2020高三化学二轮复习高考常考题:新型电池
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1.一种新型电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有
机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2品格中,生成LiMnO2,
下列说法错误的是()
A. 电子由a流向b
B. 正极反应式是MnO2+e−+Li+=LiMnO2
C. 转移电子1mol,正极质量增加7g
D. 电解质可以换成LiClO4水溶液
2.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼(N2H4)为燃料
的电池装置如图所示。
下列有关叙述正确的是()
A. 该燃料电池放电时,正极发生氧化反应,pH变大
B. a极的反应式:N2H4+4OH−−4e−=N2↑+4H2O
C. 放电时,电流从a极经过负载流向b极
D. 其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
3.水系钠离子电池安全性能好、价格低廉、对环境友好,有着巨大的市场前景。
某钠
离子电池工作原理如图,电池总反应为:
下列说法错误的是()
A. 充电时,a接电源正极
B. 放电时,溶液中的Na+在NaFePO4F电极上得电子被还原
C. 充电时,阴极上的电极反应为NaTi2(PO4)3 +2Na++2e−=Na3Ti2(PO4)3
D. 理论上,该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变
4.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中有机物可用
C6H l0O5表示。
下列有关说法正确的是()
A. 电解精炼铜应将粗铜连接在a电极上
B. b电极附近溶液的pH减小
C. 中间室:Na+移向左室,Cl−移向右室
D. a电极反应式C6H1O O5−24e−+7H2O=6CO2↑+24H+
5.含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,
其原理如图所示。
下列叙述正确的是()
A. 电子流向:N极→导线→M极→溶液→N极
B. M极的电极反应式为C6H5Cl+e−=C6H6+Cl−
C. 每生成1mol CO2,有3mol e−发生转移
D. 处理后的废水酸性增强
6.一种新型可逆电池的工作原理如图所示。
放电时总反应为
表示石墨)。
电解质为含AlCl4−的熔融盐,下列说法正确的是()
A. 放电时负极反应为2Al−6e−+7Cl−=Al2Cl7−
B. 放电时AlCl4−移向正极
C. 充电时阳极反应为AlCl4−−e−+C n=C n(AlCl4)
D. 电路中每转移3mol电子,最多有1mol C n(AlCl4)被还原
7.可燃冰是另一种CH4的要来源,利用可冰制备的甲烷可以设计成如下燃料电池,可
以作为“移动的发电厂”,源源不断的对外供电,下列说法错误的是()
A. a电极通入甲烷气体,做负极
B. 每通入1mol CH4,有8mole−通过质子交换膜
C. b电极的电极反应式为:O2+4e−+4H+=2H2O
D. 催化剂电极采用疏松多孔结构可提高电极反应效率
8.乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为2CH2=CH2+O2PdCl2−CuCl2CH3CHO。
现有人将该反应设计成如图所示的燃料电池,下列有关说法正确的是()
A. 该电池可实现化学能与电能之间的相互转化
B. 电子移动方向:电极a→磷酸溶液→电极b
C. 放电时,电路中每转移1mol电子,溶液中就有1mol H+向负极迁移
D. 电池负极反应式:CH2=CH2−2e−+H2O=CH3CHO+2H+
9.新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图,该电池总反应方程式为NaBH4+
4H2O2=NaBO2+6H2O,下列有关说法错误的是()
A. 放电过程中,Na+向B极区迁移
B. 电池A极区的电极反应式为BH4−+8OH−−8e−=BO2−+6H2O
C. 外电路中,电子的流向为B经过导线到A
D. 在电池反应中,每消耗1L 6mol⋅L−1H2O2溶液,理论上流过电路中的电子数为
12N A
10.钠离子电池开始成为下一轮电池研究的重点,下图是
一种可充电钠离子电池(电解质溶液Na2SO3溶液)工
作示意图。
下列说法正确的是()
A. 电池放电时,Na+从a极区移动到b极区
B. 电池放电时,b极区发生的反应是Na2NiFeⅡ(CN)6=NaNiFeⅡ(CN)6+e−+Na+
C. 金属钠可以作为该电池的负极材料
D. 离子交换膜也可以改成阴离子交换膜
11.下图是用于航天飞行器中的一种全天候太阳能电化学电池在光照时的工作原理。
下
列说法正确的是()
A. 该电池与硅太阳能电池供电原理相同
B. 光照时,H+由a极室通过质子膜进入b极室
C. 夜间无光照时,a电极流出电子
D. 光照时,b极反应式是VO2++2OH−−e−=VO2++H2O
12.一种热激活电池可用作导弹、火箭的工作电源.热激
活电池中作为电解质的固体LiCl−KCl混合物受热熔
融后,电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为:
PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb,下列有
关说法正确的是()
A. 负极反应式:PbSO4+2e−+2Li+=Li2SO4+Pb
B. 放电过程中,电流由钙电极流向硫酸铅电极
C. 室温下,电池工作每转移0.1mol电子,理论上生成10.35gPb
D. 放电过程中,Cl−向负极移动
13.世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁−空气电池,其结构如图所示。
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FeO x+2xe−=Fe+xO2−
C. 若有22.4L(标准状况)空气参与反应,则电路中有4mol电子转移
D. 铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe=FeO x+xH2
14.最近我国科学家设计了一种微生物燃料电池(MFC)。
它是一种现代
化氨氮去除技术。
下图为MFC碳氮联合去除的氮转化系统原理示意图。
当该装置工作时,下列有关叙述正确的是
A. 温度越高,该装置的转化效率越高
B. 电极A上的电势比电极B上的高
C. 该系统的总反应:4CH3COONH4+11O2=8CO2+
2N2+14H2O
D. MFC电池的阳极反应式为2NO3−+10e−+12H+=N2+6H2O
15.用电动公交车初步替代燃油公交车是天津市节能减排、控制雾霾的重要举措之一。
Li−Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:
2Li++FeS+2e−=Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中,正确的是()
A. 电池反应的化学方程式为:2Li+FeS=Li2S+Fe
B. 负极的电极反应式为:Al−3e−=Al3+
C. Li−Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价是+1
D. 电池充电时,阴极反应为:Li2S+Fe−2e−=2Li++
FeS
16.某公司生产的镁空气电池使用水作为电解液,其自带的
LED灯可持续照明90~100h,这种镁空气电池可作为应
急电源。
工作原理可用如图表示,下列说法正确的是
A. 放电时,正极的电极反应式为2Mg2++O2+2H2O+4e−=2Mg(OH)2
B. 放电过程中,电解液的pH逐渐增大
C. 放电过程中,每消耗标准状况下22.4L空气,理论上转移4mol电子
D. 此电池中的水可转换为非水体系
17.学习小组设计如图所示装置,进行NO和NO2(假设二
者物质的量之比为1:1)的处理并制取硝酸。
下列说法
正确的是()
A. ab适宜选用阴离子交换膜
B. 该电池工作时,正极区溶液的pH减小
C. 导线中流过2mol电子的电量时,有2mol离子通过交换膜
D. 负极的电极反应式为NO+H2O−2e−=NO2+2H+
18.一种新型动力电池(LiFePO4电池)总反应式为Li1−x FePO4+Li x C6C6+
LiFePO4,内部结构如图1所示,只有Li+通过聚合物隔膜。
以此电池电解Na2SO4溶液(电极材料为石墨),可制得NaOH和H2SO4,其原理如图2所示。
下列说法错误的是()
A. 电池放电时,Li x C6在负极发生氧化反应
B. 电池放电时,正极反应式为Li1−x FePO4+xLi++xe−=LiFePO4
C. 电解时,图2的b电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+
D. 电解时,当转移0.2mol电子,A口产生气体的质量为1.6g
19.2018年1月3日,人民日报披露一重大消息:浙江大学高分子科学与工程学系高超
团队,研制出了一种新型石墨烯—铝电池。
经测试,它在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量;同时其倍率性能优异,快速充电可1.1秒内完满电。
它的正极是石墨烯薄膜,负极是金属铝,电解质为阳离子(EMl+)与阴离子(AlCl4−)组成的离子液体。
图为该电池放电过程示意图,C n为石墨烯,下列说法正
确的是()
A. 充电时,每生成1molAl,电解质溶液中会增加7molAlCl4−
B. 充电时,C n为阳极,电极方程式为C n+AlCl4−−e−=
C n[AlCl4]
C. 放电时,正极反应方程式为Al+7AlCl4−−3e−=4Al2Cl7−
D. 放电时,电解质中的阳离子(EMl+)会发生反应
20.某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。
TiO2光电极能使电池在太阳光照下充
电,充电时Na2S4转化为Na2S。
下列说法正确的是()
A. 充电时,太阳能转化为化学能,化学能又转化为电能
B. 放电时,a极为负极
C. 充电时,阳极的电极反应式为:I3−−2e−=3I−
D. M可以使用阴离子交换膜
21.某新型电池的工作原理为(A可以是Co、Ni、
Fe等),碳作为金属锂的载体。
下列说法正确的是()
A. 充电时,a极与充电电源正极相连
B. 放电时,负极电极反应式为Li x C n−xe−=xLi++nC
C. Li x C n中Li为+1价
D. 用该电池电解饱和食盐水,当产生1mol氢气时,理论上a极材料质量增加14g
22.最近,一家瑞典公司发明了一种新型充电器“Power Trekk”,仅仅需要一勺水,
它便可以产生维持10小时手机使用的电量。
其反应原理为Na4Si+5H2O=
2NaOH+Na2SiO3+4H2↑,则下列说法错误的是
A. 该电池可用Al作电极材料
B. Na4Si在电池的负极发生氧化反应,生成Na2SiO3
C. 电池正极发生的反应为2H2O+2e−=H2↑+2OH−
D. 当电池转移0.2mol电子时,可生成标准状况下2.24LH2
23.某研究团队设计出从污水“提取”潜在电能的新型微生物
电池,该电池能将生活污水中有机物分解,电池结构如图所
示。
已知a电极为惰性材料,b电极为Ag2O。
下列说法不正
确的是()
A. 该法符合绿色化学“低能耗”的观点
B. b电极的反应式为Ag2O+2e−+2H+=2Ag+H2O
C. 溶液中阴离子从右向左迁移
D. 高温条件下,该电池不能正常工作
24.某种新型电池放电时的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n,装置如
图。
下列说法正确的是()
A. 放电过程中M n+通过膜向正极移动
B. 右侧的电极反应式为:O2+4e−+2H2O=4OH−
C. 若M为Al,则电池放电过程的负极反应式为:Al−3e−=Al3+
D. 在Mg−空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,可改用稀硫酸做电解质溶液
25.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌−碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。
下列叙述不正确的是()
A. 放电时,a电极反应为I2Br−+2e−=2I−+Br−
B. 放电时,溶液中离子的数目增大
C. 充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02mol I−被氧化
D. 充电时,a电极接外电源负极
26.新型锌碘液流电池具有能量密度高、循环寿命长等优势,其工作原理如图所示。
下
列说法错误的是()
A. 放电时电流从石墨电极流向锌电极
B. 充电时阳极反应式为:3I−−2e−=I3−
C. 若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极
也随之改变
D. 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
27.使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl−NH4Cl为电解质溶液,可制
造出一种既能提供电能,又能实现氮固定的新型燃料电池,原
理如图所示.下列有关分析正确的是()
A. 通入H2一极为正极
B. 分离出的物质A为HCl
C. 电池工作一段时间后,溶液pH减小
D. 通入N2一极的电极反应式为N2+6e−+8H+=2NH4+
28.某新型电池,负极是疏松多孔的石墨电极,金属锂原子填充在石墨电极的孔隙中。
正极是惰性电极,参与反应的物质是二氯亚砜(SOCl2),且正极有刺激性气味气体产生。
该电池的电解质为固体。
下列说法正确的是()
A. 负极发生还原反应,当有1 mol电子发生转移时,负极质量减少7 g
B. 若该电池固体电解质中起导电作用主要是Li+,放电过程中Li+向负极移动
C. 用该电池电解饱和食盐水,两极材料均为惰性电极,若放电过程中消耗1 mol
锂,则理论上两极各产生气体11.2 L
D. 正极产生的刺激性气味气体为SO2
29.中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种新型铝一
石墨烯双离子电池(AGDIB电池),该电池以溶有六氟磷
酸锂(LiPF6)的碳酸酯类溶剂为电解液放电时合金Al−Li发生去合金化反应阴离子(PF6)从石墨烯C中脱嵌进入电解质溶液。
放电时其工作原理如图所示,下列说法错误的是()
A. 该电池不能用水作为电解质溶液
B. 放电时,a电极的电极反应式为Li−e−=Li+
C. 废旧AGDIB电池进行“放电处理”时,若转移1mole−,则可回收7gLi
D. 充电时,b电极的电极反应式为PF6−−e−+C x=C x PF6
30.一种新型燃料电池,以镍板为电极插入KOH溶液中,分别向两极通入乙烷(C2H6)和
氧气,其中某一电极反应式为C2H6+18OH−−14e−=2CO32−+12H2O.有关此电池的推断不正确的是()
A. 通入氧气的电极为正极
B. 参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7:2
C. 放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降
D. 放电一段时间后,正极区附近溶液的pH减小
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、Li为负极,MnO2为正极,原电池工作时,外电路的电子方向从负极到正极,即从a流向b,故A正确;
B、MnO2为正极,被还原,电极方程式为MnO2+e−+Li+=LiMnO2,故B正确;
C、反应中Li由0价升高到+1价,即每转移1mol电子,理论上消耗Li的质量为7g,故C正确;
D、因负极材料为Li,可与水反应,则不能用LiClO4的水溶液代替电池中的混合有机溶剂,故D错误;
故选:D。
形成原电池反应时,Li为负极,被氧化,电极方程式为Li−e−=Li+,MnO2为正极,被还原,电极方程式为MnO2+e−+Li+=LiMnO2,结合电极方程式以及元素化合价的变化解答该题。
本题侧重于电化学知识以及氧化还原反应的全面考查,题目难度适中,能很好地考查学生的分析能力、计算能力以及电化学知识的综合理解和运用,难度中等。
2.【答案】B
【解析】解:A.该燃料电池中,通入氧化剂空气的电极b为正极,正极上氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.通入燃料的电极为负极,负极上燃料失电子发生氧化反应,在碱性条件下,电极反应式为N2H4+4OH−−4e−=N2↑+4H2O,故B正确;
C.放电时,电流从正极b经过负载流向a极,故C错误;
D.该原电池中,正极上生成氢氧根离子,所以离子交换膜要选取阴离子交换膜,故D
错误;
故选:B。
该燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为:N2H4+4OH−−4e−= N2↑+4H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e−=
4OH−,电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O,结合离子的移动方向、电流的方向分析解答。
本题考查了燃料电池,为高频考点,明确正负极上发生的反应是解本题关键,难点是电极反应式的书写,要结合电解质溶液的酸碱性书写,注意电流的方向和电子的流向相反,难度不大。
3.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查原电池和电解池原理,正确判断充放电过程中元素化合价变化、各个电极上发生的反应是解本题关键,难点是电极反应式的书写,题目难度不大。
【解答】
由可知Ti元素化
合价由+3价变为+4价、Fe元素化合价由+3价变为+2价,所以放电过程中NaFePO4F得电子发生还原反应、Na3Ti2(PO4)3失电子发生氧化反应,所以左侧电极为正极、右侧电极为负极,充电时原来的负极为阴极、原来的正极作阳极;
A.充电时左侧电极为阳极,应该连接电源正极,所以充电时a接电源正极,故A正确;
B.放电时,溶液中的FePO4F−在NaFePO4F电极上得电子被还原,故B错误;
C.充电时,阴极发生还原反应,阴极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e−=
Na3Ti2(PO4)3,故C正确;
D.理论上充放电过程中钠离子不参加反应,所以充放电过程溶液中c(Na+)不变,故D
正确;
故选B。
4.【答案】D
【解析】解:该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3−+10e−+12H+=N2↑+6H2O,左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为
C6H10O5−24e−+7H2O=6CO2↑+24H+,
A.电解精炼铜应将粗铜连接在b电极上,故A错误;
B.右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3−+10e−+6H2O=N2↑+12OH−,生成氢氧根离子导致溶液碱性增大,溶液的pH增大,故B错误;
C.放电时,电解质溶液中阳离子Na+移向正极右室,阴离子Cl−移向负极室左室,故C
错误;
D.左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5−24e−+7H2O=6CO2↑+24H+,故D正确;故选:D。
该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3−+10e−+6H2O=N2↑+12OH−,左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5−24e−+7H2O=6CO2↑+24H+,据此分析解答。
本题考查化学电源新型电池,侧重考查学生获取信息、分析推断能力,根据N元素化合价变化确定正负极,难点是电极反应式的书写,且原电池和电解池原理是高考高频点,要熟练掌握;
5.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查原电池的工作原理以及应用,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意知识的迁移和应用是解题的关键,难度中等。
【解答】
A.根据原电池中氢离子的移动方向可知M为正极,原电池中电子由负极经导线流向正极,而不能经过电解质溶液,故A错误;
B.M为正极,电极反应式为+2e−+H+=+Cl−,故B错误;
C.N极为负极,电极反应为CH3COO−+2H2O−8e−=2CO2↑+7H+,则每生成
1 mol CO2,有4mol e−发生转移,故C错误;
D.由正负极电极反应式可知,总反应方程式为:4+CH3COO−+2H2O=4
+4Cl−+2CO2↑+3H+,所以处理后的废水酸性增强,故D正确。
故选D。
6.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查原电池和电解池的工作原理,电极反应式的书写,电化学计算等知识,是高考常考题型,难度中等。
关键是掌握原电池的工作原理,侧重知识的能力考查。
【解答】
根据放电时总反应为:Al+3C n(AlCl4)+4AlCl4−表示石墨),可知:放电时负极上是Al失电子的氧化反应,正极上是C n(AlCl4)得电子的还原反应,在原电池中,阴离子移向负极,根据电极反应式结合电子守恒进行解答即可。
A.放电时,铝失电子,发生氧化反应,做负极,电极反应式为:
电解质是含AlCl4−的熔融盐,没有Cl−),故A错误;
B.放电时阴离子AlCl4−移向负极,故B错误;
C.充电时阳极失电子,发生氧化反应,电极反应为:AlCl4―−e−+C n=C n(AlCl4),故C正确;
D.根据放电总反应可知,电路中每转移3mol电子(消耗1molAl),同时有3molC n(AlCl4)被还原,故D错误。
故选C。
7.【答案】B
【解析】解:A、甲烷发生氧化反应,电子流出的一极,为负极,故A正确;
B、甲烷中碳由−4价转化为+4价,所以每通入1mol CH4,有8mol氢离子通过质子交换膜,故B错误;
C、正极氧气发生还原反应,电极反应式为:O2+4e−+4H+=2H2O,故C正确;
D、电极采用疏松多孔结构可以增大接触面积,可提高电极反应效率,故D正确;
故选:B。
A、a极是电子流出的一极,发生氧化反应,而甲烷发生氧化反应;
B、甲烷中碳由−4价转化为+4价;
C、正极氧气发生还原反应;
D、电极采用疏松多孔结构可以增大接触面积。
本题考查了化学电源新型电池,明确原电池原理是解本题关键,难点是电极反应式的书写,难度中等。
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题以乙烯燃料电池为载体考查化学电源新型电池,为高频考点,明确正负极的判断方法及正负极上发生的反应、电子流向及离子移动方向是解本题关键,难点是电极反应式的书写,结合电解质特点书写,注意电子不进入电解质溶液,B为解答易错点。
【解答】
该电池中乙烯失电子发生氧化反应生成乙醛,则a为负极,b为正极,负极反应式为CH2= CH2−2e−+H2O=CH3CHO+2H+;b电极上氧气得电子和氢离子反应生成水,正极反应式为O2+4e−+4H+=2H2O,电子从负极沿导线流向正极,电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,据此分析解答。
A.该装置是原电池,能将化学能转化为电能,但是不能将电能转化为化学能,故A错误;
B.通过以上分析知,a为负极、b为正极,电子不进入电解质溶液,电子移动方向为电极a→负载→电极b,故B错误;
C.放电时,电解质溶液中氢离子向正极移动,故C错误;
D.负极上乙烯失电子发生氧化反应,电极反应式为CH2=CH2−2e−+H2O=
CH3CHO+2H+,故D正确;
故选:D。
9.【答案】C
【解析】解:A.根据图片知,B电极上双氧水得电子生成氢氧根离子,所以B电极是正极,原电池中阳离子向正极移动,所以Na+向B极区迁移,故A正确;
B.根据元素化合价变化知,负极上BH4−失电子发生氧化反应,电极反应式为BH4−+
8OH−−8e−=BO2−+6H2O,故B正确;
C.放电时,外电路中,电子的流向为A经过导线到B,故C错误;
D.在电池反应中,每消耗1L 6mol/L H2O2溶液,消耗双氧水的物质的量为6mol,根据
×2N A/mol=12N A,故D 知H2O2+2e−=2OH−,理论上流过电路中的电子数=6mol
1
正确;
故选:C。
该燃料电池中,根据元素化合价变化知,负极上电极反应式为BH4−+8OH−−8e−= BO2−+6H2O,正极H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH−,电极反应式为H2O2+ 2e−=2OH−,放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,根据双氧水和转移电子之间的关系式计算。
本题考查原电池原理,明确正负极与元素化合价变化关系是解本题关键,难点是电极反应式的书写,要结合电解质溶液酸碱性书写,题目难度中等。
10.【答案】B
【解析】解:根据图知,放电时,b电极上二价Fe失电子生成三价Fe,发生氧化反应,则为负极,a为正极,
A.放电时,金属阳离子向正极移动,所以Na+从负极b极区移向正极a极区,故A错误;
B.根据图片知,放电时,b电极上二价Fe失电子生成三价Fe,化合价升高、失去电子、发生氧化反应,则b电极为负极,a电极为正极,负极电极反应为Na2NiFeⅡ(CN)6−e−= NaNiFeⅡ(CN)6+Na+,故B正确;
C.Na能和水反应生成NaOH和氢气,则负极上二价铁不能发生氧化反应,所以不能用Na作负极材料,故C错误;
D.阳离子交换膜只允许阳离子通过,不可以用阴离子交换膜,否则Na+从无法负极b极区移向正极a极区,故D错误;
故选:B。
根据图知,放电时,b电极上二价Fe失电子生成三价Fe,发生氧化反应,则为负极,a 为正极,
A.放电时,金属阳离子向正极移动;
B.放电时,b电极上二价Fe失电子生成三价Fe,为负极;
C.Na能和水反应生成NaOH和氢气;
D.阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过。
本题考查电解池和原电池知识,为高考常见题型和高频考点,侧重考查分析判断及知识综合运用能力,正确判断各个电极名称、各个电极上发生的反应及离子移动方向是解本题关键,难点是电极反应式的书写,结合电解质特点书写,题目难度中等。
11.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查原电池知识,侧重于原电池的工作原理的考查,注意把握电极反应的判断,把握电极方程式的书写,为解答该类题目的关键,难度不大.
【解答】
A、硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能,是物理变化,而该电池是化学能转化为电能,两者原理不同,故A错误;
B、原电池中氢离子向正极移动,所以氢离子由b极室通过质子膜进入a极室,故B错误;
C、夜间无光照时,相当于蓄电池放电,a极的电极反应式为:V2+−e−=V3+,发生氧化反应,是电子流出的一极,故C正确;
D、光照时,b极是负极发生氧化反应,电极反应式为VO2++H2O−e−=VO2++2H+,故D错误;
故选:C。
12.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查原电池的工作原理,注意根据总反应式结合物质所含元素化合价的变化判断原电池的正负极,把握电极方程式的书写方法,易错点为D,注意把握原电池的构成条件,题目难度中等。
【解答】
由原电池总反应可知Ca为原电池的负极,被氧化生成CaCl2,反应的电极方程式为Ca+ 2Cl−−2e−=CaCl2,PbSO4为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为PbSO4+
2e−+2Li+=Li2SO4+Pb,
A.Ca为原电池的负极,被氧化生成CaCl2,反应的电极方程式为Ca+2Cl−−2e−=CaCl2,故A错误;
B.由原电池总反应可知Ca为原电池的负极,电流由正极硫酸铅电极流出,故B错误;
C.根据电极方程式PbSO4+2e−+2Li+=Li2SO4+Pb,可知每转移0.2mol电子,理论上生成0.1molPb,质量为20.7g,所以电池工作每转移0.1mol电子,理论上生成0.05mol铅,即10.35gPb,但是这个选项的条件是室温下,在室温下电池不工作,故C错误;
D.原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故D正确。
故选D。
13.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查的是原电池的工作原理,解决此题的关键是判断正负极,掌握电极反应的书写方法,属于一般难度。
【解答】
该电池类似氢氧燃料电池,a极是正极,电极反应为:O2+4e−=2O2−,b极是负极,电极反应为:H2−2e−+O2−=H2O,据此解答。
A.a极空气中氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极,电极反应式为:O2+4e−=2O2−,故B 错误;
C.有22.4L(标准状况)空气参与反应,则氧气为22.4L
22.4L/mol ×1
5
=0.2mol,则电路中约转移
0.8mol电子,故C错误;
D.由新型中温全瓷铁−空气电池的装置图可知,铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe= FeO x+xH2,故D正确。
故选D。
14.【答案】C
【解析】【分析】
本题主要的是新型电池的工作原理,意在考查学生的分析能力和知识应用能力,理解图中所含信息的含义和根据电极反应物的变化正确判断电池的正负极是解题的关键。
【解答】
A.微生物燃料电池要依靠微生物工作,温度过高,微生物不能存活,电池的工作效率会降低,故A错误;
B.A电极上醋酸根离子转化为二氧化碳,C元素化合价升高,为电池的负极,则电极B 为电池的正极,故电极A上的电势比电极B上的低,故B错误;
C.由图可知,该电池的反应物为醋酸铵和氧气,产物为二氧化碳、氮气和水,电池总反应方程式为4CH3COONH4+11O2=8CO2+2N2 +14H2O,故C正确;
D.电池的电极不能称为阳极,应称为正极,MFC电池的正极反应式为2NO3−+10e−+ 12H+=N2+6H2O,故D错误。
故选C。
15.【答案】A
【解析】【分析】
本题涵盖电解池和原电池的主体内容,涉及电极判断与电极反应式书写等问题,做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写,本题中难点和易错。