2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版高考热点突破微课 10 5页

温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 高考热点突破微课10‎ 利用电池工作原理攻克新型电池 ‎　一张图读懂原电池原理:‎ ‎(1)电子方向:从负极流出沿导线流入正极;‎ ‎(2)电流方向:从正极沿导线流向负极;‎ ‎(3)离子迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。‎ ‎【典例】(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是 (　　)‎ A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能 B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+‎ C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3‎ D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 ‎【审题流程】透过材料看本质,联系旧知解新题。‎ ‎【解析】选B。相比现有工业合成氨,该方法选用酶作催化剂,条件温和,同时利用MV+和MV2+的相互转化,化学能转化为电能,故可提供电能,故A正确;左室为负极区,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+-e-MV2+,放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+,反应的方程式为H2+2MV2+2H++2MV+,故B错误;右室为正极区,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2++e-MV+,放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+,故C正确;电池工作时,氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极移动,故D正确。‎ ‎1.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(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如图所示。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)-e-NiOOH(s)+H2O(l)‎ C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)‎ D. 放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区 ‎【解析】选D。Zn作负极被氧化生成ZnO,三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,沉积的ZnO分散度高,A正确;充电时阳极发生氧化反应,根据电池反应的充电过程可知,阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l),B正确;放电时负极发生氧化反应,根据电池反应的放电过程可知,负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l),C正确;放电时,电池内部阳离子由负极移向正极,阴离子由正极移向负极,D错误。‎ ‎2.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+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是 (　　)‎ A.放电时,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-2C+C D.充电时,正极反应为Na++e-Na ‎【解析】选D。放电时为原电池,而溶液中的阴离子移向电池的负极,故A项正确;由题干中的信息可以得出Na为电池的负极材料,因电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C,则电池放电时吸收CO2,充电时放出CO2,故B项正确;放电时CO2在正极放电,而充电时会在正极生成CO2,Na在电池的负极参与反应,在充电时又会在电池的负极生成,故C项正确,D项错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.(2020·张家口模拟)一种检测空气中甲醛(HCHO)含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A.传感器工作时,工作电极电势高 B.工作时,H+通过交换膜向工作电极附近移动 C.当导线中通过1.2×10-6 mol电子,进入传感器的甲醛为3×10-3 mg D.工作时,对电极区电解质溶液的pH增大 ‎【解析】选D。HCHO在工作电极失电子被氧化,作原电池的负极,工作电极电势低, A项错误;根据原电池工作原理易知,工作时,溶液中的阳离子(氢离子)向电源的正极移动,即对电极方向, B项错误;负极反应为HCHO+H2O-4e-CO2+4H+,当电路中转移1.2×10-6 mol电子时,消耗HCHO的物质的量为×1.2×10-6 mol = 3.0×10-7 mol,则HCHO质量为3.0×10-7 mol ×30 g·mol-1=9×10-3 mg, C项错误;工作时,对电极的电极反应为4H++O2+4e-2H2O,反应后生成水,虽然有相同数量的氢离子从负极迁移过来,但是,由于溶液的体积增大,正极区溶液的酸性减弱,其pH增大(若忽略溶液的体积变化,则pH基本不变),D项正确。‎ ‎2.用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示,有关说法正确的是 (　　)‎ A.电极2发生氧化反应 B.电池工作时,Na+向负极移动 C.电流由电极1经外电路流向电极2‎ D.电极1发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-N2+6H2O ‎【解析】选D。电极2通入O2发生还原反应,A错误;阳离子向正极移动,B错误;电流由电极2经外电路流向电极1,C错误,电极1上NH3失电子,结合迁移过来的OH-生成N2和H2O,D正确。‎ ‎ ‎ 关闭Word文档返回原板块