資源簡介

[選擇題]　第2練　新型化學電源工作原理分析
(選擇題1~12題，每小題5分，13~17題，每小題8分，共100分)
1.(2024·廣西二模)海水電池在海洋能源領域應用廣泛，鐵、鎂、鈉、鋰都可以作為海水電池的電極材料，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.該裝置不能將化學能完全轉化為電能
B.海水中鹽分大，可作為電解質溶液
C.鈉、鋰等活潑金屬作B極材料，要防止其與海水直接接觸
D.若鐵為B極材料，則正極反應式一定為2H2O+2e-===2OH-+H2↑
2.(2024·合肥三模)釔穩定氧化鋯濃差電池可用于測定待測環境中的含氧量，在冶金、能源等領域也應用廣泛，其原理是利用空氣與待測環境中氧氣的濃度差對電壓的影響，其工作原理如圖所示。該電池工作時，下列說法錯誤的是(　　)
A.空氣側的電極電勢高于測量側的電極電勢
B.Zr4+、Y3+移向空氣側
C.電極B的電極反應為2O2--4e-===O2↑
D.若測量側處于富氧環境中時，電池的正負極可能會發生轉換
3.(2023·山東濰坊模擬)鋁-石墨雙離子電池是一種全新的高效、低成本儲能電池，電池反應為AlLi+CxPF6Al+xC+Li++，電池裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.AlLi合金作原電池的正極
B.放電時移向正極
C.充電時，電路中轉移1 mol電子，陰極質量增加9 g
D.充電時，陽極反應為-e-===CxPF6
4.(2024·深圳統考模擬)我國科學家設計了水/有機混合高能鋰硫電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.硫電極為負極
B.Cu2+通過陽離子交換膜向鋰電極方向遷移
C.硫電極上發生的反應為2Cu2++S+4e-===Cu2S
D.理論上，每消耗1 mol S，同時消耗2 mol Li
5.(2023·福建，8)一種可在較高溫下安全快充的鋁-硫電池的工作原理如圖，電解質為熔融氯鋁酸鹽(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔點為93 ℃的共熔物)，其中氯鋁酸根[Aln(n≥1)]起到結合或釋放Al3+的作用。電池總反應：2Al+3xSAl2。下列說法錯誤的是(　　)
A.Aln含4n個Al—Cl鍵
B.AlnC中同時連接2個Al原子的Cl原子有(n-1)個
C.充電時，再生1 mol Al單質至少轉移3 mol電子
D.放電時間越長，負極附近熔融鹽中n值小的AlnC濃度越高
6.(2023·全國乙卷，12)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：S8+e-―→，+e-―→，2Na+++2(1-)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→b
C.放電時正極反應為2Na++S8+2e-―→Na2Sx
D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能
7.(2024·河南1月適應性測試)一種基于固體電解質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，其工作示意圖如下所示，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.固體電解質NASICON含鈉離子
C.充電時陽極反應式：3I--2e-===
D.轉移1 mol e-時，c區和d區的質量差改變23 g
8.(2024·吉林、黑龍江1月適應性測試)某生物質電池原理如圖所示，充、放電時分別得到高附加值的醇和羧酸。下列說法正確的是(　　)
A.放電時，正極電極反應為+H2O-2e-===+2H+
B.放電時，Co0.2Ni0.8(OH)2轉化為Co0.2Ni0.8OOH
C.充電時，K+通過交換膜從左室向右室遷移
D.充電時，陰極電極反應為+2H2O+2e-===+2OH-
9.(2024·江西景德鎮二模)由于鈉資源儲量豐富，便于開采，價格便宜，鈉離子電池有望成為下一代大規模儲能電池。我國化學家最近研制的一種鈉離子電池如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.膜是陰離子交換膜
B.充電時Na+向NaV2(PO4)2O2F和Na3V2(PO4)2O2F摻雜石墨電極移動
C.放電時正極的電極反應：NaV2O2F+2e-+2Na+===Na3V2O2F
D.有機溶劑可選擇乙醇
10.(2024·河南開封三模)某充電寶鋰離子電池的總反應為xLi+Li1-xMn2O4LiMn2O4，某手機鎳氫電池總反應為NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M為儲氫金屬或合金)。有關上述兩種電池的說法正確的是(　　)
A.鎳氫電池放電時，MH為正極
B.鋰離子電池放電時，Li+向負極遷移
C.圖中表示鋰離子電池給鎳氫電池充電
D.鋰離子電池充電時，陽極的電極反應式為Li++e-===Li
11.(2023·河北邢臺一中檢測)一種雙陰極微生物燃料電池裝置如圖所示。該裝置可以同時進行硝化和反硝化脫氮，其中硝化過程中被O2氧化。下列敘述正確的是(　　)
A.電池工作時，“厭氧陽極”為正極，“缺氧陰極”和“好氧陰極”為負極
B.電池工作時，“缺氧陰極”電極附近溶液的pH減小
C.“好氧陰極”存在反應：N-6e-+8OH-===N+6H2O
D.“厭氧陽極”區質量減少28.8 g時，該電極輸出電子2.4 mol
12.(2024·安徽1月適應性測試)我國學者研制了一種鋅基電極，與涂覆氫氧化鎳的鎳基電極組成可充電電池，其示意圖如圖。放電時，Zn轉化為2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列說法錯誤的是(　　)
A.放電時，正極反應為Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-
B.放電時，若外電路有0.2 mol電子轉移，則有0.1 mol Zn2+向正極遷移
C.充電時，a為外接電源負極
D.充電時，陰極反應為2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-
13.(2024·江西萍鄉二模)鋰離子電池及其迭代產品依然是目前世界上主流的手機電池。科學家近期研發的一種新型的Ca-LiFePO4可充電電池的原理示意圖如圖，電池反應為xCa2++2LiFePO4xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+，下列說法正確的是(　　)
A.放電時，鈣電極為負極，發生還原反應
B.充電時，Li1-xFePO4/LiFePO4電極的電極反應式為LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+
C.鋰離子導體膜的作用是允許Li+和水分子通過，同時保證Li+定向移動以形成電流
D.充電時，當轉移0.2 mol電子時，理論上陰極室中電解質的質量減輕4.0 g
14.(2024·長春三模)SO2的脫除與H2O2的制備反應自發協同轉化裝置如圖所示(在電場作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OH-和H+并向兩極遷移；忽略溶液體積的變化，b極區域O2濃度保持不變)。下列說法正確的是(　　)
A.電子從b電極經導線流向a電極
B.電路中轉移1 mol電子，理論上正極區域溶液增重17 g
C.兩極參與反應的SO2與O2的物質的量之比為2∶1
D.雙極膜中H2O的解離可不斷提供OH-和H+，故無需補加NaOH
15.(2024·安徽統考一模)中國科學技術大學在光催化CO2生成HCOOH和協同生成H2O2的研究中，為碳中和作出了貢獻。其裝置如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　)
A.該裝置將電能轉化為化學能
B.負極附近溶液的pH增大
C.正極發生的電極反應為HCOOH-2e-===CO2+2H+
D.圖中溶液中H+從左向右移動
16.(2024·江西1月適應性測試)水系Zn-CO2電池在碳循環方面具有廣闊的應用前景。該電池的示意圖如圖，其中雙極膜在工作時催化H2O解離為H+和OH-，并在直流電場的作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是(　　)
A.放電時，Zn電極為負極，發生還原反應
B.充電時，OH-從Zn電極通過雙極膜到達催化電極發生反應
C.放電時，催化電極上的反應為CO2+2H++2e-===CO+H2O
D.充電時，Zn電極上的反應為Zn2++2e-===Zn
17.(2024·湖南常德模擬)水系銨根離子可充電電池具有成本低、安全、無污染等優點，該電池以V2CTx(T=O、F元素)為正極材料，電解質溶液中主要存在團簇離子N(CH3COOH)3。其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.放電時，N(CH3COOH)3向Y極方向移動
B.放電時，Y極的電極反應式為V2CTx+N(CH3COOH)3+2e-===(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]
C.N與CH3COOH間通過離子鍵結合
D.充電時，N(CH3COOH)3增加1 mol時，X極質量增加46 g
答案精析
1.D　2.B　
3.D　[根據電池反應為AlLi+CxPF6Al+xC+Li++，Li化合價升高，因此AlLi作負極，CxPF6中C化合價降低，CxPF6作正極。放電時移向負極，故B錯誤；充電時，陰極反應式為Li++e-+Al===AlLi，電路中轉移1 mol電子，陰極生成1 mol AlLi，其質量增加7 g，故C錯誤；放電時正極反應為CxPF6+e-===，則充電時，陽極反應為-e-===CxPF6，故D正確。]
4.C　[該裝置為原電池，銅離子和硫得到電子，因此硫電極為正極，電極反應式為2Cu2++S+4e-===Cu2S，鋰電極為負極，電極反應式為Li-e-===Li+，依據得失電子守恒可知，每消耗1 mol S，同時消耗4 mol Li，故A、D錯誤，C正確；原電池中陽離子向正極(硫電極)移動，故B錯誤。]
5.D　[AlnC的結構為，所以含4n個Al—Cl鍵，A正確；由Aln的結構可知同時連接2個Al原子的Cl原子有(n-1)個，B正確；由總反應可知充電時，再生1 mol Al單質至少轉移3 mol電子，C正確；由總反應可知放電時間越長，負極鋁失去電子生成的鋁離子越多，所以n值大的Aln濃度越高，D錯誤。]
6.A　[充電時為電解池裝置，陽離子移向陰極，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；放電時Na在a電極失去電子，失去的電子經外電路流向b電極，即電子在外電路的流向為a→b，B正確；將題給硫電極發生的反應依次編號為①②③，由×①+×②+③可得正極的反應式為2Na++S8+2e-Na2Sx，C正確；炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導電性，可以增強硫電極的導電性能，D正確。]
7.D　[電池放電時不斷有NaI生成，可知放電時a電極為負極，電極反應為Na-e-===Na+，A正確；固體電解質NASICON只允許陽離子通過，則固體電解質NASICON含鈉離子，通過Na+轉移保持兩側電荷守恒，B正確；充電時a電極為陰極，b電極為陽極，b電極反應為3I--2e-===，C正確；放電轉移1 mol e-時，1 mol Na+從c區移出，d區移入1 mol Na+，兩區質量差改變46 g，D錯誤。]
8.D　9.C
10.C　[鋰離子電池放電時負極電極反應式為Li-e-===Li+，正極電極反應式為xLi++Li1-xMn2O4+xe-===LiMn2O4，充電時，陽極電極反應式為LiMn2O4-xe-===xLi++Li1-xMn2O4，陰極電極反應式為Li++e-===Li；鎳氫電池放電時負極電極反應式為MH-e-===M+H+，正極電極反應式為NiOOH+H++e-===Ni(OH)2，充電時陽極的電極反應式為Ni(OH)2-e-===NiOOH+H+，陰極的電極反應式為M+H++e-===MH。鋰離子電池放電時，Li+向正極遷移。]
11.D　[該裝置為原電池，“厭氧陽極”上C6H12O6轉化為CO2，C由0價變為+4價，則“厭氧陽極”為負極；“缺氧陰極”上N轉化為NO2，再轉化為N2，N由+5價變為+4價，最后變為0價，則“缺氧陰極”為正極；“好氧陰極”上O2轉化為H2O，O由0價變為-2價，則“好氧陰極”為正極，A項錯誤；“缺氧陰極”上電極反應式分別為N+e-+2H+===NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+===N2+4H2O，電池工作時，“缺氧陰極”上消耗H+，其附近溶液的pH增大，B錯誤；“好氧陰極”上的反應有O2+4H++4e-===2H2O，2N+3O2===2N+2H2O+4H+，2N+O2===2N，C錯誤；“厭氧陽極”的電極反應式為C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+，1 mol C6H12O6反應消耗6 mol H2O，轉移24 mol電子，“厭氧陽極”區質量減少288 g，故“厭氧陽極”區質量減少28.8 g時，該電極輸出電子2.4 mol，D正確。]
12.B　[放電時，鋅基電極為負極，Zn轉化為2ZnCO3·3Zn(OH)2，電極反應式為5Zn+2C+6OH--10e-===2ZnCO3·3Zn(OH)2，鎳基電極為正極，電極反應式為Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-，充電時，a為外接電源負極，鋅基電極為陰極，電極反應式為2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-，b為外接電源正極，鎳基電極為陽極，電極反應式為Ni+2OH--2e-===Ni(OH)2。]
13.B　[放電時，鈣電極為負極，發生氧化反應，A不正確；充電時，Li1-xFePO4/LiFePO4電極為陽極，LiFePO4失電子轉化為Li1-xFePO4和Li+，電極反應式為LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+，B正確；Ca的金屬性強，能與水發生劇烈反應，所以鋰離子導體膜不允許水分子通過，其主要作用是允許Li+定向移動，從而形成電流，C不正確；充電時，當轉移0.2 mol電子時，理論上陰極室電解質中0.1 mol Ca2+得電子生成0.1 mol Ca，同時遷移入0.2 mol Li+，質量減輕0.1 mol×40 g·mol-1-0.2 mol×7 g·mol-1=2.6 g，D不正確。]
14.B　[由圖可知，b極氧氣發生還原反應生成過氧化氫，為正極，則a極為負極，原電池中電子由負極流向正極，故電子從a電極經導線流向b電極，A錯誤；O2在正極區域得到電子生成H2O2，電極反應式為2H++O2+2e-===H2O2，電路中轉移1 mol電子時，生成0.5 mol H2O2，理論上正極區域溶液增重17 g，B正確；負極區域總反應為SO2+4OH--2e-===S+2H2O，正極電極反應式為2H++O2+2e-===H2O2，兩極參與反應的SO2與O2的物質的量之比為1∶1，C錯誤；由負極區域反應式知1 mol SO2需消耗4 mol OH-，其中2 mol OH-由雙極膜進入左側，故需要補加NaOH，D錯誤。]
15.D　[負極發生氧化反應，H2O失電子生成H2O2和H+，故負極附近溶液pH減小，B項錯誤；正極的電極反應式為CO2+2e-+2H+===HCOOH，C項錯誤；負極反應產生H+，H+從負極向正極移動，在正極與CO2反應生成HCOOH，故溶液中H+從左向右移動，D項正確。]
16.C　[放電時，Zn電極為負極，發生氧化反應，A錯誤；充電時，Zn電極為陰極，OH-從雙極膜向催化電極移動，并發生反應，B錯誤；放電時，催化電極為正極，電極反應為CO2+2H++2e-===CO+H2O，C正確；充電時，Zn電極上的反應為[Zn(OH)4]2-+4H++2e-===Zn+4H2O，D錯誤。]
17.C　[放電時Y極為正極，陽離子向正極移動，即N(CH3COOH)3向Y極方向移動，故A正確；放電時，Y極為正極，發生還原反應，電極反應式為V2CTx+N(CH3COOH)3+2e-===(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]，故B正確；CH3COOH各原子均達到穩定狀態，與銨根離子不能形成離子鍵，故C錯誤；充電時，X極為陰極，Y極為陽極，發生的反應為(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]-2e-===V2CTx+N(CH3COOH)3，N(CH3COOH)3增加1 mol時，轉移的電子為2 mol，根據得失電子守恒可知，陰極轉移的電子也是2 mol，MnO2得電子生成Na0.6MnO2，可知得到2 mol Na+，則X極質量增加46 g，故D正確。](共41張PPT)
[選擇題]
專題五　第2練　
新型化學電源工作原理分析
1.(2024·廣西二模)海水電池在海洋能源領域應用廣泛，鐵、鎂、鈉、鋰都可以作為海水電池的電極材料，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.該裝置不能將化學能完全
轉化為電能
B.海水中鹽分大，可作為電
解質溶液
C.鈉、鋰等活潑金屬作B極材料，要防止其與海水直接接觸
D.若鐵為B極材料，則正極反應式一定為2H2O+2e-===2OH-+H2↑
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√
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16
17
原電池在工作中不可能將化學能完全轉化為電能，故A正確；
海水中含有豐富的電解質，如氯化鈉、氯化鎂等可作為電解質溶液，故B正確；
Na、Li等活潑金屬易與水
反應，故要防止其與水接
觸，故C正確；
若鐵為B極材料，則正極電極反應式為O2+4e-+2H2O===4OH-，故D錯誤。
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2.(2024·合肥三模)釔穩定氧化鋯濃差電池可用于測定待測環境中的含氧量，在冶金、能源等領域也應用廣泛，其原理是利用空氣與待測環境中氧氣的濃度差對電壓的影響，其工作原理如圖所示。該電池工作時，下列說法錯誤的是
A.空氣側的電極電勢高于測量側的電極電勢
B.Zr4+、Y3+移向空氣側
C.電極B的電極反應為2O2--4e-===O2↑
D.若測量側處于富氧環境中時，電池的正負
極可能會發生轉換
√
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由題給信息可知，空氣側的鉑電極為濃差電池的正極，氧氣在正極得到電子發生還原反應生成O2-，電極A為
正極，正極電勢高于負極電勢，A正確；
濃差電池工作時，僅O2-發生定向移動，
Zr4+、Y3+并不發生定向移動，B錯誤；
電極B為負極，O2-在負極失去電子發生
氧化反應生成氧氣，電極反應式為2O2--4e-===O2↑，C正確。
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3.(2023·山東濰坊模擬)鋁-石墨雙離子電池是一種全新的高效、低成本儲能電池，電池反應為AlLi+CxPF6 Al+xC+Li++，電池裝置如圖所示。下列說法正確的是
A.AlLi合金作原電池的正極
B.放電時移向正極
C.充電時，電路中轉移1 mol電子，陰極質量
增加9 g
D.充電時，陽極反應為-e-===CxPF6
√
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根據電池反應為AlLi+CxPF6 Al+xC+Li++，Li化合價升高，因此AlLi作負極，CxPF6中C化合價降低，CxPF6作正極。放電時移向負極，故B錯誤；
充電時，陰極反應式為Li++e-+Al===AlLi，
電路中轉移1 mol電子，陰極生成1 mol AlLi，
其質量增加7 g，故C錯誤；
放電時正極反應為CxPF6+e-===
-e-===CxPF6，故D正確。
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4.(2024·深圳統考模擬)我國科學家設計了水/有機混合高能鋰硫電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是
A.硫電極為負極
B.Cu2+通過陽離子交換膜向鋰電
極方向遷移
C.硫電極上發生的反應為2Cu2++
S+4e-===Cu2S
D.理論上，每消耗1 mol S，同時消耗2 mol Li
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√
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該裝置為原電池，銅離子和硫得到電子，因此硫電極為正極，電極反應式為2Cu2++S+4e-===Cu2S，鋰電極為負極，電極反應式為Li-e-===
Li+，依據得失電子守恒可知，每
消耗1 mol S，同時消耗4 mol Li，
故A、D錯誤，C正確；
原電池中陽離子向正極(硫電極)
移動，故B錯誤。
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5.(2023·福建，8)一種可在較高溫下安全快充的鋁-硫電池的工作原理如圖，電解質為熔融氯鋁酸鹽(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔點為93 ℃的共熔物)，其中氯鋁酸根[Aln(n≥1)]起到結合或釋放Al3+的作用。電池
總反應：2Al+3xS Al2。下列說法錯誤的是
A.Aln含4n個Al—Cl鍵
B.AlnC中同時連接2個Al原子的Cl原子
有(n-1)個
C.充電時，再生1 mol Al單質至少轉移3 mol電子
D.放電時間越長，負極附近熔融鹽中n值小的AlnC濃度越高
√
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AlnC的結構為 ，所以含4n個Al—Cl
鍵，A正確；
由Aln的結構可知同時連接2個Al原子
的Cl原子有(n-1)個，B正確；
由總反應可知充電時，再生1 mol Al單質至少轉移3 mol電子，C正確；
由總反應可知放電時間越長，負極鋁失去電子生成的鋁離子越多，所以n值大的Aln濃度越高，D錯誤。
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6.(2023·全國乙卷，12)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：S8+e-―→，+e-―→，2Na+++2(1-)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→b
C.放電時正極反應為2Na++S8+2e-―→Na2Sx
D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能
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充電時為電解池裝置，陽離子移向陰極，
Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；
放電時Na在a電極失去電子，失去的電
子經外電路流向b電極，即電子在外電路的流向為a→b，B正確；
將題給硫電極發生的反應依次編號為①②③，由×①+×②+③可得正極的反應式為2Na++S8+2e-―→Na2Sx，C正確；
炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導電性，可以增強硫電極的導電性能，D正確。
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7.(2024·河南1月適應性測試)一種基于固體電解質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，其工作示意圖如下所示，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.固體電解質NASICON含鈉離子
C.充電時陽極反應式：3I--2e-===
D.轉移1 mol e-時，c區和d區的質量
差改變23 g
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電池放電時不斷有NaI生成，可知
放電時a電極為負極，電極反應為
Na-e-===Na+，A正確；
固體電解質NASICON只允許陽離
子通過，則固體電解質NASICON
含鈉離子，通過Na+轉移保持兩側
電荷守恒，B正確；
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充電時a電極為陰極，b電極為陽
極，b電極反應為3I--2e-===，
C正確；
放電轉移1 mol e-時，1 mol Na+從
c區移出，d區移入1 mol Na+，兩
區質量差改變46 g，D錯誤。
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8.(2024·吉林、黑龍江1月適應性測試)某生物質電池原理如圖所示，充、放電時分別得到高附加值的醇和羧酸。下列說法正確的是
A.放電時，正極電極反應為 +H2O-2e-=== +2H+
B.放電時，Co0.2Ni0.8(OH)2轉化為Co0.2Ni0.8OOH
C.充電時，K+通過交換
膜從左室向右室遷移
D.充電時，陰極電極反
應為 +2H2O
+2e-===
+2OH-
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放電時，負極糠醛發生氧化反應生成 ，故A錯誤；
放電時，Co0.2Ni0.8OOH在正極得電子，轉化為Co0.2Ni0.8(OH)2，故B錯誤；
充電時，Rh/Cu惰性電極是陰
極，K+通過交換膜從右室向左
室遷移，故C錯誤；
充電時，陰極糠醛發生還原反
應生成 ，電極反應
為 +2H2O+2e-=== +2OH-，故D正確。
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9.(2024·江西景德鎮二模)由于鈉資源儲量豐富，便于開采，價格便宜，鈉離子電池有望成為下一代大規模儲能電池。我國化學家最近研制的一種鈉離子電池如圖所示。下列說法正確的是
A.膜是陰離子交換膜
B.充電時Na+向NaV2(PO4)2O2F和
Na3V2(PO4)2O2F摻雜石墨電極
移動
C.放電時正極的電極反應：NaV2O2F+2e-+2Na+===Na3V2O2F
D.有機溶劑可選擇乙醇
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由圖知，放電時金屬鈉為負極，
電極反應式為Na-e-===Na+，
NaV2(PO4)2O2F和Na3V2O2F
摻雜石墨極為正極，電極反應式為
NaV2O2F+2e-+2Na+===Na3V2O2F，C正確；
放電時Na+通過膜由負極進入正極，膜是陽離子交換膜，A錯誤；
充電時Na+向金屬鈉電極移動，B錯誤；
乙醇能與鈉反應，故有機溶劑不能選擇乙醇，D錯誤。
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10.(2024·河南開封三模)某充電寶鋰離子電池的總反應為xLi+Li1-xMn2O4
LiMn2O4，某手機鎳氫電池總反應為NiOOH+MH M+Ni(OH)2
(M為儲氫金屬或合金)。有關上述兩種電池的說法正確的是
A.鎳氫電池放電時，MH為正極
B.鋰離子電池放電時，Li+向負極遷移
C.圖中表示鋰離子電池給鎳氫電池充電
D.鋰離子電池充電時，陽極的電極反
應式為Li++e-===Li
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鋰離子電池放電時負極電極反應式為Li-e-===Li+，正極電極反應式為xLi++Li1-xMn2O4+xe-===LiMn2O4，充電時，陽極電極反應式為LiMn2O4
-xe-===xLi++Li1-xMn2O4，陰極電極反應式為Li++e-===Li；鎳氫電池放電時負極電極反應式為MH-e-===M+H+，正極電極反應式為NiOOH+
H++e-===Ni(OH)2，充電時陽極的
電極反應式為Ni(OH)2-e-===
NiOOH+H+，陰極的電極反應式
為M+H++e-===MH。鋰離子電池放電時，Li+向正極遷移。
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11.(2023·河北邢臺一中檢測)一種雙陰極微生物燃料電池裝置如圖所示。該裝置可以同時進行硝化和反硝化脫氮，其中硝化過程中被O2氧化。下列敘述正確的是
A.電池工作時，“厭氧陽極”
為正極，“缺氧陰極”和
“好氧陰極”為負極
B.電池工作時，“缺氧陰極”
電極附近溶液的pH減小
C.“好氧陰極”存在反應：N-6e-+8OH-===N+6H2O
D.“厭氧陽極”區質量減少28.8 g時，該電極輸出電子2.4 mol
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該裝置為原電池，“厭氧陽極”上C6H12O6轉化為CO2，C由0價變為+4價，則“厭氧陽極”為負極；“缺氧陰極”上N轉化為NO2，再轉化為N2，N由+5價變為
+4價，最后變為0價，則
“缺氧陰極”為正極；
“好氧陰極”上O2轉化為
H2O，O由0價變為-2價，
則“好氧陰極”為正極，
A項錯誤；
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“缺氧陰極”上電極反應式分別為N+e-+2H+===NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+===N2+4H2O，電池工作時，“缺氧陰極”上消耗H+，其附近溶液的pH增大，
B錯誤；
“好氧陰極”上的反應
有O2+4H++4e-===2H2O，
2N+3O2===2N+
2H2O+4H+，2N+O2
===2N，C錯誤；
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“厭氧陽極”的電極反應式為C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+，
1 mol C6H12O6反應消耗
6 mol H2O，轉移24 mol
電子，“厭氧陽極”區
質量減少288 g，故“厭
氧陽極”區質量減少
28.8 g時，該電極輸出電
子2.4 mol，D正確。
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12.(2024·安徽1月適應性測試)我國學者研制了一種鋅基電極，與涂覆氫氧化鎳的鎳基電極組成可充電電池，其示意圖如下。放電時，Zn轉化為2ZnCO3·3Zn(OH)2。下列說法錯誤的是
A.放電時，正極反應為Ni(OH)2+2e-===
Ni+2OH-
B.放電時，若外電路有0.2 mol電子轉移，
則有0.1 mol Zn2+向正極遷移
C.充電時，a為外接電源負極
D.充電時，陰極反應為2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-===5Zn+2C+6OH-
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放電時，鋅基電極為負極，Zn轉化為2ZnCO3·3Zn(OH)2，電極反應式為5Zn+2C+6OH--10e-===2ZnCO3·3Zn(OH)2，鎳基電極為正極，電極反應式為Ni(OH)2+2e-===Ni+2OH-，
充電時，a為外接電源負極，鋅基電極為
陰極，電極反應式為2ZnCO3·3Zn(OH)2
+10e-===5Zn+2C+6OH-，b為外接電
源正極，鎳基電極為陽極，電極反應式為Ni+2OH--2e-===Ni(OH)2。
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13.(2024·江西萍鄉二模)鋰離子電池及其迭代產品依然是目前世界上主流的手機電池。科學家近期研發的一種新型的Ca-LiFePO4可充電電池的原理示意圖如圖，電池反應為xCa2++2LiFePO4 xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+，下列說法正確的是
A.放電時，鈣電極為負極，發生還原反應
B.充電時，Li1-xFePO4/LiFePO4電極
的電極反應式為LiFePO4-xe-===
Li1-xFePO4+xLi+
C.鋰離子導體膜的作用是允許Li+和
水分子通過，同時保證Li+定向移動以形成電流
D.充電時，當轉移0.2 mol電子時，理論上陰極室中電解質的質量減輕4.0 g
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放電時，鈣電極為負極，發生氧化反應，A不正確；
充電時，Li1-xFePO4/LiFePO4電極為陽極，LiFePO4失電子轉化為
Li1-xFePO4和Li+，電極反應式為LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+，B正確；
Ca的金屬性強，能與水發生劇烈
反應，所以鋰離子導體膜不允許
水分子通過，其主要作用是允許
Li+定向移動，從而形成電流，C
不正確；
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充電時，當轉移0.2 mol電子時，理論上陰極室電解質中0.1 mol Ca2+得電子生成0.1 mol Ca，同時遷移入0.2 mol Li+，質量減輕0.1 mol×
40 g·mol-1-0.2 mol×7 g·mol-1=2.6 g，D不正確。
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14.(2024·長春三模)SO2的脫除與H2O2的制備反應自發協同轉化裝置如圖所示(在電場作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OH-和H+并向兩極遷移；忽略溶液體積的變化，b極區域O2濃度保持不變)。下列說法正確的是
A.電子從b電極經導線流向a電極
B.電路中轉移1 mol電子，理論上
正極區域溶液增重17 g
C.兩極參與反應的SO2與O2的物質
的量之比為2∶1
D.雙極膜中H2O的解離可不斷提供
OH-和H+，故無需補加NaOH
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由圖可知，b極氧氣發生還原反應生成過氧化氫，為正極，則a極為負極，原電池中電子由負極流向正極，故電子從a電極經導線流向b電極，A錯誤；
O2在正極區域得到電子生成H2O2，
電極反應式為2H++O2+2e-===H2O2，
電路中轉移1 mol電子時，生成
0.5 mol H2O2，理論上正極區域溶
液增重17 g，B正確；
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負極區域總反應為SO2+4OH--2e-===S+2H2O，正極電極反應式為2H++O2+2e-===H2O2，兩極參與反
應的SO2與O2的物質的量之比為1∶
1，C錯誤；
由負極區域反應式知1 mol SO2需
消耗4 mol OH-，其中2 mol OH-
由雙極膜進入左側，故需要補加
NaOH，D錯誤。
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15.(2024·安徽統考一模)中國科學技術大學在光催化CO2生成HCOOH和協同生成H2O2的研究中，為碳中和作出了貢獻。其裝置如圖所示。下列有關敘述正確的是
A.該裝置將電能轉化為化學能
B.負極附近溶液的pH增大
C.正極發生的電極反應為
HCOOH-2e-===CO2+2H+
D.圖中溶液中H+從左向右移動
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負極發生氧化反應，H2O失電子生成H2O2和H+，故負極附近溶液pH減小，B項錯誤；
正極的電極反應式為CO2+2e-+
2H+===HCOOH，C項錯誤；
負極反應產生H+，H+從負極
向正極移動，在正極與CO2反
應生成HCOOH，故溶液中H+從左向右移動，D項正確。
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16.(2024·江西1月適應性測試)水系Zn-CO2電池在碳循環方面具有廣闊的應用前景。該電池的示意圖如圖，其中雙極膜在工作時催化H2O解離為H+和OH-，并在直流電場的作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是
A.放電時，Zn電極為負極，發生還
原反應
B.充電時，OH-從Zn電極通過雙極
膜到達催化電極發生反應
C.放電時，催化電極上的反應為
CO2+2H++2e-===CO+H2O
D.充電時，Zn電極上的反應為Zn2++2e-===Zn
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放電時，Zn電極為負極，發生氧化
反應，A錯誤；
充電時，Zn電極為陰極，OH-從雙
極膜向催化電極移動，并發生反應，
B錯誤；
放電時，催化電極為正極，電極反應為CO2+2H++2e-===CO+H2O，C正確；
充電時，Zn電極上的反應為[Zn(OH)4]2-+4H++2e-===Zn+4H2O，D錯誤。
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17.(2024·湖南常德模擬)水系銨根離子可充電電池具有成本低、安全、無污染等優點，該電池以V2CTx(T=O、F元素)為正極材料，電解質溶液中主要存在團簇離子N(CH3COOH)3。其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.放電時，N(CH3COOH)3向Y極方向移動
B.放電時，Y極的電極反應式為V2CTx+
N(CH3COOH)3+2e-===(V，e-)2CTx·
[N(CH3COOH)3]
C.N與CH3COOH間通過離子鍵結合
D.充電時，N(CH3COOH)3增加1 mol
時，X極質量增加46 g
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放電時Y極為正極，陽離子向正極移
動，即N(CH3COOH)3向Y極方向
移動，故A正確；
放電時，Y極為正極，發生還原反應，
電極反應式為V2CTx+N(CH3COOH)3
+2e-===(V，e-)2CTx·[N(CH3COOH)3]，故B正確；
CH3COOH各原子均達到穩定狀態，與銨根離子不能形成離子鍵，故C錯誤；
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充電時，X極為陰極，Y極為陽極，發生的反應為(V，e-)2CTx·
[N(CH3COOH)3]-2e-===V2CTx+
N(CH3COOH)3，N(CH3COOH)3
增加1 mol時，轉移的電子為2 mol，
根據得失電子守恒可知，陰極轉移
的電子也是2 mol，MnO2得電子生
成Na0.6MnO2，可知得到2 mol Na+，則X極質量增加46 g，故D正確。
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