1、题型4电化学新型化学能源1用FeS2纳米材料制成的高容量锂电池，电极分别是二硫化亚铁和金属锂，电解液是含锂盐的有机溶剂。下列说法错误的是()A金属锂作电池的负极B电池正极反应为FeS24Li4e=Fe2Li2SC放电时，Li向负极迁移D电池总反应为FeS24Li=Fe2Li2S解析：该电池中金属锂为负极，二硫化亚铁为正极，A项正确；电池正极上FeS2发生还原反应，且电解液中Li向正极移动参与反应，电极反应式为FeS24Li4e=Fe2Li2S，B项正确，C项错误；电池负极反应为Lie=Li，则电池总反应为FeS24Li=Fe2Li2S，D项正确。答案：C2(2018福建三明质检)有一种钌(Ru
2、)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其原理如图所示。下列说法不正确的是() A电池工作时，能量的转化形式至少有3种B放电时，I和I的浓度均减小CY电极为电池的正极，发生的反应为I2e=3ID电池工作时，X电极上发生氧化反应解析：电池工作时，能量的转化形式至少有3种：太阳能转化为化学能，化学能转化为电能及热能，A项正确；放电时，正极电极反应式为I2e=3I，I浓度增大，I的浓度减小，B项错误；Y电极为电池的正极，电极反应式为I2e=3I，C项正确；电池工作时，X电极为负极，发生氧化反应，D项正确。答案：B3某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A光照时，b极的电极反应式为VO2eH2
3、O=VO2HB光照时，每转移2 mol电子，有2 mol H由a极区经质子交换膜向b极区迁移C夜间，a极的电极反应式为V3e=V2D硅太阳能电池供电原理与该电池相同解析：光照时，b极失去电子，发生氧化反应，b极为负极，电极反应式为VO2eH2O=VO2H，A正确；光照时，b极失去电子，为了维持电荷平衡，H必须由b极区经质子交换膜向a极区迁移，B错误；夜间，电池放电，a极的电极反应式为V2e=V3，C错误；该电池工作时，发生了氧化还原反应，化学能转化为电能，而硅太阳能电池直接将光能转化成电能，二者供电原理不相同，D错误。答案：A可充电电池4用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示
4、。下列说法正确的是()A放电时，甲电极反应为NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OHB放电时，甲电极为正极，OH移向乙电极C电池总反应为H22NiO(OH)2Ni(OH)2D充电时，电池的碳电极与直流电源的正极相连解析：吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池，放电时，甲电极为原电池的负极，发生氧化反应，A错误；放电时，乙电极为正极，OH移向甲电极，B错误；电池总反应为H22NiO(OH)2Ni(OH)2，C正确；充电时，电池的碳电极与直流电源的负极相连，D错误。答案：C5构成原电池的条件有很多，其中一种就是利用电解质的浓度差构成“浓差电池”。当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强
5、。如图，甲池为3 molL1的AgNO3溶液，乙池为1 molL1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K2，断开K1，发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是()A一段时间后电流计指针将归零，此时可视为反应不再进行B当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度上升C当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙中Ag电极质量增加D实验开始先闭合K2，断开K1，此时NO向B电极移动解析：电流计指针归零时达到平衡，可视为反应不再进行，A正确；当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后形成电解池，B为阳极，质量减轻，乙池中AgNO3的浓度增加，B正确、C错误；由于甲、乙两池硝
6、酸银浓度不同，故闭合K2时形成原电池，NO移向“阳极”即B电极，D正确。答案：C6我国对“可呼吸”的钠二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为4Na3CO22Na2CO3C，其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体贮存于碳纳米管中)。下列说法不正确的是()A放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极B充电时，阳极反应为2Na2CO3C4e=3CO24NaC放电时，Na从负极区向正极区移动D该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液解析：根据电池的总反应式可知，放电时Na发生氧化反应，则钠金属片作负极，碳纳米管作正极，A项正确；充电时，阳极上发生氧化反应，C转化为CO2，电极
7、反应为2Na2CO3C4e=3CO24Na，B项正确；放电时，Na从负极区向正极区移动，C项正确；金属钠能与水反应，故电解质溶液不能使用水溶液，D项错误。答案：D带离子交换膜的电化学装置7(2019浙江暨阳联考)用原电池原理可以处理硫酸工业产生的SO2尾气。现将SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验。下列说法不正确的是() AM极为负极，电极上发生氧化反应B溶液中H移向N区，SO移向M区CN极发生的电极反应为O24H4e=2H2OD相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为21解析：该电池的本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极上二氧化硫失去电子发生氧化反应生成SO，为负极，电
8、极反应式为SO22H2O2e=SO4H，N电极为氧气得电子结合氢离子生成水为正极，电极反应式为O24H4e=2H2O，故A项正确；根据上述分析，M极为负极，溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此溶液中H移向N区，但阴离子不能通过质子交换膜，故B项错误；N电极为氧气得电子结合氢离子生成水，电极反应式为O24H4e=2H2O，故C项正确；根据上述分析，在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为21，故D项正确。答案：B8(2019太原模拟)LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是() A电池
9、应选用阳离子交换膜，Na向A极区移动B电池A极区的电极反应式为H2O22e=2OHC每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为4NAD要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连解析：电池放电过程中，负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，A电极为正极，正极电极反应式为H2O22e=2OH，为维持电荷平衡，应选用阳离子交换膜，原电池中阳离子移向正极，Na从负极区向正极区移动，故A项、B项正确；负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为8NA，故C项错误；要使LED发光二极
10、管正常发光，图乙中的导线a(阴极)应与图甲中的B极(负极)相连，故D项正确。答案：C9(2019济南一中模拟)化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解NO的原理如图所示。下列说法不正确的是() AA为电源的正极B溶液中H从阳极向阴极迁移CAgPt电极的电极反应式为2NO12H10e=N26H2OD电解过程中，每转移2 mol电子，则左侧电极就产生32 g O2解析：该装置中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则AgPt 电极为阴极、Pt电极为阳极，连接阴极的B极为负极，A极为正极，故A项正确；电解时阳离子向阴极移动，所以H从阳极向阴极迁移，故B项正确；阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极
11、反应式为2NO12H10e=N26H2O，故C项正确；左侧电极为阳极，发生反应2H2O4e=4HO2，所以每转移2 mol 电子时，左侧电极就产生0.5 mol即16 g O2，故D项错误。答案：D10(2018郑州模拟)全钒液流电池充电时间短，续航能力强，其充放电原理为VO2V3H2OVOV22H。以此电池为电源，用石墨电极电解Na2SO3溶液可得到NaOH和H2SO4，示意图如下。下列说法错误的是() A全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为VO2He=VO2H2OB图中a电极为阴极，N物质是H2C全钒液流电池充电时，V3被氧化为VOD电解时，b电极的反应式为SOH2O2e=SO2H解析：
12、根据全钒液流电池的充放电原理，放电时的电池反应为VOV22H=VO2V3H2O，放电时正极发生得电子的还原反应，正极的电极反应式为VO2He=VO2H2O，A项正确；根据图示，图中b电极上SO发生失电子的氧化反应生成H2SO4，b电极为阳极，a电极为阴极，由于放电顺序：HNa，故a电极上的电极反应式为2H2O2e=H22OH，N物质是H2，B项正确；全钒液流电池充电时的反应为VO2V3H2O=VOV22H，根据“只靠拢、不交叉”，V3被还原为V2，VO2被氧化为VO，C项错误；电解时，b电极上SO发生失电子的氧化反应生成H2SO4，电极反应式为SO2eH2O=SO2H，D项正确。答案：C11(
13、2019宿州高三检测)太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法正确的是() A该装置系统中只存在光能与电能之间的转化BCu电极反应式为CO28H8e=CH42H2OC工作时，产生的O2、CH4体积比为11(同温同压)D离子交换膜为质子交换膜，H从左池移向右池解析：由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，左池中GaN为负极，该电极上水失电子发生氧化反应生成氧气，右池Cu电极为正极发生还原反应，该电极上CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO28e8H=CH42H2O。由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置
14、图可知，该装置系统中存在太阳能转变为化学能，化学能转变为电能，电能又转变为热能、光能等，A项错误；根据上述分析，B项错误；根据转移电子守恒可知，同温同压下产生的O2、CH4的体积比为21，C项错误；阳离子向正极移动，所以离子交换膜为质子交换膜，H从负极左池移向正极右池，D项正确。答案：D12双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H和OH，作为H和OH离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是()A阴极室发生的反应为2H2e=H2BM为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜C若去掉双极
15、膜(BP)，阳极室会有Cl2生成D电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体解析：阴极室氢离子得电子生成氢气，发生的反应为2H2e=H2，故A正确；阴极生成氢氧化钠，钠离子穿过M进入阴极室，所以M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，故B正确；若去掉双极膜(BP)，氯离子进入阳极室放电生成氯气，故C正确；电路中每转移1 mol电子，阳极生成0.25 mol氧气、阴极生成0.5 mol氢气，两极共得到0.75 mol气体，故D错误。答案：D电化学原理在生产中的应用13有一种瓦斯分析仪(如图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工
16、作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3、Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池外电路中电流由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH45O28e=CO2H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移4 mol解析：电池外电路中电流由正极流向负极，氧气得电子，b极为正极，A正确；电极b氧气得电子，生成O2，而电极a需要O2作为反应物，故O2由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错误；甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，C错误；1 mol O2得4 mol电子生成2
17、 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移2 mol，故D错误。答案：A14某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。下列说法正确的是()A若M为熔融KOH，X为NH3，Y为N2，则负极的电极反应式为2NH36e=N26HB若M是含O2的固体电解质，X为NO，则正极的电极反应式为O24e=2O2C传感器工作中，电子由Pt()极经电流仪传到Pt()极D若X为CO，M为KOH溶液，则电池总反应为2COO2=2CO2解析：由于M是熔融的KOH，即使放电生成H也会与OH反应生成水，所以负极的电极反应式为2NH36e6OH=N
18、26H2O，A错误；若M是含O2的固体电解质，则负极的电极反应式为2NO4e2O2=2NO2，正极的电极反应式为O24e=2O2，B正确；题述装置属于原电池，Pt()极为正极，Pt()极为负极，电子由负极经外电路流向正极，C错误；若X为CO，M为KOH溶液，则负极的电极反应式为CO2e4OH=CO2H2O，电池总反应为2CO4KOHO2=2K2CO32H2O，D错误。答案：B电化学相关计算及电极反应式的书写15H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJmol1。如图为质子膜H2S燃料电
19、池的示意图。下列说法正确的是()A电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极bB电极a上发生的电极反应式为2H2S4e=S24HC当反应生成64 g S2时，电池内部释放632 kJ热量D当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H经质子膜进入负极区解析： H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A错误；电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为2H2S4e=S24H，B正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C错误；当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H经质子膜进入正极区，D错误。答案：B16如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后
20、，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()AX极是电源负极，Y极是电源正极Ba极的电极反应是2Cl2e=Cl2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大DPt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体解析：a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，判断b电极是阴极，Y为电源负极，X为电源正极，故A错误；a电极是氯离子失电子发生的氧化反应，电极反应为2Cl2e=Cl2，故B正确；电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，故C、D错误。答案：B- 9 -
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