反應，知M極為正極，N電極上V2＋轉化為V3＋，發生氧化反應，則N極為負極，放電時H＋從負極N極區向正極M極區移動，A項正確；放電時M極為正極，則充電時M極為陽極，B項正確；根據正極反應：VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O知，每消耗1molVOeq\o\al(＋,2)，轉移1mol電子，有1molH＋通過質子交換膜，C項錯誤；充電和放電互為逆過程，放電時的總反應為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋=VO2＋＋V3＋＋H2O，則充電時的總反應為VO2＋＋V3＋＋H2O=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋，D項正確。6．MCFC型燃料電池可同時供應電和水蒸氣，其工作溫度為600～700℃，所用燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應為2H2＋O2=2H2O，下列有關該電池的說法正確的是（）A．該電池的正極反應式為4OH－＋4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的負極反應式為H2－2e－=2H＋C．放電時OH－向負極移動D．當生成1molH2O時，轉移2mol電子答案：D解析：該燃料電池的燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3，總反應為2H2＋O2=2H2O，負極反應式為2H2＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2H2O＋2CO2，正極反應式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，故A、B均錯誤；電解質中移動的陰離子為COeq\o\al(2－,3)，不是OH－，故C錯誤；根據負極反應式知，生成1molH2O時轉移2mol電子，故D正確。7．我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅－碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）A．放電時，a電極反應為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放電時，溶液中離子的數目增大C．充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充電時，a電極接外電源負極答案：D解析：本題涉及原電池正負極的判斷、電極反應式的書寫等知識，通過工作原理示意圖的分析，考查學生接受、吸收、整合化學信息的能力。新型高能電池的原理應用體現了科學探究與創新意識的學科核心素養。由工作原理示意圖中Zn2＋遷移的方向可判斷放電時a為正極，b為負極。放電時，a極得到電子，發生還原反應，使溶液中離子數目增大，A、B項正確；充電時，a極接外接電源的正極，D項錯誤；充電時，b極為陰極，電極反應式為Zn2＋＋2e－=Zn，每增重0.65g，轉移0.02mol電子，a極為陽極，電極反應式為2I－＋Br－－2e－=I2Br－，轉移0.02mol電子，有0.02molI－被氧化，C項正確。8．[2024·江蘇揚州中學月考]如圖是一種電解質溶液可以循環流動的新型電池。下列說法正確的是（）A．PbO2電極的電極反應式為PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2OB．若將Cu換成Pb，則電路中電子轉移方向不改變C．Cu電極為負極，放電過程中失去電子而被還原D.放電不會影響循環液中H2SO4與CuSO4物質的量之比答案：B解析：PbO2得電子，發生還原反應，為正極，電極反應式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，A項錯誤；若將Cu換成Pb，鉛仍作負極，則電路中電子轉移方向不變，B項正確；放電過程中銅失電子，被氧化，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋，C項錯誤；由總反應Cu＋PbO2＋2H2SO4=CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，放電時硫酸轉化為硫酸銅和硫酸鉛，則H2SO4與CuSO4物質的量之比變小，D項錯誤。9．[2024·九省聯考河南卷]一種基于固態電解質NASICON的可充電熔融鈉電池，具有安全、電流密度高、使用條件寬泛等優點，其工作示意圖如圖所示。已知：電池放電時不斷有NaI生成。下列說法錯誤的是（）A．放電時，a電極為負極B．固態電解質NASICON中含有鈉離子C．充電時，陽極的電極反應式為3I－－2e－=Ieq\o\al(－,3)D．放電時，轉移1mol電子時，c區和d區的質量差改變23g答案：D解析：題干情境中指出“電池放電時不斷有NaI生成”，再分析電池工作原理圖情境：10．[2024·河北石家莊二中月考]科學家發明了一種Al－PbO2電池，電解質溶液中溶質為K2SO4、H2SO4、KOH，通過x和y兩種離子交換膜將電解質溶液隔開，形成M、R、N三個電解質溶液區域（a＞b），結構示意圖如圖所示。下列說法正確的是（）A．K＋通過x膜移向M區B．R區域的電解質濃度逐漸減小C．放電時，Al電極發生的反應為Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－D．消耗1.8gAl時N區電解質溶液質量減少18.0g答案：C解析：由圖可知，原電池工作時，Al電極為負極，被氧化生成[Al（OH）4]－，PbO2電極為正極，發生還原反應，電解質溶液中溶質M為KOH，R為K2SO4，N為H2SO4。M區為負極區，陽離子流向正極區，故K＋通過x膜移向R區，A項錯誤；鉀離子通過x膜向R區移動，SOeq\o\al(2－,4)通過y膜向R區移動，R區域的電解質濃度逐漸增大，B項錯誤；原電池工作時，Al作負極，負極反應為Al－3e－＋4OH－=[Al（OH）4]－，C項正確；消耗1.8gAl時電路中轉移的電子物質的量為eq\f(1.8g,27g·mol－1)×3＝0.2mol，則N區有0.1molSOeq\o\al(2－,4)經過y進入R區，根據負極反應式PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－＋4H＋=PbSO4＋2H2O，消耗0.1molSOeq\o\al(2－,4)，同時流出0.1molSOeq\o\al(2－,4)，故相當于N區消耗了0.2molH2SO4同時生成了0.2molH2O，N區電解質溶液質量減少了0.2mol×98g·mol－1－0.2mol×18g·mol－1＝16.0g，D項錯誤。11．[2023·全國乙卷]室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統。一種室溫鈉-硫電池的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發生反應：eq\f(1,2)S8＋e－→eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)，eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)＋e－→Seq\o\al(2－,4)，2Na＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(2－,4)＋2（1－eq\f(x,4)）e－→Na2Sx下列敘述錯誤的是（）A．充電時Na＋從鈉電極向硫電極遷移B．放電時外電路電子流動的方向是a→bC．放電時正極反應為：2Na＋＋eq\f(x,8)S8＋2e－→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能答案：A解析：由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負極。充電時為電解池裝