(新)2022届考点45 蓄电池(解析版).doc
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1、考点45 蓄电池1(2019新课标)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区【答案】D【解析】A、三维多孔
2、海绵状Zn具有较高的表面积,吸附能力强,所沉积的ZnO分散度高,A正确;B、充电相当于是电解池,阳极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH,电极反应式为Ni(OH)2(s)OH (aq) e NiOOH(s)H2O(l),B正确;C、放电时相当于是原电池,负极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)2OH (aq) 2e ZnO(s)H2O(l),C正确;D、原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则放电过程中OH 通过隔膜从正极区移向负极区,D错误。答案选D。2(2019天津)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流
3、电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是A放电时,a电极反应为B放电时,溶液中离子的数目增大C充电时,b电极每增重,溶液中有被氧化D充电时,a电极接外电源负极【答案】D【解析】A、放电时,a电极为正极,碘得电子变成碘离子,正极反应式为I2Br +2e =2I +Br ,故A正确;B、放电时,正极反应式为I2Br +2e =2I +Br ,溶液中离子数目增大,故B正确;C、充电时,b电极反应式为Zn2+2e =Zn,每增加0.65g,转移0.02mol电子,阳极反应式为Br +2I 2e =I2Br ,有0.02molI 失电子被氧化,故C正确;
4、D、充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,故D错误。3(2018课标)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是A. 放电时,ClO4向负极移动B. 充电时释放CO2,放电时吸收CO2C. 放电时,正极反应为:3CO2+4e 2CO32+CD. 充电时,正极反应为:Na+eNa【答案】D【解析】A. 放电时是原电池,阴离子ClO4向负极移动,A正确;B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C,因此充电时释放CO2,放电时
5、吸收CO2,B正确;C. 放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,反应为:3CO2+4e2CO32+C,C正确;D. 充电时是电解,正极与电源的正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,反应为2CO32+C4e3CO2,D错误。充放电电池电极反应书写技巧和步骤二次电池放电相当于原电池的工作原理,充电相当于后面要学的电解池原理充电和放电是两个逆向过程,放电的反应物就是充电时产物,放电时的产物就是充电时的反应物放电的正极反应就是充电时的阳极反应的逆反应,负极反应就是充电时的阴极反应逆反应电解池中发生氧化反应成为阳极,发生还原反应的称之为阴极 正极阳极放电过程原电池 电解池充电过程 负极阴极
6、 1、铅蓄电池例1铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。研读图示,判断下列说法不正确的是AK闭合时,d电极发生氧化反应B当电路中转移0.2 mol电子时,中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时,中向c电极迁移DK闭合一段时间后,可单独作为原电池,d电极为正极【答案】C【解析】AK闭合时为原电池,为电解池,中发生充电反应,d电极为阳极发生氧化反应,其反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-,故A正确;B.在上述总反应式中,得失电子总数为2e-,当电路中转移0.2mol电子时,可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2mol,故B正确;C.K闭合时
7、d是阳极,阴离子向阳极移动,故C错误;D.K闭合一段时间,也就是充电一段时间后可以作为原电池,由于c表面生成Pb,放电时做电源的负极,d表面生成PbO2,做电源的正极,故D正确。2、镍氢电池典例2(2018年贵州省普高等学校招生适应性考试)第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金;汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态)。镍氢电池充放电原理的示意图如下:其总反应式为。根据所给信息判断,下列说法错误的是A 混合动力汽车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为:NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OHB 混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OH向甲电极移动C 混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极
8、周围溶液的pH减小D 混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为:甲电极发动机乙电极【答案】C【解析】汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态,则混合动力车上坡或加速时,电池处于放电状态。充电相当于电解池,放电相当于原电池。A和B相当于原电池,原电池中负极失去电子,经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,则阴离子向负极移动。根据题意可知氢气是负极,即甲是负极,乙是正极,A、混合动力汽车上坡或加速时,乙电极为正极,电极反应式为:NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH,符合图示中的转化,A正确;B、混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OH向负极移动,即向甲电极移动,B正确;C和D相当于电解池。
9、此时甲是阴极,乙是阳极,电极反应式分别为2H 2 O +2e - = H 2+2OH - 、2Ni(OH) 2 +2OH - 2e - 2NiOOH+2H 2 O;C、混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的pH增大,C错误;D、混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为:阴极到阳极,即为:甲电极发动机乙电极,D正确。3、钠-氯化镍电池例3(2018届北京市门头沟区高三5月综合练习二)钠-氯化镍电池以 -Al2O3(Al2O3x Na2O)作为固体
10、电解质构成的一种新型电池(2Na+NiCl2Ni+2NaCl ), 其结构如图所示。下列关于该电池的叙述错误的是A 放电时 NaCl在熔融电解质中生成B 充电时阴极反应: Na+ + e- NaC 氯离子通过-Al2O3(s)在两电极间移动D 如果电池过度放电, AlCl4-可能被还原【答案】C【解析】钠离子向正极移动、氯离子向负极移动,所以放电时 NaCl在熔融电解质中生成,A正确;阴极发生还原反应,充电时阴极反应: Na+ + e- Na,B正确;氯离子通过-Al2O3(s)向负极移动,C错误;如果电池过度放电, AlCl4-可能被还原为Al,D正确。4、锂电池典例4(2018届湖南省长沙
11、市长郡中学高考押题卷三)在新型储能体系,可充电锂二氧化碳电池被称为“可呼吸电池2.0”,该电池的总反应式为:Li+CO2+O2Li2CO3(未配平).其工作原理如下图所示(放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中,TEGDME是一种有机溶剂)。下列说法中正确的是A 放电时,CO2发生还原反应B 若有1.12L.CO2参与反应,则有0.2mol电子发生转移C 放电时,Li+从右向左移动D 充电时,阳极反应为2Li2CO3-4e-=2CO2+O2+4Li+【答案】D【解析】4 Li+2CO2+O22Li2CO3,A. 放电时,O2发生还原反应,A错误;B.若有1.12L.CO2参与反应,不能确定是否
12、是标准状况,B错误;C. 右边是正极,放电时,Li+从左向右移动,C错误;D. 充电时,阳极失电子,发生氧化反应,阳极反应为2Li2CO3-4e-=2CO2+O2+4Li+,D正确。5、铝-石墨双离子电池典例5(2018届天津市十二重点中学高三下学期毕业班联考二)铝-石墨双离子电池是一种高效电池。原理为:AlLi + Cx(PF6) Al+xC+Li+PF6-,电池结构如图所示。下列说法正确的是A 放电时外电路中电子向铝锂电极移动B 放电时正极反应为Cx(PF6)+e-= xC+ PF6-C 充电时,铝石墨电极上发生还原反应D 以此电池为电源,电解NaCl饱和溶液,当生成11.2LH2时,电池
13、负极质量减少7g【答案】B【解析】放电时铝锂电极中锂失电子作为负极,外电路中电子由负极铝锂电极向正极铝石墨移动,A错误;放电时正极铝石墨电极Cx(PF6)得电子产生PF6-,正极反应为Cx(PF6)+e-= xC+ PF6-,B正确;放电时,铝石墨电极上发生还原反应,充电时,铝石墨电极上发生氧化反应,C错误;电解NaCl饱和溶液,产生氯气和氢气,由于没有给出生成氢气的外界条件,无法计算出氢气的量,也就不能进行相关的计算,D错误。6、液态金属储能电池典例6(2018届安徽省马鞍山市高三第二次教学质量监测)2009年,美国麻省理工学院的唐纳德·撒多维教授领导的小组研制出一种镁一锑液态金属
14、储能电池。该电池工作温度为700摄氏度,其工作原理如图所示:该电池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,充放电时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法正确的是A 该电池放电时,正极反应式为Mg2+-2e-=MgB 该电池放电时,Mg(液)层生成MgCl2,质量变大C 该电池充电时,Mg-Sb(液)层中Mg发生氧化反应D 该电池充电时,熔融盐中的Cl-进入Mg-Sb(液)层【答案】C【解析】试题分析:由图中电子的流向可知,Mg为负极。因为是储能电池,所以该电池可以放电也可以由此充电。放电时镁被氧化为镁离子,所以充电时,镁离子被还原为镁。A. 该电池放电时,正极反应式为Mg2+2e-=Mg,A不
15、正确;B. 该电池放电时,Mg(液)层生成Mg2+进入熔融盐中,质量变小,B不正确;C. 该电池充电时,Mg-Sb(液)层中Mg发生氧化反应,C正确;D. 该电池充电时,熔融盐中的Cl-不进入Mg-Sb(液)层,而是Mg2+进入熔融盐中,D不正确。7、钒电池典例7(2018届重庆市南开中学高三上学期期中考试)据报道,我国钒电池研究获得重大突破,未来十年市场有望突破1000亿美元。某钒电池反应为2VCl2+BrCl2 2VCl3+Br,电极均为惰性材料,储液罐里存有反应物和酸性电解质溶液,模拟装置如图所示。下列说法不正确的是 A 放电时,I极的电极反应式为VCl2e+Cl= VCl3B 放电时,
16、H+由交换膜右侧向左侧迁移C 充电时,I极与电源负极相连,发生还原反应D 充电时,极的电极反应式为2Cl+Br2e= BrCl2【答案】B【解析】A. I为负极,由钒电池反应式2VCl2+BrCl2 2VCl3+Br可知,放电时VCl2在负极失电子生成VCl3,电极反应式为VCl2e+Cl= VCl3,A正确;B. H+是阳离子,放电时H+移向正极,所以H+由交换膜左侧向右侧迁移,B错误;C. I为负极,充电时连接电源的负极构成电解池的阴极,发生还原反应,C正确;D. II为原电池的正极,充电时为电解池的阳极,电极反应式为2Cl+Br2e= BrCl2,D正确。1(黑龙江省双鸭山市第一中学20
17、18-2019学年高二上学期期末考试)有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是()图碱性锌锰电池图铅硫酸蓄电池图电解精炼铜图银锌纽扣电池A图所示电池中,MnO2的作用是催化剂B图所示电池放电过程中,正极质量不断增大C图所示装置工作过程中,电解质溶液浓度始终不变D图所示电池中,放电时,负极附近溶液的pH不变【答案】B【解析】A该电池反应中二氧化锰得到电子被还原,MnO2为原电池的正极,选项A错误;B铅蓄电池放电时正极反应为:PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O,可见正极质量不断增大,选项B正确;C.该装置是电解精炼铜,阳极材料是粗铜,溶解的金属有Cu及活动性比
18、Cu强的金属,活动性比Cu弱的则以单质形式沉积在阳极底部,在阴极上Cu2+获得电子,变为Cu单质,所以电解质溶液的浓度会逐渐降低,选项C错误;D在该纽扣电池放电时,负极发生反应为:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,可见放电时负极附近溶液的c(OH-)减小,溶液的pH减小,选项D错误。2(北京市东城区2018-2019学年高二上学期期末检测)铅蓄电池是最常用的二次电池,其反应方程式为: .则充电时 ( )A在阳极生成B在阴极生成C在两个电板上生成D在两个电板上除去【答案】D【解析】由题中化学方程式,充电时反应向左进行。阳极PbSO4失电子生成PbO2,阴极PbSO4得电子生成Pb,在两个电
19、板上被消耗。本题选D。3(吉林省榆树一中五校联考2018-2019学年高二上学期期末联考)铅蓄电池是重要的化学电源之一,其反应为:PbPbO22H2SO4PbSO42H2O。下列说法中错误的是A充电时阴极为 PbSO4 变为 Pb,发生氧化反应B充电时 Pb 与电源负极相连C放电时正极增加 64 g,转移 2 mol 电子D阳极电极反应为:PbSO42e-2H2O PbO24H+SO42-【答案】A【解析】A. 充电时阴极为 PbSO4 变为 Pb,发生还原反应,A错误;B. 充电时 Pb 极发生还原反应,做阴极,应与电源负极相连,B正确;C. 放电时,正极反应为:PbO2+2e-+4H+SO
20、42-=PbSO42H2O,正极质量增加可以看作为SO2质量,所以正极增加 64 g SO2,物质的量为1mol,转移 2 mol 电子,C正确;D. 阳极发生氧化反应,PbSO4被氧化为PbO2,失电子,电极反应式书写正确,D正确。4(安徽省合肥市2019年高三第一次教学质量检测)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2 +2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是A放电时,溶液中OH-移向负极B放电时,负极反应为Fe+2OH- -2e- =Fe(OH)2C充电过程中,阴极附近溶液的pH降低D充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-
21、-2e- =Ni2O3+3H2O【答案】C【解析】A项、放电时,阴离子向负极移动,溶液中OH-移向负极,故A正确;B项、放电时,Fe做负极,发生氧化反应生成Fe(OH)2,电极反应式为:Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2,故B正确;C项、充电时,Fe电极做阴极,阴极电极反应式为:Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,阴极附近溶液的pH会升高,故C错误;D项、充电时,Ni2O3做阳极,阳极电极反应式为:2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O,故D正确。5(四川省南充市阆中中学2018-2019学年高二3月月考)下列有关叙述正确的是()A碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂B银锌纽
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