第一部分 題型15　新型化學(xué)電源（含解析）2024高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

這是一份第一部分 題型15　新型化學(xué)電源（含解析）2024高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)，共25頁。試卷主要包含了一種全氫電池的工作原理如圖所示，某液流電池工作原理如圖等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1．一種全氫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是( )
A．X極為全氫電池的正極
B．該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能
C．電極Y的電極反應(yīng)式為2HClO4－2e－===H2↑＋2ClOeq \\al(－,4)
D．反應(yīng)一段時(shí)間后左室c(NaClO4)增大
2．(2022·全國甲卷)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq \\al(2－,4)存在]。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．Ⅱ區(qū)的K＋通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
B．Ⅰ區(qū)的SOeq \\al(2－,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移
C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D．電池總反應(yīng)：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)eq \\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O
3．(2023·湖南衡陽聯(lián)考二模)鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，與鋰離子電池相比較，成本低、充電時(shí)間短。一種鈉-空氣電池的裝置如圖所示。該電池利用“多孔”石墨電極形成空氣通道，放電時(shí)生成的NaOx填充在“空位”中，當(dāng)“空位”填滿后，放電終止。下列說法正確的是( )
A．放電時(shí)，M為陰極
B．放電時(shí)，N電極發(fā)生的電極反應(yīng)為xO2＋2xe－===2Oeq \\al(－,x)
C．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1 ml e－，N電極減輕23 g
D．該電池的比能量比鋰離子電池低
4．(2023·遼寧遼陽一模)染料敏化電池展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，某染料敏化電池如圖所示(已知：1個(gè)光子理論上可以轉(zhuǎn)化為1個(gè)電子)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．Pt電極為該電池的正極
B．該電池實(shí)現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為電能
C．該電池工作一段時(shí)間后需補(bǔ)充Ieq \\al(－,3)
D．若用該電池電解水，當(dāng)光電轉(zhuǎn)化效率為5%時(shí)，每分鐘該電池接收0.01 ml光子，電解效率為80%，則10分鐘后消耗的水的質(zhì)量為0.036 g
5．隨著中國雙碳決策部署的有序推進(jìn)，綠電發(fā)電規(guī)模逐年提升，為適應(yīng)未來綠電長時(shí)儲(chǔ)能需求，我國企業(yè)開始于2022年利用“全釩液流電池”布局大型儲(chǔ)能基地。電池的充、放電總反應(yīng)式為VO2＋＋V3＋＋H2Oeq \(,\s\up16(充電),\s\d6(放電))VOeq \\al(＋,2)＋V2＋＋2H＋，下圖為全釩液流電池工作原理示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．放電時(shí)，電極A的電勢比B的高
B．放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為VOeq \\al(＋,2)＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O
C．在220 V電壓下，用恒定的1 A電流充電1小時(shí)，電池中增加的化學(xué)能為7.92 ×105 J
D．充電時(shí)，H＋由A極室通過質(zhì)子交換膜向B極室遷移
6．(2023·湖南長沙聯(lián)考二模)某同學(xué)利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護(hù)，下列說法不正確的是( )
A．③區(qū)電極電勢Cu高于Fe
B．①區(qū)Fe電極和③區(qū)Fe電極的電極反應(yīng)均為Fe－2e－===Fe2＋
C．②區(qū)Zn電極和④區(qū)Cu電極的電極反應(yīng)均為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．②區(qū)Fe電極和④區(qū)Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，均會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
7．某液流電池工作原理如圖。充電過程中，陽極會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng)：2Mn3＋＋2H2O===Mn2＋＋MnO2↓＋4H＋，加入少量Br－可將MnO2還原為Mn2＋，提高電池的能量密度和穩(wěn)定性。下列說法正確的是( )
A．放電時(shí)，Cd電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．放電時(shí)，Cd2＋通過質(zhì)子交換膜，向石墨電極移動(dòng)
C．加入少量Br－后，經(jīng)多次充放電，正極可能會(huì)發(fā)生3個(gè)以上不同的還原反應(yīng)
D．加入少量Br－后，充電時(shí)，陽極生成Mn3＋和陰極生成Cd的物質(zhì)的量之比為2∶1
8．(2023·天津河西一模)目前發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池——釩電池的工作原理如圖所示，放電時(shí)電子由B極沿導(dǎo)線向A極移動(dòng)，電解質(zhì)溶液含硫酸。下列說法正確的是( )
A．基態(tài)原子釩的價(jià)層電子排布式為4s2
B．放電時(shí)H＋由B極經(jīng)離子交換膜向A極移動(dòng)
C．充電時(shí)電池V2＋被氧化為V3＋
D．充電時(shí)A極反應(yīng)為VOeq \\al(＋,2)＋e－===VO2＋
9．(2022·湖南卷)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下，下列說法錯(cuò)誤的是( B )
A．海水起電解質(zhì)溶液作用
B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能
D．該鋰-海水電池屬于一次電池
10．(2023·江蘇南京統(tǒng)考一模)如圖為某微生物燃料電池凈化水的原理。下列說法正確的是( )
A．N極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電池工作時(shí)，N極附近溶液pH減小
C．M極發(fā)生的電極反應(yīng)為(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋
D．處理0.1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)時(shí)，有1.4 ml H＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移
11．一種穩(wěn)定且具有低成本、高效益的堿性混合多硫化物空氣氧化還原液流電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是( )
A．膜a為陰離子膜，膜b為陽離子膜
B．充電時(shí)的總反應(yīng)為4OH－＋2Seq \\al(2－,4)===4Seq \\al(2－,2)＋O2↑＋2H2O
C．放電時(shí)，左側(cè)貯液室中含Seq \\al(2－,4)的多硫電解質(zhì)減少
D．放電時(shí)，外電路通過2 ml電子，理論上Ⅱ室及右側(cè)貯液器中的NaOH共減少2 ml
12．一種新型電池既可以實(shí)現(xiàn)海水淡化，又可以處理含CH3COO－的廢水，裝置如圖(模擬海水由NaCl溶液替代)。下列說法正確的是( )
A．b極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．隔膜Ⅰ為陽離子交換膜
C．a(chǎn)極電極反應(yīng)為CH3COO－＋8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋
D．理論上除去模擬海水中的NaCl 351 g，可得1.5 ml CO2
13．(2023·四川巴中一模)鋰離子電池應(yīng)用廣泛，某課題組使用納米Si-C復(fù)合顆粒直接與鋰接觸，形成LixSi，將鋰鹽溶于三乙二醇二甲醚作為電解液，與O2/C電極匹配組成如圖所示原電池。該電池的總反應(yīng)為xO2＋2LixSi xLi2O2＋2Si，下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．該電池放電時(shí)，a為負(fù)極
B．放電時(shí)，當(dāng)負(fù)極質(zhì)量減少14 g時(shí)，電解液中轉(zhuǎn)移1 ml Li＋
C．充電和放電過程，電解液中Li＋濃度都不會(huì)改變
D．電池充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋
14．(2023·廣東深圳一模)一種可充電鋅－空氣電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。已知：Ⅰ室溶液中，鋅主要以[Zn(H2O)6]2＋的形式存在，并存在[Zn(H2O)6]2＋[Zn(H2O)5(OH)]＋＋H＋。下列說法正確的是( )
A．放電時(shí)，Ⅰ室溶液pH增大
B．放電時(shí)，該裝置Ⅱ室可實(shí)現(xiàn)海水淡化
C．充電時(shí)，Zn電極反應(yīng)為Zn＋6H2O－2e－===[Zn(H2O)6]2＋
D．充電時(shí)，每生成1 ml O2，Ⅲ室溶液質(zhì)量理論上減少32 g
15．濃差電池是一種利用電解質(zhì)溶液濃度差產(chǎn)生電勢差而形成的電池。理論上當(dāng)電解質(zhì)溶液的濃度相等時(shí)停止放電。圖1為濃差電池，圖2為電滲析法制備磷酸二氫鈉，用濃差電池為電源完成電滲析法制備磷酸二氫鈉。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．電極a應(yīng)與Ag(Ⅱ)相連
B．電滲析裝置中膜b為陽離子交換膜
C．電滲析過程中左、右室中H2SO4和NaOH的濃度均增大
D．電池從開始到停止放電，理論上可制備2.4 g NaH2PO4
題型15 新型化學(xué)電源
1．一種全氫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是( B )
A．X極為全氫電池的正極
B．該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能
C．電極Y的電極反應(yīng)式為2HClO4－2e－===H2↑＋2ClOeq \\al(－,4)
D．反應(yīng)一段時(shí)間后左室c(NaClO4)增大
解析 由工作原理圖可知，X電極上氫氣失電子與氫氧根離子結(jié)合生成水，發(fā)生了氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電極反應(yīng)是H2－2e－＋2OH－===2H2O，Y電極為正極，發(fā)生了還原反應(yīng)，電極反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2，原電池工作時(shí)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，電子由負(fù)極經(jīng)過導(dǎo)線進(jìn)入正極，據(jù)此解答該題。由上述分析可知，A、C錯(cuò)誤；該裝置為原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，B正確；該電池工作時(shí)，左室中的Na＋通過陽離子交換膜遷移到右室，一段時(shí)間后，右室c(NaClO4)增大，D錯(cuò)誤。
2．(2022·全國甲卷)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq \\al(2－,4)存在]。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是( A )
A．Ⅱ區(qū)的K＋通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
B．Ⅰ區(qū)的SOeq \\al(2－,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移
C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D．電池總反應(yīng)：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)eq \\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O
解析 MnO2電極為正極，Zn電極為負(fù)極，電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Ⅰ區(qū)中的SOeq \\al(2－,4)通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移，B項(xiàng)正確；MnO2電極為正極，電極反應(yīng)式為MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，C項(xiàng)正確；根據(jù)正、負(fù)兩極的電極反應(yīng)式可得電池總反應(yīng)為Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)eq \\al(2－,4)＋Mn2＋＋2H2O，D項(xiàng)正確。
3．(2023·湖南衡陽聯(lián)考二模)鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，與鋰離子電池相比較，成本低、充電時(shí)間短。一種鈉-空氣電池的裝置如圖所示。該電池利用“多孔”石墨電極形成空氣通道，放電時(shí)生成的NaOx填充在“空位”中，當(dāng)“空位”填滿后，放電終止。下列說法正確的是( D )
A．放電時(shí)，M為陰極
B．放電時(shí)，N電極發(fā)生的電極反應(yīng)為xO2＋2xe－===2Oeq \\al(－,x)
C．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1 ml e－，N電極減輕23 g
D．該電池的比能量比鋰離子電池低
解析 放電時(shí)，Na失電子，M為負(fù)極，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，N電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2Na＋＋xO2＋2e－===2NaOx，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，N電極的電極反應(yīng)為2NaOx－2e－===2Na＋＋xO2，每轉(zhuǎn)移1 ml e－，失重(23＋16x) g，C錯(cuò)誤；比能量指的是單位質(zhì)量輸出電能的多少，m g Li轉(zhuǎn)移eq \f(m,7) ml電子，m g Na轉(zhuǎn)移eq \f(m,23) ml電子，因此相同質(zhì)量的鋰離子電池比鈉離子電池比能量高，D正確。
4．(2023·遼寧遼陽一模)染料敏化電池展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，某染料敏化電池如圖所示(已知：1個(gè)光子理論上可以轉(zhuǎn)化為1個(gè)電子)。下列說法錯(cuò)誤的是( C )
A．Pt電極為該電池的正極
B．該電池實(shí)現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為電能
C．該電池工作一段時(shí)間后需補(bǔ)充Ieq \\al(－,3)
D．若用該電池電解水，當(dāng)光電轉(zhuǎn)化效率為5%時(shí)，每分鐘該電池接收0.01 ml光子，電解效率為80%，則10分鐘后消耗的水的質(zhì)量為0.036 g
解析 由圖中信息可知，電子由TiO2光敏電極經(jīng)導(dǎo)線流入Pt電極，Pt電極作正極，故A正確；該電池實(shí)現(xiàn)了光子轉(zhuǎn)化為電子，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；Ieq \\al(－,3)在Pt電極上發(fā)生反應(yīng)：Ieq \\al(－,3)＋2e－===3I－，I－在TiO2光敏電極上發(fā)生反應(yīng)：3I－－2e－===Ieq \\al(－,3)，因此不需要補(bǔ)充Ieq \\al(－,3)，故C錯(cuò)誤；該電池每分鐘接受0.01 ml光子，實(shí)際轉(zhuǎn)化成的電子的物質(zhì)的量為0.000 5 ml，結(jié)合電解效率可知參與電解過程的電子的物質(zhì)的量為0.000 5×80%＝0.000 4 ml，則10分鐘轉(zhuǎn)移電子0.004 ml，每電解1 ml水消耗2 ml電子，則轉(zhuǎn)移0.004 ml電子消耗水的物質(zhì)的量為0.002 ml，水的質(zhì)量為0.002 ml×18 g·ml－1＝0.036 g，故D正確。
5．隨著中國雙碳決策部署的有序推進(jìn)，綠電發(fā)電規(guī)模逐年提升，為適應(yīng)未來綠電長時(shí)儲(chǔ)能需求，我國企業(yè)開始于2022年利用“全釩液流電池”布局大型儲(chǔ)能基地。電池的充、放電總反應(yīng)式為VO2＋＋V3＋＋H2Oeq \(,\s\up16(充電),\s\d6(放電))VOeq \\al(＋,2)＋V2＋＋2H＋，下圖為全釩液流電池工作原理示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是( C )
A．放電時(shí)，電極A的電勢比B的高
B．放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為VOeq \\al(＋,2)＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O
C．在220 V電壓下，用恒定的1 A電流充電1小時(shí)，電池中增加的化學(xué)能為7.92 ×105 J
D．充電時(shí)，H＋由A極室通過質(zhì)子交換膜向B極室遷移
解析 電池的充、放電總反應(yīng)式為VO2＋＋V3＋＋H2Oeq \(,\s\up16(充電),\s\d6(放電))VOeq \\al(＋,2)＋V2＋＋2H＋，由題圖可知，放電時(shí)A極室VOeq \\al(＋,2)轉(zhuǎn)化為VO2＋，得到電子，則A電極為正極，B極室V2＋轉(zhuǎn)化為V3＋，失去電子，則B電極為負(fù)極，故充電時(shí)A電極為陽極，B電極為陰極。由以上分析可知，放電時(shí)電極A為正極，電極B為負(fù)極，則電極A的電勢比B的高，A正確；根據(jù)總反應(yīng)式可知，放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為VOeq \\al(＋,2)＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，B正確；充電過程中，電能不會(huì)完全轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，則無法計(jì)算，C錯(cuò)誤；充電時(shí)電極A為陽極，電極B為陰極，則H＋由A極室通過質(zhì)子交換膜向B極室遷移，D正確。
6．(2023·湖南長沙聯(lián)考二模)某同學(xué)利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護(hù)，下列說法不正確的是( B )
A．③區(qū)電極電勢Cu高于Fe
B．①區(qū)Fe電極和③區(qū)Fe電極的電極反應(yīng)均為Fe－2e－===Fe2＋
C．②區(qū)Zn電極和④區(qū)Cu電極的電極反應(yīng)均為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．②區(qū)Fe電極和④區(qū)Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，均會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
解析 由題圖可知，①區(qū)和③區(qū)為原電池，②區(qū)和④區(qū)構(gòu)成電解池，①區(qū)中鋅為負(fù)極、鐵為正極，③區(qū)中鐵為負(fù)極、銅為正極，②區(qū)中與直流電源正極相連的鐵為電解池的陽極、鋅為陰極，④區(qū)中與直流電源正極相連的鐵為電解池的陽極、銅為陰極。由分析可知，③區(qū)中鐵為負(fù)極、銅為正極，則③區(qū)電極電勢正極銅高于負(fù)極鐵，故A正確；①區(qū)中鐵為正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B錯(cuò)誤；②區(qū)鋅電極和④區(qū)銅電極均為電解池的陰極，電極反應(yīng)式均為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故C正確；②區(qū)鐵電極和④區(qū)鐵電極均為電解池的陽極，電極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋，放電生成的亞鐵離子均能與鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，故D正確。
7．某液流電池工作原理如圖。充電過程中，陽極會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng)：2Mn3＋＋2H2O===Mn2＋＋MnO2↓＋4H＋，加入少量Br－可將MnO2還原為Mn2＋，提高電池的能量密度和穩(wěn)定性。下列說法正確的是( C )
A．放電時(shí)，Cd電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．放電時(shí)，Cd2＋通過質(zhì)子交換膜，向石墨電極移動(dòng)
C．加入少量Br－后，經(jīng)多次充放電，正極可能會(huì)發(fā)生3個(gè)以上不同的還原反應(yīng)
D．加入少量Br－后，充電時(shí)，陽極生成Mn3＋和陰極生成Cd的物質(zhì)的量之比為2∶1
解析 放電時(shí)，Cd失電子作負(fù)極，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過，Cd2＋不能通過質(zhì)子交換膜，B錯(cuò)誤；加入溴離子后經(jīng)多次充放電，正極可能發(fā)生Mn3＋在正極放電、自身歧化的還原反應(yīng)，可能發(fā)生溴離子還原二氧化錳的反應(yīng)，生成的溴單質(zhì)也可能發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；由得失電子守恒可知，若無其他反應(yīng)的干擾，充電時(shí)二者物質(zhì)的量之比為2∶1，但是由于溴離子等的干擾，則二者物質(zhì)的量之比不一定為2∶1，D錯(cuò)誤。
8．(2023·天津河西一模)目前發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池——釩電池的工作原理如圖所示，放電時(shí)電子由B極沿導(dǎo)線向A極移動(dòng)，電解質(zhì)溶液含硫酸。下列說法正確的是( B )
A．基態(tài)原子釩的價(jià)層電子排布式為4s2
B．放電時(shí)H＋由B極經(jīng)離子交換膜向A極移動(dòng)
C．充電時(shí)電池V2＋被氧化為V3＋
D．充電時(shí)A極反應(yīng)為VOeq \\al(＋,2)＋e－===VO2＋
解析 由題干信息可知，放電時(shí)電子由B極沿導(dǎo)線向A極移動(dòng)，故B極為負(fù)極，A極為正極，電極反應(yīng)式為VOeq \\al(＋,2)＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O；充電時(shí)，B極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，V3＋轉(zhuǎn)化為V2＋，A極為陽極，電極反應(yīng)式為VO2＋＋H2O－e－===VOeq \\al(＋,2)＋2H＋，據(jù)此作答。V為23號(hào)元素，其電子排布式為[Ar]3d34s2，其價(jià)電子排布式為3d34s2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池(放電時(shí))中，離子的移動(dòng)方向：帶正電的離子移向正極，帶負(fù)電的離子移向負(fù)極，所以H＋由B極經(jīng)離子交換膜移向A極，B項(xiàng)正確；由上述分析可知，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9．(2022·湖南卷)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下，下列說法錯(cuò)誤的是( B )
A．海水起電解質(zhì)溶液作用
B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能
D．該鋰-海水電池屬于一次電池
解析 電池分析：
海水中含有大量的電解質(zhì)，A項(xiàng)正確；Li是活潑金屬，作負(fù)極，則N極是正極，正極上海水中溶解的O2、CO2等均能放電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Li易與水反應(yīng)，故玻璃陶瓷應(yīng)具有良好的防水功能，同時(shí)為形成閉合回路，也應(yīng)具有傳導(dǎo)離子的功能，C項(xiàng)正確；該電池屬于一次電池，D項(xiàng)正確。
10．(2023·江蘇南京統(tǒng)考一模)如圖為某微生物燃料電池凈化水的原理。下列說法正確的是( C )
A．N極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電池工作時(shí)，N極附近溶液pH減小
C．M極發(fā)生的電極反應(yīng)為(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋
D．處理0.1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)時(shí)，有1.4 ml H＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移
解析 由題圖可知，有機(jī)物失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，則M為負(fù)極；重鉻酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則N為正極。由分析可知，M極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，N為正極，A錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，重鉻酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cr3＋，電極反應(yīng)為Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，N極附近消耗氫離子，溶液pH變大，B錯(cuò)誤；有機(jī)物失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，M極發(fā)生的電極反應(yīng)為(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋，C正確；根據(jù)得失電子守恒可知，4nCr2Oeq \\al(2－,7)～24ne－～(C6H10O5)n～24nH＋，則處理0.1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)時(shí)，有0.6 ml H＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移，D錯(cuò)誤。
11．一種穩(wěn)定且具有低成本、高效益的堿性混合多硫化物空氣氧化還原液流電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是( B )
A．膜a為陰離子膜，膜b為陽離子膜
B．充電時(shí)的總反應(yīng)為4OH－＋2Seq \\al(2－,4)===4Seq \\al(2－,2)＋O2↑＋2H2O
C．放電時(shí)，左側(cè)貯液室中含Seq \\al(2－,4)的多硫電解質(zhì)減少
D．放電時(shí)，外電路通過2 ml電子，理論上Ⅱ室及右側(cè)貯液器中的NaOH共減少2 ml
解析 放電過程中Ⅰ室發(fā)生氧化反應(yīng)，鈉離子通過膜a交換到Ⅱ室，膜a為陽離子膜，膜b為陰離子膜，故A錯(cuò)誤。充電時(shí)，氫氧根離子被氧化得到氧氣，Seq \\al(2－,4)被還原為Seq \\al(2－,2)，總反應(yīng)為4OH－＋2Seq \\al(2－,4)===4Seq \\al(2－,2)＋O2↑＋2H2O，故B正確。放電時(shí)，Seq \\al(2－,2)轉(zhuǎn)化為Seq \\al(2－,4)，所以含Seq \\al(2－,4)的多硫電解質(zhì)增加，故C錯(cuò)誤。放電時(shí)，氧氣和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根離子，所以NaOH增加，故D錯(cuò)誤。
12．一種新型電池既可以實(shí)現(xiàn)海水淡化，又可以處理含CH3COO－的廢水，裝置如圖(模擬海水由NaCl溶液替代)。下列說法正確的是( D )
A．b極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．隔膜Ⅰ為陽離子交換膜
C．a(chǎn)極電極反應(yīng)為CH3COO－＋8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋
D．理論上除去模擬海水中的NaCl 351 g，可得1.5 ml CO2
解析 由題圖可知，CH3COO－在a極附近轉(zhuǎn)化成CO2，其中碳元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a極為負(fù)極，則b極為正極。b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中，陰離子移向負(fù)極，所以Cl－通過隔膜Ⅰ進(jìn)入左室，隔膜Ⅰ為陰離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極附近CH3COO－失電子被氧化生成CO2和H＋，正確的電極反應(yīng)式為CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1 ml電子時(shí)，根據(jù)電荷守恒可知，海水中有1 ml Cl－移向負(fù)極，同時(shí)有1 ml Na＋移向正極，即除去1 ml NaCl，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知，每消耗1 ml CH3COO－時(shí)轉(zhuǎn)移8 ml電子，生成2 ml二氧化碳，理論上除去模擬海水中的NaCl 351 g，即n(NaCl)＝eq \f(m?NaCl?,M?NaCl?)＝eq \f(351 g,58.5 g/ml)＝6 ml，轉(zhuǎn)移6 ml電子，可得eq \f(6 ml,8 ml)×2 ml＝1.5 ml CO2，D項(xiàng)正確。
13．(2023·四川巴中一模)鋰離子電池應(yīng)用廣泛，某課題組使用納米Si-C復(fù)合顆粒直接與鋰接觸，形成LixSi，將鋰鹽溶于三乙二醇二甲醚作為電解液，與O2/C電極匹配組成如圖所示原電池。該電池的總反應(yīng)為xO2＋2LixSieq \(,\s\up16(放電),\s\d6(充電))xLi2O2＋2Si，下列說法錯(cuò)誤的是( B )
A．該電池放電時(shí)，a為負(fù)極
B．放電時(shí)，當(dāng)負(fù)極質(zhì)量減少14 g時(shí)，電解液中轉(zhuǎn)移1 ml Li＋
C．充電和放電過程，電解液中Li＋濃度都不會(huì)改變
D．電池充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋
解析 該電池放電時(shí)LixSi在負(fù)極失電子，電極反應(yīng)為LixSi－xe－===xLi＋＋Si，正極反應(yīng)為O2＋2e－＋2Li＋===Li2O2，充電時(shí)Li2O2在陽極失電子，電極反應(yīng)為Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，陰極反應(yīng)為Si＋xe－＋xLi＋===LixSi。該電池放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，Li＋向b電極移動(dòng)，則b為正極，a為負(fù)極，A正確；放電時(shí)LixSi在負(fù)極失電子，電極反應(yīng)為LixSi－xe－===xLi＋＋Si，負(fù)極質(zhì)量減少14 g時(shí)，電解液中轉(zhuǎn)移2 ml Li＋，B錯(cuò)誤；充電和放電過程中，Li＋從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極，電解液中Li＋的濃度不變，C正確；電池充電時(shí)Li2O2在陽極失電子，電極反應(yīng)為Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，D正確。
14．(2023·廣東深圳一模)一種可充電鋅－空氣電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。已知：Ⅰ室溶液中，鋅主要以[Zn(H2O)6]2＋的形式存在，并存在[Zn(H2O)6]2＋[Zn(H2O)5(OH)]＋＋H＋。下列說法正確的是( B )
A．放電時(shí)，Ⅰ室溶液pH增大
B．放電時(shí)，該裝置Ⅱ室可實(shí)現(xiàn)海水淡化
C．充電時(shí)，Zn電極反應(yīng)為Zn＋6H2O－2e－===[Zn(H2O)6]2＋
D．充電時(shí)，每生成1 ml O2，Ⅲ室溶液質(zhì)量理論上減少32 g
解析 原電池中通入O2的一極是正極，則Pt/C電極是正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Zn電極為負(fù)極，已知Ⅰ室溶液中，鋅主要以[Zn(H2O)6]2＋的形式存在，電極反應(yīng)式為Zn＋6H2O－2e－===[Zn(H2O)6]2＋，以此解答。由分析可知，Zn電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn＋6H2O－2e－===[Zn(H2O)6]2＋，[Zn(H2O)6]2＋濃度增大，平衡[Zn(H2O)6]2＋[Zn(H2O)5(OH)]＋＋H＋正向移動(dòng)，H＋濃度增大，Ⅰ室溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)，該裝置Ⅱ室中Na＋通過陽離子交換膜進(jìn)入Ⅲ室，Cl－通過陰離子交換膜進(jìn)入Ⅰ室，可實(shí)現(xiàn)海水淡化，故B正確；放電時(shí)，Zn電極反應(yīng)為Zn＋6H2O－2e－===[Zn(H2O)6]2＋，則充電時(shí)，Zn電極反應(yīng)為[Zn(H2O)6]2＋＋2e－===Zn＋6H2O，故C錯(cuò)誤；充電時(shí)，Ⅲ室為陽極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，每生成1 ml O2轉(zhuǎn)移4 ml電子，同時(shí)有4 ml Na＋通過陽離子交換膜進(jìn)入Ⅱ室，Ⅲ室溶液質(zhì)量理論上減少32 g＋4 ml×23 g/ml＝124 g，故D錯(cuò)誤。
15．濃差電池是一種利用電解質(zhì)溶液濃度差產(chǎn)生電勢差而形成的電池。理論上當(dāng)電解質(zhì)溶液的濃度相等時(shí)停止放電。圖1為濃差電池，圖2為電滲析法制備磷酸二氫鈉，用濃差電池為電源完成電滲析法制備磷酸二氫鈉。下列說法錯(cuò)誤的是( D )
A．電極a應(yīng)與Ag(Ⅱ)相連
B．電滲析裝置中膜b為陽離子交換膜
C．電滲析過程中左、右室中H2SO4和NaOH的濃度均增大
D．電池從開始到停止放電，理論上可制備2.4 g NaH2PO4
解析 濃差電池是一種利用電解質(zhì)溶液濃度差產(chǎn)生電勢差而形成的電池，則Ag(Ⅰ)為負(fù)極，Ag(Ⅱ)為正極。電滲析法制備磷酸二氫鈉，左室中的氫離子通過膜a進(jìn)入中間室，中間室中的鈉離子通過膜b進(jìn)入右室，則電極a為陽極，電極b為陰極，電極a應(yīng)與Ag(Ⅱ)相連，故A正確。左室中的氫離子通過膜a進(jìn)入中間室，中間室中的鈉離子通過膜b進(jìn)入右室，膜b為陽離子交換膜，故B正確。陽極中的水失電子生成氧氣和氫離子，氫離子通過膜a進(jìn)入中間室，消耗水，硫酸的濃度增大；陰極水得電子生成氫氣和氫氧根離子，中間室中的鈉離子通過膜b進(jìn)入右室，NaOH的濃度增大，故C正確。電池從開始到停止放電時(shí)，濃差電池兩邊AgNO3濃度相等，所以正極析出0.02 ml銀，電路中轉(zhuǎn)移0.02 ml電子，電滲析裝置生成0.01 ml NaH2PO4，質(zhì)量為1.2 g，故D錯(cuò)誤。