人教版2019高考化学一轮复习热点专题突破6新型化学电源的原理分析练习 - 副本

新式化学电源的原理剖析
专题训练
1.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

该电池以 Ca为负极，熔融无水 LiCl — KCl 混淆物作电解质，构造以以下列图。

正极反响式为PbSO4＋ 2Li ＋＋ 2e－===Li 2SO4＋ Pb。

以下说
法不正确的选项是 ()
A．放电过程中，Li ＋向正极搬动
B．常温下电解质是不导电的固体，电池不工作
C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb
D．该电池总反响为PbSO4＋ 2LiCl ＋ Ca===CaCl2＋ Li 2SO4＋ Pb
答案C
剖析原电池放电过程中，阳离子向正极搬动， A 正确；依照信息可知，此电池为热
激活电池，常温下电解质是不导电的固体，电池不工作， B 正确；依照正极反响式 PbSO
4＋ 2Li＋＋ 2e－===Li SO＋ Pb 可知，每转移mol 电子，理论上生成g Pb， C 错误；
24
该电池以Ca 为负极，负极反响式为
－2＋
，故该电池总反响为
4
Ca－ 2e ===Ca PbSO＋ 2LiCl
＋Ca===CaCl2＋ Li 2SO4＋ Pb， D 正确。

2．将反响
3＋－2＋＋ I 2设计成以以下列图的原电池。

以下判断正确的
选项是
2Fe＋ 2I2Fe
()
A．反响开始时，乙中电极反响式为2I －＋ 2e－===I2
B．反响开始时，甲中石墨电极上发生氧化反响
C．电流表指针为零时，两池溶液颜色不再改变
D．平衡时甲中溶入FeCl 2固体后，乙中的石墨电极为负极
答案C
剖析由电池总反响式可知，反响开始时，乙中I －发生氧化反响生成 I 2，则电极反
应式为 2I －－ 2e－ ===I2， A 错误；反响开始时，甲中Fe3＋在石墨电极上发生复原反响生成2＋，B 错误；电流表指针为零时，反响达到平衡，乙中含有I ，溶液呈黄色；甲中含有
Fe
2
Fe3＋，溶液呈黄色，它们的浓度不再改变， C 正确；甲中溶入FeCl 2固体后，题述平衡逆向搬动，则Fe2＋失电子生成Fe3＋，此时甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D 错误。

3．( 双选 ) 某电池以 K FeO 和 Zn 为电极资料， KOH溶液为电解质溶液。

以下说法正确
24
的是()
A． Zn 为电池的负极
B．正极反响式为2FeO24－＋ 10H＋＋ 6e－ ===Fe2O3＋ 5H2O
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
－
D．电池工作时OH 向负极迁移
答案AD
剖析依照化合价起落判断，Zn 只能失电子，为电池的负极资料，K2FeO4为正极资料，A 正确；电解质溶液为 KOH溶液，则正极反响式为2FeO24－＋6e－＋ 8H2O===2Fe(OH)＋ 10OH
3
－，B 错误；由题意可知放电时总反响方程式为2K FeO＋ 3Zn＋ 8H O===2Fe(OH)＋ 3Zn(OH)
2
2423
＋ 4KOH，电解质溶液浓度增大， C 错误；原电池工作时
－
向负极迁移， D正确。

OH
4．[2017 ·天津和平区期末] 锂－空气电池是一种新式的二次电池，其放电时的工作原理以以下列图，以下说法正确的选项是()
A．正极区产生的LiOH 可回收利用
B．电池中的有机电解液能够用稀盐酸代替
C．该电池放电时，正极的反响式为O2＋ 4H＋＋ 4e－===2HO D．该电池充电时，阴极发生氧化反响：Li ＋＋ e－ ===Li
答案A
剖析金属 Li 在负极发生氧化反响生成Li ＋
，Li
＋
向正极搬动，与正极区生成的
－
OH
结合形成 LiOH，从分别出的 LiOH 中能够回收 Li而循环使用，故正极区产生的LiOH 可回
收利用， A 正确； Li 能与盐酸反响生成 H ，故电池中的有机电解液不能够用稀盐酸代
替，B
2
错误；该电池放电时，O 在正极得电子发生复原反响生成－O＋ 2HO＋
OH ，电极反响式为
22
4e －－
Li
＋
得电子发生复原反响，电极反响式为Li ===4OH，C 错误；该电池充电时，阴极上
＋＋ e－===Li ， D错误。

放电
5 ．装置 ( Ⅰ ) 为铁－镍 (Fe-Ni ) 可充电电池：Fe＋ NiO ＋ 2HO Fe(OH)＋
22
充电
Ni(OH) 2；装置 ( Ⅱ ) 为电解表示图。

当闭合开关K 时， Y 周边溶液先变红。

以下说法正确
的是 ()
A．闭合 K 时， X 极的电极反响式为＋＋ 2e－===H↑
2H
2
B．闭合 K 时， A 极的电极反响式为NiO2＋ 2e－＋ 2H＋===Ni(OH)2
C．给装置 ( Ⅰ ) 充电时， B极参加反响的物质被氧化
－
D．给装置 ( Ⅰ ) 充电时， OH 经过阴离子互换膜移向电极A
答案D
剖析闭合 K 时，装置 ( Ⅱ ) 为电解池，电极Y 周边溶液先变红，说明电极Y 周边有－
为阳极，故 A 是正极， B 是负极。

闭合 K 时， X 是阳极，阳极上OH 生成，则 Y 为阴极， X
Cl －失去电子被氧化为 Cl 2，电极反响式为2Cl －－ 2e－===Cl2↑，A 错误；闭合 K 时， A 是正
极，发生复原反响，因互换膜为阴离子互换膜，故经过互换膜的离子为
－
，所以 A 极的OH
电极反响式为 NiO2＋ 2e －－
B 与＋2H2O===Ni(OH)2＋ 2OH ，B 错误；电池充电时，原来的负极
外加电源的负极相连作阴极，发生复原反响，C错误；电池充电时，原来的正极 A 与外加
电源的正极相连作阳极，故
－
A( 即阳极 ) 搬动， D正确。

OH 经过阴离子互换膜向电极
6．[2017 ·河北衡水中学摸底 ] 为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。

如图是利用一种微生物将废水中有机物[ 主要成分是 (C H O) ] 的化学能
6 105n
转变为电能的装置，以下说法中正确的选项是()
A． N 极是负极
B．该装置工作时，H＋从右侧经阳离子互换膜移向左侧
C．负极的电极反响为(C 6H10O5) n＋ 7n H2O－ 24n e－ ===6n CO2↑＋ 24n H＋
－
D．物质 X 是 OH
答案C
剖析由图可知，O2在N 极发生复原反响生成X，则N 极是正极， A 错误；放电时，
电解质溶液中阳离子向正极搬动，阴离子向负极搬动，故H＋从左侧经阳离子互换膜移向
右侧， B错误；由图可知， M电极上有机物 [ 主要成分是 (C6H10O5) n] 在微生物作用下生成H＋，
则电极反响式为 (C6H10O5) n＋ 7n H2O－ 24n e－===6n CO2↑＋ 24n H＋， C 正确； O2在正极得电子被复原，与迁移来的 H＋结合生成 H2O，电极反响式为 O2＋ 4H＋＋ 4e－ ===2HO，故物质 X 是
H2O， D 错误。

7．硼化钒 (VB2) - 空气电池是当前储电能力最强的电池，电池构造表示图以下，该电
池工作时总反响为4VB2＋11O2===4B2O3＋ 2V2O5，以下说法正确的选项是()
A．电极 a 为电池负极，发生复原反响
B．每耗资 1 mol VB 2转移 6 mol 电子
－
C．电池工作时，OH 向电极 a 搬动
D． VB 极发生的电极反响式为－－===VO＋ 2B O＋ 11H O
2VB＋ 22OH －22e
225232答案D
剖析由题图可知，空气通入电极a，显然电极 a 为正极，发生复原反响， A 错误；
4 mol VB 2发生反响时耗资11 mol O 2，同时转移 44 mol电子，故耗资 1 mol VB 2时转移11 mol 电子， B 错误；电池工作时，阴离子－
(OH ) 向负极 (VB 极 ) 搬动， C 错误；正极反响
2
－－11 倍即得负极反响式，故 VB 式为 O＋ 2H O＋ 4e ===4OH，用总反响式减去正极反响式的
222
在负极上发生氧化反响，电极反响式为
－
－22e
－
===V2O5＋ 2B2O3＋ 11H2O，D 正确。

2VB＋ 22OH
8． [2018 ·安徽省“江南十校”联考] 高铁电池是一种可充电电池，负极资料是Zn，氧化产物是Zn(OH)2，正极资料是K2FeO( 易溶盐 ) ，复原产物是Fe(OH)3，电解质溶液是
4
KOH水溶液。

以下相关说法正确的选
项是()
A．高铁电池放电时，正极反响式为－－2e－===Zn(OH)
Zn＋ 2OH
2
B．高铁电池充电时，阴极反响式为－－ 3e－===FeO24－＋ 4H O
Fe(OH) ＋ 5OH
32
－C．高铁电池放电时的总反响为2FeO24－＋ 8H2O＋ 3Zn===2Fe(OH)＋ 3Zn(OH)2＋ 4OH
D．高能碱性电池的工作电压比高铁电池更牢固
答案C
剖析放电时，正极发生复原反响，应是FeO24－得电子，故 A 错误；充电时，阴极
发生复原反响，应是Zn(OH)2得电子，故 B 错误；高铁电池放电时的总反响为2FeO24－＋
－
8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋ 3Zn(OH)2＋ 4OH ，故 C 正确；依照题图可知，高铁电池的工作电
压比高能碱性电池更牢固，故D错误。

9．用吸附了H2的碳纳米管等资料制作的二次电池的原理以以下列图。

以下说法正确的
是 ()
充电
A．电池总反响式为H2＋ 2NiO(OH)2Ni(OH) 2
放电
－
B．放电时，甲电极为负极，OH 移向乙电极
－－C．放电时，乙电极反响为 NiO(OH) ＋H2O＋ e ===Ni(OH)2＋OH D．充电时，甲电极与直流电源的正极相连
答案C
剖析放电时， H2在甲电极放电，负极的电极反响式为
－
－ 2e
－
===2HO，正极H2＋ 2OH
的电极反响式为2NiO(OH)＋ 2H2O＋2e －－
===2Ni(OH)2＋ 2OH ，则两式相加得总反响式： H2＋
放电
2NiO(OH)2Ni(OH) 2，故 A 错误；放电时，该电池为原电池，甲电极为负极，电解充电
质溶液中阴离子向负极搬动，所以
－
B 错误；放电时，乙电极为OH 向负极甲电极搬动，故
正极，得电子发生复原反响，电极反响式为
－－
正NiO(OH)＋H2O＋ e===Ni(OH)2＋OH ，故 C
确；放电时，氢气在甲电极发生氧化反响，甲电极作负极，充电时，甲电极发生复原反
应，作阴极，应与电源的负极相连，故D错误。

10．如图装置甲是某可充电电池的表示图，该电池放电的化学方程式为2K2S2＋
＋
KI 3===K2S4＋ 3KI ，图中的离子互换膜只赞同K 经过， C、D、F 均为石墨电极， E 为铜电极。

(1)装置甲的 A 电极为电池的 ________极，电解质的 K＋从离子互换膜的 ________( 填“左侧”或“右侧”，下同) 向离子互换膜的 ________迁移； B 电极的电极反响式为
________________________ 。

(2)装置乙中 D 电极析出的气体是 ________，体积为 ________ mL( 标准状况 ) 。

答案 (1) 负左侧右侧I 3－＋ 2e－ ===3I－
(2)H 2( 或氢气 )224
剖析 (1) 由 E 电极 ( 铜 ) 的质量减少可知 E 为阳极，则 F 为阴极， A 为负极， B 为正极， C 为阳极， D为阴极。

原电池中阳离子从负极移向正极，即K＋由左侧透过离子互换膜移向右侧。

依照电池放电的化学方程式知，I 3－在正极得电子发生复原反响，生成I －。

(2)D 电极上第一发生反响Cu2＋＋ 2e－===Cu，当 Cu2＋耗资尽时，发生反响2H＋＋ 2e－===H↑，依照得失电子守恒，该电极析出的H 的体积为：
22
1.28 g
×2－0.1 L ×0.1 mol ·L－1×2
64 g ·mol－ 1×22400 mL·mol －1＝ 224 mL。

2。