高考化学一轮复习电化学专题05蓄电池练习整理.docx

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高考化学一轮复习电化学专题05蓄电池练习整理

2019年高考化学一轮复习电化学专题05蓄电池练习

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专题05蓄电池

1．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池.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+4Na

2Na2CO3+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CO2

C.放电时，正极反应为：

3CO2+4e−＝2CO32－+C

D.充电时，正极反应为：

Na++e−＝Na

【答案】D

2．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示.TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。

下列说法错误的是

A。

关闭K2打开K1时,该装置实现太阳能转化为电能，又转化为化学能

B。

M是阳离子交换膜.

C。

充电时,阳极的电极反应式为:

3I——2e-=I3-

D.放电时，b极区总离子浓度减小.

【答案】D

3．LiFePO4是锂离子电池一种电极材料,其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒．该电极材料在充放电时的变化如图所示，下列有关说法正确的是（）

A.放电时该电极为负极

B。

充电是Li+向阳极移动

C。

充电时该电极发生氧化反应，反应式为LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+

D。

该电池可以用磷酸溶液作电解质

【答案】C

【解析】分析：

在Li、LiFePO4电池放电时,负极上Li失电子发生氧化反应，正极上LiFePO4得电子发生还原反应,根据得失电子确定正负极，根据反应物、生成物书写电极反应式，放电时，阳离子移向正极,金属Li能够与磷酸反应，据此解答。

详解：

A、放电时,LiFePO4得电子发生还原反应为正极,充电时发生氧化反应为阳极,故A错误；

B、放电时,阳离子移向正极，充电时Li+向阴极移动,故B错误；

C、放电时,LiFePO4得电子发生还原反应为正极,充电时发生氧化反应为阳极，电极反应式为：

LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+，所以C选项是正确的；

D、金属Li能够与硫酸反应，不可以用磷酸溶液作电解质,故D错误；本题正确答案选C。

4．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示.TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4转化为Na2S。

下列说法正确的是

A。

充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能

B。

放电时，a极为负极

C.充电时，阳极的电极反应式为I3-—2e-=3I—

D。

M可以使用阴离子交换膜

【答案】B

5．混合动力汽车（HEV）中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液.关于镍氢电池，下列说法不正确的是

A.充电时，阴极附近pH降低

B.电动机工作时溶液中OH－向甲移动

C.放电时正极反应式为：

NiOOH＋H2O＋e－=Ni（OH）2＋OH－

D。

电极总反应式为:

M＋Ni（OH）2=MH＋NiOOH

【答案】A

【解析】分析：

放电过程为原电池，NiOOH转变为Ni（OH）2，镍的化合价从+3价降到+2价，则乙为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e﹣═Ni（OH）2+OH﹣,甲为负极,MH中H由0价升高到+1价，氢失电子发生氧化反应与溶液中的氢氧根离子结合成水，电极反应为MH﹣e﹣+OH﹣═M+H2O;充电是放电的逆过程,此时甲为阴极发生还原反应，乙为阳极发生氧化反应，据此解答。

详解:

A项,充电时，甲电极得电子被还原,是阴极，由图可知，阴极附近H2O变为OH—，pH增大,故A项错误;B项，电动机工作时为放电过程,甲为原电池的负极,阴离子向负极移动，故B项正确；C项,放电时,正极的NiOOH得电子被还原,化合价降低，电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－=Ni（OH）2＋OH－，故C项正确；D项，镍氢电池充电过程中，M转化为MH，Ni（OH）2转化为NiOOH，放电过程与充电过程相反，因此电极总反应式为M＋Ni（OH）2=MH＋NiOOH，故D项正确。

综上所述，本题正确答案为A。

6．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,某种锂离子电池的结构示意图如下，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是

A。

Li+透过膜除允许Li+通过外，还允许H2O分子通过

B。

充电时，电池内部发生的总反应为Li++Fe2+

Li+Fe3+

C.充电时,钛电极与外电源的负极相连

D。

放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为:

S2O82—+Fe2+=Fe3++2SO42-

【答案】B

7．近几年，具有超常性能的铝离子电池成为研究热点，其可在一分钟内完成充放电.铝与石墨为电极，内部用AlCl4－和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示.下列说法错误的是

A。

放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动

B。

放电时，正极的电极反应式为:

Cn［AlCl4］+e－=Cn+AlCl4－

C。

充电时，每生成1mol铝，同时消耗4molAl2Cl7－

D。

充电时铝电极接电源负极,该极有Cn[AlCl4]生成

【答案】D

B、放电时正极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知正极的电极反应式为:

Cn［AlCl4］+e－＝Cn+AlCl4－，B正确;

C、充电时铝电极作阴极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为4Al2Cl7—+3e—＝Al+7AlCl4－，因此充电时，每生成1mol铝，同时消耗4molAl2Cl7－,C正确；

D、放电时,铝是活泼的金属铝是负极，因此充电时铝电极接电源负极，电极反应式为4Al2Cl7—+3e—＝Al+7AlCl4－，因此该极有AlCl4－生成，石墨电极有Cn［AlCl4］生成，D错误；答案选D。

8．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。

下列有关说法正确的是

A.充电时n接电源的负极，Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧

B。

放电时每转移1mol电子负极区溶液质量减少65g

C。

充电时阴极的电极反应式为Br2+2e—=2Br-

D。

若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正负极也随之改变

【答案】A

C.充电时阴极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn,C不正确；

D。

若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正负极不会改变，Zn仍是负极，D不正确。

本题选A。

9．如图所示的C/Na4Fe（CN）6——钠离子电池是一种新型电池.下列有关说法正确的是

A。

电极a在放电时做正极，充电时做阴极

B。

放电时，电极b上的电极反应为:

NaxC-e—=Na++Nax-1C

C。

电池工作时，Na+向电板b移动

D.该电池通过Na+的定向移动产生电流，不发生氧化还原反应

【答案】B

10．高温时通过以下反应制备金属铝。

用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理如右图所示（EMI＋为有机阳离子）.

①Al2O3（s）＋AlCl3（g）＋3C（s）===3AlCl（g）＋3CO（g）ΔH1＝akJ·mol－1

②3AlCl（g）===2Al（l）＋AlCl3（g）ΔH2＝bkJ·mol－1

③Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）ΔH3

下列说法正确的是（）

A。

ΔH3<0

B。

Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）ΔH3＝（a－b）kJ·mol－1

C。

该电池充电时石墨电极与电源负极相连

D。

该电池放电时的负极反应方程式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl

【答案】D

【解析】A。

根据盖斯定律：

①+②=③，因此ΔH3=（a+b）kJ·mol－1，由于①和②不能确定是放热还是吸热,所以ΔH3无法确定,A错误；B。

根据盖斯定律:

①+②=③，因此Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）ΔH3＝（a+b）kJ·mol－1,B错误；C.石墨电极在原电池时作正极发生还原反应，则充电时应该与外接电源的正极相连发生氧化反应,C错误；D.放电时铝为负极，被氧化生成Al2Cl7－,负极反应方程式为Al－3e－＋7AlCl4-===4Al2Cl7－，D正确；答案选D。

11．实验表明钠离子聚合物新型电池正负极材料均表现出较快的电极反应动力学，使得电池表现出类似电容器的高功率性能。

可以循环充放电高达50000次，这远远超过了传统可充电电池的循环寿命（<10000次）.其放电时的工作原理如图。

下列说法不正确的是

A.充电时，阳极的电极反应式为3I—－2e-=I3-

B。

离子交换膜只能让阳离子通过而不能让阴离子通过

C.放电时，当转移0.5mol电子时，NaI溶液中增加NA个Na+

D.放电时，高聚物发生氧化反应

【答案】C

12．聚合物锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池.如图为一种聚合物锂离子电池示意图，其工作原理为LiNiO2+6C

Li1—xNiO2+LixC6.下列说法不正确的是（）

A。

电池放电或充电时，通过胶态高分子电解质的微粒是Li+

B。

一段时间内Li0。

4C6转化为Li0.9C6发生的是放电过程

C.充电时，阳极反应为LiNiO2—xe—=Li1—xNiO2+xLi+

D.该电池过充电可能引起电池负极发生金属锂沉积

【答案】C

【解析】根据该装置的工作原理LiNiO2+6C

Li1—xNiO2+LixC6分析可知，其放电时的正极反应为6C+xLi++xe-=LixC6，负极反应为LiNiO2-xe-=Li1—xNiO2+xLi+。

A、在该装置内部能够移动的离子只有Li+，故A正确；B、随着放电的进行,生成LixC6中Li+越来越多,所以Li0.4C6转化为Li0.9C6是放电过程,故B正确;C、充电时,阳极反应为LixC6-xe-=6C+xLi+，所以C不正确;D、该电池过充电时，电池的负极即为阴极,可能发生xLi++xe=xLi而沉积，故D正确。

所以本题答案为C。

13．全钒液流电池充电时间短，续航能力强,其充放电原理为VO2++V3++H2O

VO2++V2++2H+。

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VO2++2H++e-=VO2++H2O

B.图中a电极为阴极,N物质是H2

C。

全钒液流电池充电时，V3+被氧化为VO2+

D.电解时,b电极的反应式为SO32—+H2O-2e—=SO42—+2H+

【答案】C

14．某新型中温全瓷铁一空气二次电池，其结构如图所示。

下列有关该电池的说法正确的是

A.放电时O2—从a移向bB.放电时负极的电极反应为O2+4e—=2O2—

C。

充电时1molFe氧化为FeOx，转移2xmole—D.充电时a与电源的负极相连。

【答案】A

【解析】放电时a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，则b为负极；放电时a极连接电源正极为阳极，b极连接电源负极为阴极。

A。

放电时原电池中阴离子O2—从正极a极移向负极b极，选项A正确；B.放电时负极氢气失电子产生氢离子,电极反应为H2-2e—=2H+,选项B错误；C.充电时1molFeOx还原为Fe,转移2xmole—，选项C错误；D。

充电时a与电源的正极相连，选项D错误.答案选A.

15．钠离子电池电极材料的研究成为目前电化学能源工程研究的热点。

一种以层状NaMnO2、硬碳为电极材料的钠离子可充电电池总反应为：

NaMnO2+C

Na1－xMnO2+NaxC。

下列叙述错误的是

A。

放电时，电解液组成保持不变

B。

充电时，阴极发生的反应为C+xNa++xe－=NaxC

C。

放电时,若电路中转移1mol电子,则有1molNa+从NaMnO2电极脱出

D。

开发先进的、利于钠离子脱嵌的电极材料是开发高性能钠离子电池的关键

【答案】C

16．下图是一种已投入生产的大型蓄电系统.电解质通过泵不断地在储罐和电池间循环；中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过;放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后，分别变为Na2S4和NaBr。

下列说法正确的是

A。

左储罐中的电解质为Na2S2,右储罐中的电解质为NaBr3

B.在充电过程中钠离子通过膜的流向为从右到左

C.放电时，正极的电极反应为Na2S4+2Na＋+2e－=2Na2S2

D.电池充电时，阳极的电极反应为3NaBr-2e－=NaBr3+2Na＋

【答案】D

17．下图是一种新型锂电池装置,电池充、放电反应为xLi+LiV3O8

Li1+xV3O8。

放电时，需先引发铁和氯酸钾反应使共晶体熔化,下列说法不正确的是

A。

共晶盐储热效果好,利于电解质熔化

B。

整个过程的能量转化只涉及化学能转化为电能

C。

放电时LiV3O8电极反应为xLi++xe—+LiV3O8=Li1+xV3O8

D.充电时Cl-移向LiV3O8电极

【答案】B

【解析】A。

共晶盐是优良的传热储能介质，因而其储热效果好，由于其具有较高的比热容，因而有利于电解质熔化，A正确；B.整个过程的能量转化除涉及化学能转化为电能之外，还涉及热能与化学能之间的转化，B不正确；C。

放电时LiV3O8电极是正极，其发生还原反应，电极反应为xLi++xe—+LiV3O8=Li1+xV3O8，C正确；D.充电时,LiV3O8电极是阳极，故Cl—移向LiV3O8电极，D正确。

本题选B.

18．三元电池成为2018年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为

，且x+y+z=1。

充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2+6C（石墨）=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6,其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜.下列说法正确的是

A。

允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜

B.充电时，A为阴极，Li+被氧化

C。

可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂

D.放电时，正极反应式为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae—=LiNixCoyMnzO2

【答案】D

19．如图所示是一种利用锂电池“固定CO2”的电化学装置,在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将CO2转化为C和Li2CO3充电时选用合适催化剂,只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2.下列说法中正确的是

A。

该电池放电时，Li+向电极X方向移动

B.该电池充电时,每转移0。

4mol电子，理论上阳极产生4.48L.CO2

C。

该电池放电时，每转移4mol电子理论上生成1molC

D。

该电池充电时，阳极反应式为C+2Li2CO3-4e—==3CO2↑+4Li+

【答案】C

20．电动汽车在我国正迅猛发展，磷酸铁锂（LiFePO4）电池是电动汽车常用的一种电池，其工作原理如下图所示.中间是聚合物的隔膜把正极与负极隔开，锂离子可以通过而电子不能通过。

该电池的总反应式是：

LiFePO4+C6

Li1—xFePO4+LixC6.下列说法不正确的是

A.放电时电子从A极通过导线流向B极

B.充电时Li＋从A极区移向B极区

C.充电时B极电极反应式为：

C6+xLi++xe－===LixC6

D。

放电时A极电极反应式为:

Li1—xFePO4+xLi++xe－===LiFePO4

【答案】A

【解析】根据电池的总反应式：

LiFePO4+C6

Li1-xFePO4+LixC6,LixC6在负极B上发生氧化反应生成C6，Li1—xFePO4在正极A上发生还原反应生成LiFePO4。

A.放电时电子从负极（B极）通过导线流向A极,故A错误；B.充电时,阳离子从阳极移向阴极，即Li＋从A极区移向B极区，故B正确；C。

充电时B极为阴极,发生还原反应,电极反应式为:

C6+xLi++xe－===LixC6，故C正确；D.放电时A极为正极，发生还原反应，电极反应式为：

Li1-xFePO4+xLi++xe－===LiFePO4，故D正确;故选A。

21．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示.TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S.下列说法错误的是

A。

充电时，太阳能转化为电能,电能又转化为化学能

B。

放电时，a极为负极

C。

充电时，阳极的电极反应式为3I--2e—=I3-

D.M是阴离子交换膜

【答案】D

22．据报道,我国研制出“可充电钠-—二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠一四甘醇二甲醚，电池总反应为：

4Na+3CO2

2Na2CO3+C生成固体Na2CO3沉积在碳纳米管上，下列叙述不正确的是

A。

放电时钠金属片发生氧化反应

B。

放电时每消耗3mo1C02，转移12mol电子

C.充电时碳纳米管接直流电源的正极

D.充电时阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=4Na++3CO2↑

【答案】B

【解析】A、放电时钠金属片作负极失去电子发生氧化反应，选项A正确；B、放电时每消耗3mo1C02，生成1molC，转移4mol电子，选项B不正确；C、充电时碳纳米管接直流电源的正极作阳极失去电子生成二氧化碳，选项C正确；D、充电时的阳极碳失去电子生成二氧化碳，其电极反应式为

C+2Na2CO3-4e—=4Na++3CO2↑，选项D正确.答案选B。

23．我国成功研制的一种新型可充放电AGDIB电池（铝-石墨双离子电池）采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。

电池反应为CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy—1+Al。

放电过程如图，下列说法正确的是

A.B为负极，放电时铝失电子

B。

电解液可以用常规锂盐和水代替

C.充电时A电极反应式为Cx+PF6-—e—=CxPF6

D。

废旧AGDIB电池进行“放电处理"时,若转移1mol电子，石墨电极上可回收7gLi

【答案】C

24．24．一种Cu—Li可充电电池的工作原理如图所示，其中非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开。

下列说法正确的是

A。

陶瓷片允许水分子通过

B.电池放电时,N极上发生氧化反应

C.电池充电时，接线柱B应与外接直流电源的负极相连

D.电池充电时，阴极反应为Li++e-=Li

【答案】D

25．一种碳纳米管能够吸附氢气,可作充电电池（如图所示）的碳电极，该电池的电解质溶液为6mol/LKOH溶液,下列说法中正确的是

A.放电时镍电极反应为：

NiOOH+H2O+e—=Ni（OH）2+OH—

B。

放电时碳电极反应为:

2H++2e-=H2↑

C.充电时将碳电极与电源的正极相连

D.充电时阴极发生氧化反应

【答案】A

【解析】放电时，正极上得电子发生还原反应,电极反应式为:

NiOOH+H2O+e—=Ni（OH）2+OH-，A正确;放电时，碳电极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：

B错误；充电时,碳电极与电源的负极相连，C错误;充电时，阴极上得电子发生还原反应，D错误；正确选项A.

26．高铁电池是一种新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。

其电池总反应为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O

3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，下列叙述不正确的是

A。

放电时负极反应为：

Zn—2e-+2OH-=Zn（OH）2

B.充电时阳极发生氧化反应,附近溶液碱性增强

C.充电时每转移3mol电子，阴极有1.5molZn生成

D.放电时正极反应为：

FeO42—+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-

【答案】B

27．如图是一种利用锂电池“固定CO2"的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将CO2转化为C和Li2CO3，充电时选用合适催化剂，仅使Li2CO3发生氧化反应释放出CO2和O2。

下列说法中正确的是

A。

该电池放电时，Li+向电极X方向移动

B。

该电池充电时，电极Y与外接直流电源的负极相连

C.该电池放电时，每转移4mol电子，理论上生成1molC

D.该电池充电时，阳极反应式为：

C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li

【答案】C

【解析】A、电池放电时，CO2转变成C和LiCO3过程中，CO2中+4价C元素得到电子化合价降低，3CO2+4e-+4Li+=C+2Li2CO3，该反应发生在原电池正极既电极Y，负极X：

Li—e-=Li-，因此Li+向Y电极移动，A错误。

B、充电时选用合适催化剂，仅使Li2CO3发生氧化反应释放出CO2和O2，在此过程中，O元素失去电子从-2价变成0价，2Li2CO3-4e—=4Li++2CO2↑+O2↑，因此Y为阳极,连接电源正极，B错误.C、由上述A的电极反应可以得到，当电路中转移4mol电子时正极有1molC生成,C正确。

D、由上述B可得D错误。

正确答案C。

28．某充电电池以K2FeO4和Zn为电极材料,电解质溶液是KOH溶液。

电池放电时，Zn转化为Zn（OH）2，FeO42—转化为Fe（OH）3。

下列说法错误的是

A。

电池放电时,正极反应式为FeO42—+4H2O+3e-==Fe（OH）3+5OH-

B。

电池放电时，Zn为电池的负极，OH—向负极迁移

C。

电池充电时，Zn电极为阴极,质量增加

D。

该电池放电过程中，电解质溶液的pH增大

【答案】C

29．摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为LiCoO2+6C

li1-xCoO2+lixC6,结构如图所示.下列说法正确的是

A.放电时，正极质量增加

B.充电时，锂离子由右向左移动

C。

该钾离了电池工作时，涉及到的能量形式有3种

D.充电时、阳极的电极反应式为Li1—xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2

【答案】A

【解析】A、放电时,正极发生得电子还原反应，电极反应式为：

Li1—xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，所以正极质量增加，选项A正确;B、充电时，阳极生成Li+，Li+向阴极（C极）移动，如图所示右边为C极，所以充电时锂离子由左向右移动，选项B错误；C、锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及到2种能量形式之间的转化，选项C错误；D、该锂离子电池反应原理为LiCoO2+6C

Li1-xCoO2+