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1、高二特训】新型电池、锂电池、锂离子电池一、单选题1净化含尿素和酸性Cr2O7-废水的微生物燃料电池工作原理如图。下列说法错误的是V微生物还原菌C(2+叫A. 放电时，M室电极的电势低于N室电极B. 放电时，负极的电极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2t+N2$+6H+C. 当废水中Cr2O7-的浓度或酸性过大时，电池的效率都会降低D. 1 mol Cr2O7-被净化时，有8 mol H+从M室迁移到N室 【答案】D【详解】A. 放电时，正极的电势高于负极，则M室电极的电势低于N室电极，故A正确；B. 放电时，在微生物的作用下，CO(NH2)2在负极上失去电子发生氧化反应生成氮气和二
2、氧化碳气体，电极反应式 为 CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2T+N2T+6H+,故 B 正确；C. 蛋白质在强氧化剂作用下或强酸性溶液中会发生变性，当废水中Cr2O7-的浓度或酸性过大时，还有菌的活性降 低导致电池的效率降低，故C正确；D.由分析可知，当1 molCr2O7-被净化时，负极放电生成的6 mol H+从负极室迁移到正极室，故D错误; 故选Do2.某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质，其电池结构1 x1放电1如图所示。电池总反应为：MnO2+ - Zn+(1+ - )H2O+ - ZnSO4 MnOOH+ - ZnSO4Z
3、n(OH)23xH2O2 66充电6.嗾纳米菅纤维+锌膜MnCh膜族纳狀管纤维下列说法中，正确的是()A. 放电时，Zn2+移向Zn膜B. 充电时，含有Zn膜的碳纳米管纤维一端连接外电源正极C. 放电时，电池的正极反应为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-D. 放电时，电子由锌膜表面经有机高聚物至MnO2膜表面 【答案】 C详解】A. 放电时Zn为负极，MnO2为正极，则Zn 2+移向MnO2膜，故A错误；B. 放电时Zn为负极，则充电时Zn膜为阴极，与电源的负极连接，故B错误；C. 放电过程正极上是二氧化锰得到电子生成MnOOH,电极反应为MnO +e-+H O=MnOOH+OH-，
4、故C正确;22D. 放电时电子由锌膜经外电路流向MnO 2膜表面，故D错误； 答案为 Co3最近报道的一种处理酸性垃圾渗滤液并用其发电的示意图如图(注：盐桥可使原电池两极形成导电回路)。装置 工作时，下列说法错误的是()+EC -ClA. 微生物细菌对氮的硝化起氧化作用B. 盐桥中K+向Y极移动C. 电子由Y极沿导线流向X极D. Y极发生的反应为：2NO-+10e-+12H + =N T +6H O3 2 2【答案】C【详解】A. 铵根离子在微生物细菌的作用下反应生成硝酸根离子，氮元素化合价升高，被氧化，故微生物细菌对氮的硝化 起氧化作用，A正确；B. 原电池中，阳离子向正极移动，故盐桥中K+
5、向Y极移动，B正确；C. 原电池中，电子由负极流向正极，故电子由X极沿导线流向Y极，C错误；D. Y极为正极，其电极反应为：2NO-+10e-+12H + =N T +6H O，D正确；3 2 2 答案选 C。4. 南开大学陈军院士最近开发出一种可充电的新型水系聚合物空气电池，其充放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是QO0* 0H-: 廿即!6 inol-L1 KOH溶液A. 放电时，M极电势低于N极电势B. 放电时，N极上的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-C. 充电时，每消耗22.4 L O2,通过阳离子交换膜的K+的物质的量为4 molD. 充电时，电池总反应为辺吐二豐少
6、迥5吋【答案】C【分析】主要从N极的变化入手判断，放电时，N极氧气得电子被还原：O2+4e-+2H2O=4OH-，充电时氢氧根失电子被氧化 生成氧气；A.BC.D.由图可知，放电N极是氧气得到电子形成OH，为电池的正极，所以M极电势低于N极电势，故A正确; 由图知，放电时，N极上的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故B正确； 由于22.4 L O2不知道气体所处的是否为标况，所以不能计算，故C错误；电解由图知，充电时，电池总反应为+2HQ+4，故D正确;【详解】答案选 C。5. 科学家近年发明了一种新型 ZnCO 2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和 选择性催化材料，放电时
7、，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是-放电电恫皿. IHCXKH1取极翩膜放电时放电时充电时充电时【答案】C负极反应为 Zn - 2e - + 4OH - = Zn(OH) 21 mol CO2转化为HCOOH,转移电子的物质的量为2 mol阳极溶液中OH浓度升高电池总反应为 2Zn(OH) 2- = 2Zn + O T +4OH - + 2H O4224-允电分析】 由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH,艮卩CO2发生还原反应，则放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn 发生氧化反应生成Zn(OH)2-；充电时，右侧为阳极，H2
8、O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，Zn(OH)2-发生还4 2 2 4 原反应生成 Zn。【详解】A. 放电时，负极上Zn失电子发生氧化反应生成Zn(OH)2-，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)2-，故a正44确；B. 放电时，CO2转化为HCOOH, C元素化合价降低2个价态，则lmolCO2转化为HCOOH时，转移电子的物质的 量为2mol,故B正确；C. 充电时，右侧电极为阳极，电极反应式为：2H O-4e-=4H+O T，阳极溶液中H+浓度增大，温度不变时，2 2K不变，由c(H+) c(OH-)=Kw可知，阳极溶液中OH-浓度降低，故C错误； wwD. 充电时，阳
9、极上H2O转化为O2，负极上Zn(OH)4-转化为Zn,电池总反应为：2Zn(OH) 2- = 2Zn + O T +4OH - + 2H O，故 D 正确；4 2 2答案选 C。6. 我国科学家研发了一种水系可逆ZnCO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成 H+和OH-,在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合0时，ZnCO2电池工作原理如图所示。下列 说法不正确的是()已腫貝允许川通过 b膜只允许oh通过1ICOOLIEii 一凰催忧功施的NmC1 .HI电极材科A. 闭合K1时，H+通过a膜向Pd电极方向移动B. 闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn
10、+4OH-2e- = Zn(OH)4-C. 闭合K2时，Zn电极与直流电源正极相连4D. 闭合K2时，在Pd电极上有CO2生成【答案】 C【详解】A. 闭合K1时，形成原电池，锌为负极，Pd电极是正极，氢离子是阳离子，向正极移动，故A不选；B. 闭合K.时，形成原电池，锌为负极，Zn表面的电极反应式为Zn+4OH-2e-= Zn(OH)2-，符合原电池原理，电l4荷守恒，原子守恒，故B不选；C. 闭合K2时，形成电解池，Zn电极发生还原反应做阴极，应与直流电源负极相连，C选；AlD.闭合K2时，Pd电极是阳极，发生氧化反应，HCOOH 氧化生成CO2，故D不选; 故选：Co7.种钾离子电池的工
11、作原理如图所示，下列说法正确的是电解裁 电舅 L： AlnQ放电时，K+通过阳离子交换膜向石墨电极移动放电时，负极的电极反应式：KC6e-=K+6C充电时，阳极的电极反应式：K05xMnO2+xK+xe-=K05MnO2 若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，钾离子电池转移的电子数比锂离子电池的多【答案】B【详解】A. 根据放电，KC6中K失去电子，因此左边为原电池负极，右边为原电池正极，放电时，根据“同性相吸”原理， 因此K+通过阳离子交换膜向正极即K05MnO2电极移动，故A错误；B. 放电时，KC6中K失去电子，变为K+,其负极的电极反应式：KC6-e-=K+6C，故B正确；C
12、. K0.5x MnO2+xK+xe-=K0.5MnO2是放电时正极的电极反应式，故C错误；D. 若仅把钾离子换成锂离子，当负极减少的质量相同时，由于钾的摩尔质量大于锂的摩尔质量，因此钾离子电池 转移的电子数比锂离子电池的少，故D错误。综上所述，答案为 Bo8. 电催化NRR合成氨的示意图如图所示。中间隔膜允许H+通过。下列说法正确的是()A. X极为阳极B. Y 极电极反应：4OH-8e-= 4H+ + 2O2C. 膜为阴离子交换膜，并可以阻止氨被氧化D. 催化剂表面生成*2日中间体的反应：*N2+y (H+e-) = *N2Hy (*N2表示活化氮气) 【答案】 D【分析】X极N2得电子，
13、发生还原反应生成NH3,说明X为阴极；而Y极表面H2O失电子发生氧化反应生成o2，说明Y 极为阳极。详解】B. Y为阳极，表面有02生成，则发生的电极反应为4OH-4e-= 2H2O+ O2 f或2H2O-4e-=4H+O2 f,故B错误;A. X极上N2得电子，发生还原反应生成NH3，则X为阴极，故A错误;C.隔膜允许H+通过，则为阳离子交换膜，可阻止氨被氧化，故C错误;D.在催化剂表面*N2与H+得电子发生还原反应生成中间体*N2Hy的反应为*N2+y (H+e-) = *N2Hy，故D正确; 故答案为 Do9. 一种固定CO2的电化学装置如图，该电化学装置放电时可将CO2转化为Li2CO
14、3和C，充电时选用合适催化剂, 只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2o7厂瀏能潮划霞. h Si IX M. 31 IXh： U ：IAX海眩1叮曲曲1詁p；s；：.胡 mi心：；：；：门常：；：， :C：.：K：.： ：；：.：下列说法正确的是A. 该电池左侧可以用LiCl溶液作电解质溶液B. 充电时，电极Y发生还原反应C. 放电进气为CO2，充电出气为CO2和O2D. 放电时正极的反应式为2CO2+O2+4Li+4e-=2Li2CO3【答案】C【分析】放电时，X极上Li失电子，则X为负极，Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，反应式为： 3CO2+4Li+4e=C+
15、2Li2CO3；充电时，阴极上Li+得电子生成Li,阳极上C失电子生成二氧化碳，反应式为: C+2Li2CO3-4e-=3CO2T+4Li+，据此分析解答。【详解】A. 若该电池左侧用LiCl溶液作电解质溶液，贝y电极Li会与水发生反应，故A错误;B. 放电时Y为正极，充电时，电极Y为阳极，发生氧化反应，故B错误；C. 放电时，Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，反应式为：3CO2+4Li+4e=C+2Li2CO3，则放电进气 为CO2；根据题意，充电时选用合适催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和02，故C正确；D. 根据分析可知，放电时正极的反应式为3CO2+4Li+4e-=C+2Li2CO3，故D错误； 答案选 C。10.纳米Fe2O3在常压电化学
