第六章 第30讲 专项提能特训10 新型电源工作原理PPT课件(2022版 步步高 大一轮 化学复习 人教版全国Ⅲ(桂贵云川藏)).pptx
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1、专项提能特训10新型电源工作原理 1.(2020安徽省皖南八校高三模拟)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺 (H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质,示意图如图所示,a、b均为 石墨电极。下列说法错误的是 A.a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH216e4H2O=2CO2N2 16H B.电池工作时质子通过交换膜由 负极区向正极区移动 C.a电极上的电势比b电极上的电 势低 D.电池工作时b电极附近溶液的pH保持不变 12345 6789 101112 解析H2N(CH2)2NH2在负极a上失电子发生氧化反应,生成氮气、二氧 化碳和H,电极反应式为H2NCH2CH2NH216e4H2
2、O=2CO2 N216H,A选项正确; 原电池中,阳离子向正极移动,阴 离子向负极移动,因此,电池工作 时质子(H)通过质子交换膜由负极 区向正极区移动,B选项正确; a电极为负极,b电极为正极,故a电极上的电势比b电极上的电势低,C 选项正确; 123456789 101112 电池工作时,氧气在正极b上得电子发生还原反应,电极反应式为O2 4e4H=2H2O,H浓度减小,故b电极附近溶液的pH增大,D选项 错误。 123456789 101112 2.全钒液流储能电池一次性充电后,续航能力可达1 000 km,而充电时 间只需35 min,被誉为“完美电池”,其原理如图所示(已知V2呈紫
3、色,V3呈绿色)。电池放电时,左槽溶液质量增加。下列说法正确的是 A.充电时的阴极反应为 2He= VO2H2O B.放电时的正极反应为V3e=V2 C.放电过程中,右槽溶液由紫色变为绿色 D.若负载为用石墨电极电解食盐水的装置, 生成4 g NaOH时该电池中消耗0.1 mol H 12345 6789 101112 解析A项,充电时阴极反应式为V3e=V2,错误; B项,放电时左槽溶液质量增加,可推知H移向左槽,则正极反应式为 e2H=VO2H2O,错误; C项,放电过程中右槽V2转变为V3,故 溶液颜色由紫色变为绿色,正确; D项,电解食盐水生成4 g NaOH时,电路 中转移0.1 m
4、ol e,由 e2H= VO2H2O可知消耗0.2 mol H,错误。 123456789 101112 3.某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料,以吸收ZnSO4溶液 的有机高聚物作固态电解质,其电池总反应为 123456789 其电池结构如图1所示,图2是有机高聚物的结构片段。 101112 下列说法中,不正确的是 A.碳纳米管具有导电性,可用作电极材料 B.放电时,电池的正极反应式为MnO2eH=MnOOH C.充电时,Zn2移向锌膜 D.合成有机高聚物的单体是 123456789 101112 解析A项,该电池以碳纳米管作电极材料,可知碳纳米管具有导电性, 正确; B项,原电池正
5、极发生还原反应,根据放电时的总反应式,放电时MnO2 得电子发生还原反应,所以电池的正极反应式为MnO2eH2O= MnOOHOH,错误; C项,充电时该装置为电解池,阳离子移向阴极,充电时锌膜充当阴极, 所以Zn2移向锌膜,正确; D项,根据高聚物的结构单元,该高聚物为加聚产物,合成有机高聚物 的单体是 ,正确。 123456789 101112 4.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下 列说法错误的是 A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6 2Li2e=3Li2S4 B.电池工
6、作时,外电路中流过0.02 mol电子, 负极材料减重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多 12345 6789 101112 解析A项,原电池电解质中阳离子移向正极,根据全固态锂硫电池工 作原理图示中Li移动方向可知,电极a为正极,正极发生还原反应,由 总反应可知正极依次发生S8Li2S8Li2S6 Li2S4Li2S2的还原反应,正确; B项,电池工作时负极电极反应式为Li e=Li,当外电路中流过0.02 mol电子 时,负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol,其质量为0.14 g,正确; C项,石墨烯具有良好的导电性
7、,故可以提高电极a的导电能力,正确; D项,电池充电时为电解池,此时电解总反应为8Li 2Sx 16Li xS8(2x8),故Li2S2的量会越来越少直至充满电,错误。 123456789 101112 5.(2019天津,6)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图。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I2Br2e =2IBr B.放电时,溶液中离子的数目增大 C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I被氧化 D.充电时,a电极接外电源负极 12345 6789 101112 解析根
8、据电池的工作原理示意图可知,放电时a电极上I2Br转化为Br 和I,电极反应为I2Br2e=2IBr,A项正确; 放电时正极区I2Br转化为Br和I,负极区Zn转化为Zn2,溶液中离子 的数目增大,B项正确; 充电时b电极发生反应Zn22e=Zn,b电极 增重0.65 g时,转移0.02 mol e,a电极发生反 应2IBr2e=I2Br,根据各电极上转移 电子数相同,则有0.02 mol I被氧化,C项正确; 放电时a电极为正极,充电时,a电极为阳极,接外电源正极,D项错误。 123456789 101112 6.(2020苏州联考)科学家设计出质子膜H2S燃料电池,实现了利用H2S废 气资
9、源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下 图所示。下列说法错误的是 A.电极a为电池的负极 B.电极b上发生的电极反应:O24H 4e=2H2O C.电路中每通过4 mol电子,在正极消耗 44.8 L H2S D.每17 g H2S参与反应,有1 mol H经质子膜进入正极区 12345 6789 101112 解析根据题目可知,该电池为燃料电池,根据燃料电池的特点,通氧 气的一极为正极,故电极b为正极,电极a为负极,A项正确; 电极b为正极,氧气得电子生成水,B项正确; 从装置图可以看出,电池总反应为2H2SO2 =S22H2O,电路中每通过4 mol电子,正 极应该消
10、耗1 mol O2,负极应该有2 mol H2S 反应,但是题目中没有给出气体所处的状况, 所以不一定是44.8 L,故C错误; 17 g H2S即0.5 mol H2S,每0.5 mol H2S参与反应会消耗0.25 mol O2,根据 正极反应式O24H4e=2H2O,可知有1 mol H经质子膜进入正极 区,故D正确。 123456789 101112 7.某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的 催化还原,其工 作原理如图所示。下列说法不正确的是 A.电池工作过程中电子由a极流向 b极 B.b极反应式: 6e14H =2Cr37H2O C.电池工作过程中a极区附近溶液 的pH增大 D.
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