第30讲 专项提能特训10　新型电源工作原理.doc

1、专项提能特训专项提能特训 1010新型电源工作原理新型电源工作原理 1 1 (2020(2020安徽省皖南八校高三模拟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微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H(H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2NHNH2 2) ) 氧化成环境友好的物质氧化成环境友好的物质， 示意图如图所示示意图如图所示， a a、 b b 均为石墨电极均为石墨电极。 下列说法错误的是下列说法错误的是( () ) A Aa a 电极的电极反应为电极的电极反应为 H H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2NHNH2 216e16e 4H4H2 2O O= =2CO2

2、CO2 2N N2 216H16H B B 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区 移动移动 C Ca a 电极上的电势比电极上的电势比 b b 电极上的电势低电极上的电势低 D D电池工作时电池工作时 b b 电极附近溶液的电极附近溶液的 pHpH 保持不变保持不变 2 2 全钒液流储能电池一次性充电后全钒液流储能电池一次性充电后， 续航能力可达续航能力可达 1 1 000000 kmkm， 而充电时间只需而充电时间只需 3 35 5 minmin， 被誉为被誉为“完美电池完美电池”，其原理如图所示其原理如图所示( (已知已知 V V 2 2呈紫色

3、呈紫色，V V 3 3呈绿色 呈绿色) )。电池放电时电池放电时，左左 槽溶液质量增加。下列说法正确的是槽溶液质量增加。下列说法正确的是( () ) A A充电时的阴极反应为充电时的阴极反应为 VOVO 2 2 2H2H e e = = =VOVO 2 2 H H2 2O O B B放电时的正极反应为放电时的正极反应为 V V 3 3 e e = = =V V 2 2 C C放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色 D D若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成 4 4 g g NaOHNaOH 时该电池中消耗时该电池中消耗

4、0.10.1 molmol H H 3 3 某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料， 以吸收以吸收 ZnSOZnSO4 4溶液的有机高聚物作溶液的有机高聚物作 固态电解质，其电池总反应为固态电解质，其电池总反应为 MnOMnO2 21 1 2 2Zn Zn(1(1x x 6 6)H )H2 2O O1 1 6 6ZnSO ZnSO4 4 放电放电 充电充电 MnOOHMnOOH1 1 6 6ZnSO ZnSO4 4Zn(OH)Zn(OH)2 2 3 3x xH H2 2O O 其电池结构如图其电池结构如图 1 1 所示，图所示，图 2 2 是有机高

5、聚物的结构片段。是有机高聚物的结构片段。 下列说法中，不正确的是下列说法中，不正确的是( () ) A A碳纳米管具有导电性，可用作电极材料碳纳米管具有导电性，可用作电极材料 B B放电时，电池的正极反应式为放电时，电池的正极反应式为 MnOMnO2 2e e H H = = =MnOOHMnOOH C C充电时，充电时，ZnZn 2 2移向锌膜 移向锌膜 D D合成有机高聚物的单体是合成有机高聚物的单体是 4 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 a 常用掺有常用掺有 石墨烯的石墨烯的 S S8 8

6、材料材料，电池反应为电池反应为 16Li16Lix xS S8 8= =8Li8Li2 2S Sx x(2(2x x8)8)。下列说法错误的是下列说法错误的是( () ) A A电池工作时，正极可发生反应：电池工作时，正极可发生反应： 2Li2Li2 2S S6 62Li2Li 2e2e = = =3Li3Li2 2S S4 4 B B电池工作时，外电路中流过电池工作时，外电路中流过 0.020.02 molmol 电子，电子， 负极材料减重负极材料减重 0.140.14 g g C C石墨烯的作用主要是提高电极石墨烯的作用主要是提高电极 a a 的导电性的导电性 D D电池充电时间越长，电池

7、中电池充电时间越长，电池中 LiLi2 2S S2 2的量越多的量越多 5 5(2019(2019天津天津，6)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，其工作其工作 原理示意图如图原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量提高电池的容量。下列叙述不正确的下列叙述不正确的 是是( () ) A A放电时，放电时，a a 电极反应为电极反应为 I I2 2BrBr 2e2e = = =2I2I BrBr B B放电时，溶液中离子的数目增大放电时，溶液中离子的数目增大 C C 充电时充电时， b

8、b 电极每增重电极每增重 0.650.65 g g， 溶液中有溶液中有 0.020.02 molmol I I 被氧化 被氧化 D D充电时，充电时，a a 电极接外电源负极电极接外电源负极 6 6(2020(2020苏州联考苏州联考) )科学家设计出质子膜科学家设计出质子膜 H H2 2S S 燃料电池燃料电池，实现了利用实现了利用 H H2 2S S 废气资源回收废气资源回收 能量并得到单质硫能量并得到单质硫。质子膜质子膜 H H2 2S S 燃料电池的结构示意图如下图所示燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是下列说法错误的是 ( () ) A A电极电极 a a 为电池的负极为

9、电池的负极 B B电极电极 b b 上发生的电极反应：上发生的电极反应：O O2 24H4H 4e4e = = =2H2H2 2O O C C电路中每通过电路中每通过 4 4 molmol 电子，在正极消耗电子，在正极消耗 44.844.8 L L H H2 2S S D D每每 1717 g g H H2 2S S 参与反应，有参与反应，有 1 1 molmol H H 经质子膜进入正极区 经质子膜进入正极区 7 7某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的 CrCr2 2O O 2 2 7 7催化还原，其工作原理如下图 催化还原，其工作原理如下图 所示

10、。下列说法不正确的是所示。下列说法不正确的是( () ) A A电池工作过程中电子由电池工作过程中电子由 a a 极流向极流向 b b 极极 B Bb b 极反应式：极反应式： CrCr2 2O O 2 2 7 7 6e6e 14H14H = = =2Cr2Cr 3 3 7H7H2 2O O C C电池工作过程中电池工作过程中 a a 极区附近溶液的极区附近溶液的 pHpH 增大增大 D D每处理每处理 1 1 molmol CrCr2 2O O 2 2 7 7，可生成 ，可生成 33.633.6 L(L(标况标况 下下)CO)CO2 2 8 8(2020(2020成都质检成都质检) )中科院

11、董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的 折纸通道内形成电池，如图所示，该电池可将可乐折纸通道内形成电池，如图所示，该电池可将可乐(pH(pH2.5)2.5)中的葡萄糖作为燃料获得中的葡萄糖作为燃料获得 能量。下列说法正确的是能量。下列说法正确的是( () ) A Aa a 极为正极极为正极 B B随着反应不断进行，负极区的随着反应不断进行，负极区的 pHpH 不断增大不断增大 C Cb b 极的电极反应式为极的电极反应式为 MnOMnO2 22H2H2 2O O2e2e = = =MnMn 2 2 4OH4OH D D若消耗若

12、消耗 0.010.01 molmol 葡萄糖，电路中转移葡萄糖，电路中转移 0.020.02 molmol 电子电子 9 9(2020(2020盐城市高三模拟盐城市高三模拟)Zulema)Zulema BorjasBorjas 等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所 示，下列说法正确的是示，下列说法正确的是( () ) A A该装置可以在高温下工作该装置可以在高温下工作 B BX X、Y Y 依次为阳离子、阴离子交换膜依次为阳离子、阴离子交换膜 C C负极反应式为负极反应式为 CHCH3 3COOCOO 2H2H2 2O O8e8e = = =2CO2CO2

13、27H7H D D该装置工作时，电能转化为化学能该装置工作时，电能转化为化学能 1010(2020(2020湖北省宜昌模拟湖北省宜昌模拟) )由相同金属电极及其不同浓度的盐溶液组成的电池由相同金属电极及其不同浓度的盐溶液组成的电池，称浓称浓 差电池，电子由溶液浓度较小的一极经外电路流向浓度较大的一极。如图所示装置中差电池，电子由溶液浓度较小的一极经外电路流向浓度较大的一极。如图所示装置中， X X 电极与电极与 Y Y 电极初始质量相等电极初始质量相等。进行实验时进行实验时，先闭合先闭合 K K2 2，断开断开 K K1 1，一段时间后一段时间后，再断再断开开 K K2 2，闭合，闭合 K K

14、1 1，即可形成浓差电池，电流表指针偏转。下列不正确的是，即可形成浓差电池，电流表指针偏转。下列不正确的是( () ) A A充电前，该电池两电极存在电势差充电前，该电池两电极存在电势差 B B放电时放电时，右池中的右池中的 NONO 3 3通过离子交换膜移向 通过离子交换膜移向 左池左池 C C充电时，当外电路通过充电时，当外电路通过 0.10.1 molmol 电子时，两电子时，两 电极的质量差为电极的质量差为 21.621.6 g g D D放电时，电极放电时，电极 Y Y 为电池的正极为电池的正极 1111(1)(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳将燃煤产生的二氧化碳回收利用

15、，可达到低碳 排放的目的。下图是通过人工光合作用，以排放的目的。下图是通过人工光合作用，以 COCO2 2和和 H H2 2O O 为原料制备为原料制备 HCOOHHCOOH 和和 O O2 2的原理示意图的原理示意图。 电极电极 b b 作作_ 极极， 表面发生的电极反应为表面发生的电极反应为_。 (2)(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差 而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从 浓缩海水中提取浓缩海水中提取 LiClLiCl 的同时又获得了电能。的同时又获得了电能。 X X为为 _ 极 ，极

16、 ，Y Y极 反应 式为极 反应 式为 _。 Y Y 极生成极生成 1 1 molmol ClCl2 2时，时，_mol_mol LiLi 移向 移向_(_(填填“X X”或或“Y Y”) )极。极。 (3)(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇 微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下： 该电池中外电路电子的流动方向为从该电池中外电路电子的流动方向为从到到_。 工作结束后，工作结束后，B B 电极室溶液的电极室溶液的 pHpH 与

17、工作前相比将与工作前相比将 _(_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”，溶液体积，溶液体积 变化忽略不计变化忽略不计) )。 A A 电极附近甲醇发生的电极反应为电极附近甲醇发生的电极反应为_。 1212(1)(1)直接硼氢燃料电池直接硼氢燃料电池(DBFC)(DBFC)是以是以 NaBHNaBH4 4溶液为负极燃料的一种高比能电池，其工溶液为负极燃料的一种高比能电池，其工 作原理如图所示作原理如图所示，则通入空气的一极是则通入空气的一极是_(_(填填“正极正极”或或“负极负极”) )，此电池负极此电池负极 的电极反应式为的电极反应式为_。 (2)(2)科学家研发的科学家研发的“

18、全氢电池全氢电池”的工作原理如图所示，该电池工作一段时间后，右池溶的工作原理如图所示，该电池工作一段时间后，右池溶 液的导电能力几乎不变液的导电能力几乎不变。下列有关该电池的说法下列有关该电池的说法 正确的是正确的是_(_(填字母填字母) )。 a a电池的总反应是电池的总反应是 2H2H2 2O O2 2= =2H2H2 2O O b b左边电极上的电势高于右边电极上的电势左边电极上的电势高于右边电极上的电势 c c负极的电极反应式是负极的电极反应式是 H H2 22e2e 2OH2OH = = =2H2H2 2O O d d装置中所用的是阴离子交换膜装置中所用的是阴离子交换膜 e e产生能源的源泉是酸和碱的中和能产生能源的源泉是酸和碱的中和能 (3)LiFePO(3)LiFePO4 4电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式是电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式是 LiLi1 1 x xFePO FePO4 4 LiLix xC C6 6 放电放电 充电充电 LiFePOLiFePO4 4C C6 6，其放电时的工作原理如图所示其放电时的工作原理如图所示。则充电时则充电时，电极电极 a a 的电极名的电极名 称为称为_；放电时，电极；放电时，电极 b b 的电极反应式为的电极反应式为_。