（新高考）2021届高考化学 小题必练10 新型化学电源.docVIP

Page 13 （新高考）小题必练10： （新高考）小题必练10：新型化学电源 高考中的新型电源有“高铁电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量高等特点。取材与这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以大多数考生对这类试题感到难，实际上这些题目主要考查学生对原电池的工作原理的迁移应用能力。 1．【2020年山东卷】微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO?的溶液为例)。下列说法错误的是（ ） A．负极反应为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+ B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1 【答案】B 【解析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。A．a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正确；B．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；C．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1mol Clˉ移向负极，同时有1mol Na+移向正极，即除去1mol NaCl，质量为58.5g，故C正确；D．b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4∶2=2∶1，故D正确；故选B。 【点睛】涉及到相关的计算时，注意整个电池中正极和负极转移的电子数守恒。 2．【2020年天津卷】熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx，(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是（ ） A．Na2S4的电子式为 B．放电时正极反应为 C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极 D．该电池是以为隔膜的二次电池 【答案】C 【解析】根据电池反应：2Na+xSNa2Sx 可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na-e?=Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为。A．Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为，故A正确；B．放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：，故B正确；C．放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；D．放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池，为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确；答案选C。 【点睛】信息型原电池，根据给出的总反应方程式，结合原电池的正负极发生的反应，判断出正负极材料和反应物。 3．【2020年全国卷3】一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是（ ） A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L(标准状况)O2参与反应 B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C．电池总反应为 D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 【答案】B 【解析】根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的反应生成和，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH?，反应的电极方程式为O2+4e?+2H2O=4OH?，电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH?+6H2O=8+4 。A．当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，A正确；B．反应过程中正极生成大量的OH?使正极区pH升高，负极消耗OH?使负极区OH-浓度减小pH降低，B错误；C．根据分析，电池的总反应为4VB2+11O2+20OH?+6H2O=8+4，C正确；D．电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确；故选B。 【点睛】本题在解答时应注意正极的电极方程式的书写，电解质溶液为碱性，则空气中的氧气得电子生成氢氧根；在判断电池中电流流向时，电流流向与电子流向相反。 1．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到