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训练(三十) 新型化学电源及分析
1．(2021·重庆南川中学检测)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )
A．甲：正极的电极反应式为Ag O＋2e－＋HO===2Ag＋2OH－
2 2
B．乙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
C．丙：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
D．丁：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加
D [纽扣式银锌电池中，电解质溶液是KOH溶液，Ag O是正极，发生还原反应，电极反
2
应式为Ag O＋2e－＋HO===2Ag＋2OH－，A项正确；锌锰干电池中，锌筒作负极，锌发生氧
2 2
化反应生成Zn2＋进入电解质溶液，锌筒会变薄，B项正确；酸性氢氧燃料电池的总反应式为
2H＋O===2H O，反应生成HO，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，C项正确；原电池
2 2 2 2
中阳离子向正极移动，则Zn2＋向Cu电极移动；Cu电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H ↑，
2
反应消耗H＋，则Cu电极附近溶液中H＋浓度减小，D项错误。]
2．(2021·黑龙江哈尔滨检测)微型银－锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是
Ag/Ag O和Zn，电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag O＋Zn＋HO===2Ag＋Zn(OH) ，下
2 2 2 2
列说法正确的是( )
A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低
B．电池工作过程中，电解液中OH－向正极迁移
C．负极发生反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)
2
D．正极发生反应：Ag O＋2H＋＋2e－===2Ag＋HO
2 2
C [由电池总反应可知，反应中消耗HO，KOH溶液浓度升高，A项错误；原电池中阴
2
离子向负极移动，故电池工作过程中，电解液中OH－向负极迁移，B项错误；Zn是负极，发生
氧化反应生成Zn(OH) ，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) ，C项正确；电解质为
2 2
KOH溶液，正极上Ag O发生还原反应，电极反应式为Ag O＋HO＋2e－===2Ag＋2OH－，D
2 2 2
项错误。]
3．(2021·山东章丘四中检测)一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的
活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是( )A．电池总反应式为2Mg＋O＋2HO===2Mg(OH)
2 2 2
B．正极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
C．活性炭可以加快O 在正极上的反应速率
2
D．电子的移动方向由a经外电路到b
B [由图可知，Mg是负极，发生氧化反应生成Mg2＋，空气中O 在活性炭(正极)发生还
2
原反应生成OH－，电池总反应式为2Mg＋O＋2HO===2Mg(OH) ，A项正确；空气中O 在正
2 2 2 2
极发生还原反应，则正极反应式为O ＋2HO＋4e－===4OH－，负极反应式为Mg－2e－
2 2
===Mg2＋，B项错误；O 在正极上发生反应，活性炭的比表面积大，可加快O 在正极的反应速
2 2
率，C项正确；原电池中电子由负极流向正极，则电子的移动方向由a经外电路到b，D项正
确。]
4．(2021·天津河东区一模)室温下，利用下图，可回收酸性废水中低浓度的铜，下列说法
错误的是( )
A．电极2为正极，只发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu
B．Y为阴离子交换膜，2室流出的溶液是NaSO 溶液
2 4
C．每8 mol NaOH参加反应，有8 mol电子转移
D．此装置在回收铜的同时还有电流产生
A [由图可知，Cu2＋、H＋在电极2被还原，则电极2为正极，电极反应式有2H＋＋2e－
===H ↑，Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；电极1上BH转化为B(OH)，电极反应式为BH＋8OH
2
－－8e－=== B(OH)＋4HO，1室中Na＋透过X膜向2室迁移，3室中SO透过Y膜向2室迁移，
2
故Y为阴离子交换膜，X为阳离子交换膜，2室中流出NaSO 溶液，B项正确；由负极反应式
2 4
可知，消耗8 mol NaOH时，转移8 mol电子，C项正确；该装置形成原电池，在回收铜的同时，
有电流产生，D项正确。]
5．(2021·湖南常德一模)2019年化学诺贝尔奖授予拓展锂离子电池应用的三位科学家。
如图是某锂空气充电电池的工作原理示意图，下列叙述正确的是( )A．电解质溶液可选用可溶性锂盐的水溶液
B．电池放电时间越长，LiO 含量越少
2 2
C．电池工作时，正极可发生Li＋＋O－e－=== LiO
2 2
D．充电时，b端应接电源的负极
D [锂是非常活泼金属，可与水反应生成LiOH和H，故电解质溶液不能选用可溶性锂
2
盐的水溶液，A项错误；电池放电过程生成LiO，放电时间越长，LiO 含量越多，B项错误；
2 2 2 2
电池工作时，正极发生还原反应，电极反应是Li＋＋O＋e－=== LiO ，C项错误；充电时，负极
2 2
接外加电源的负极，故b端接电源的负极，D项正确。]
6．(2020·江苏南京、盐城一模)2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的
制取HO 的绿色方法，原理如图所示(已知：HO H＋＋HO，K＝2.4×10－12)。下列说法
2 2 2 2 a
错误的是( )
A．a极的电势低于b极
B．Y膜为选择性阴离子交换膜
C．每转移0.4 mol e－，就有0.1 mol HO 生成
2 2
D．b极的电极反应为O＋2e－＋HO===HO＋OH－
2 2
C [电极a通入H，电极b通入O，二者反应生成HO，则a极是负极，b极是正极，故a
2 2 2 2
极的电势低于b极，A项正确；该装置用于制取HO，电极b必然生成HO，电极反应式为O
2 2 2
＋HO＋2e－===HO＋OH－，HO透过Y膜，H＋透过X膜，并结合生成HO，故X膜为阳离子
2 2 2
交换膜，Y膜为阴离子交换膜，B、D项均正确；由b极反应可知，转移2 mol电子时，生成1
mol HO，最终生成1 mol HO，故转移0.4 mol e－，有0.2 mol HO 生成，C项错误。]
2 2 2 2
7．(2021·广西柳州一中检测)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O 与Li＋
2在多孔碳材料电极处生成LiO (x＝0或1)。下列说法正确的是( )
2 2－x
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为LiO ===2Li＋O
2 2－x 2
D [由题意知，放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O ＋4Li＋＋4e－
2
===2Li O (x＝0或1)，电池总反应为O ＋2Li===Li O 。充电时电池总反应为LiO
2 2－x 2 2 2－x 2 2－
===2Li＋O，D项正确；该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电
x 2
池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液
中Li＋向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂电极迁移，C项错误。]
8．(2021·山东师大附中检测)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO 二次电
2
池。将NaClO 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
4
的总反应为3CO
2
＋4Na⇌2Na
2
CO
3
＋C。下列说法错误的是( )
A．放电时，ClO向负极移动
B．充电时释放CO，放电时吸收CO
2 2
C．放电时，正极反应为3CO＋4e－===2CO＋C
2
D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na
D [根据电池的总反应知，放电时负极反应为4Na－4e－===4Na＋，正极反应为3CO＋
2
4e－===2CO＋C。根据充、放电时电极反应的“互逆性”推知，充电时，阴极反应为4Na＋＋4e
－===4Na，阳极反应为2CO＋C－4e－===3CO ↑，C项正确，D项错误；放电时，ClO向负极移
2
动，A项正确；根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO，放电时吸收CO，B项正
2 2
确。]
9．(2021·广东广州六校联考)用一种吸附氢气的碳纳米管材料制备的二次电池如图所示，
该电池的电解质为6 mol/L KOH溶液，下列说法中正确的是( )A．充电时，OH－从镍电极移向碳电极
B．放电时，电池负极的电极反应为H－2e－===2H＋
2
C．放电时，电池正极的电极反应为NiO(OH)＋HO＋e－===Ni(OH) ＋OH－
2 2
D．该电池充电时，将碳电极与电源的正极相连
C [由放电时电子流动方向可知，镍电极是正极，碳电极是负极，则充电时，阴离子向阳
极移动，OH－从碳电极移向镍电极，A项错误；放电时，电池的负极反应为H＋2OH－－2e－
2
===2H O，B项错误；放电时，NiO(OH)在正极得电子被还原，则正极反应式为NiO(OH)＋
2
HO＋e－===Ni(OH) ＋OH－，C项正确；碳电极是负极，该电池充电时，将碳电极与电源的负
2 2
极相连，D项错误。]
10．(2021·河南信阳一中检测)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所
示，其中电极a常用掺有石墨烯的S 材料，电池反应为16Li＋xS===8Li S(2≤x≤8)。下列说
8 8 2 x
法错误的是( )
A．电池工作时，正极可发生反应：2LiS＋2Li＋＋2e－===3Li S
2 6 2 4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中LiS 的量越多
2 2
D [根据放电时，Li＋的移动方向判断，电极a是正极，电极b是负极；由图可知，正极依
次发生还原反应：LiS→LiS→LiS→LiS ，故正极可发生反应：2LiS ＋2Li＋＋2e－
2 8 2 6 2 4 2 2 2 6
===3Li S，A项正确；负极反应式为Li－e－===Li＋，外电路中流过0.02 mol电子，负极消耗
2 4
0.02 mol Li，则负极材料减重为0.02 mol×7 g/mol＝0.14 g，B项正确；S 分子不易导电，电极
8
a常用掺有石墨烯的S 材料，据此推测石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性，C项正确；
8
电池充电时为电解池，电池总反应为8LiS===16Li＋xS(2≤x≤8)，故电池充电时间越长，电
2 x 8
池中LiS 的量越少，D项错误。]
2 211．(2021·山西大同学情调研)锌空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，可作
为新能源汽车的电源，总反应式为2Zn＋O＋2HO===2Zn(OH) 。有关该电池的说法正确的
2 2 2
是( )
A．电池可以用稀硫酸作电解质溶液
B．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极
C．空气扩散电极上的电极反应：O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
D．电池工作时，电路中通过2 mol电子，标准状况下消耗氧气22.4 L
C [氢氧化锌能溶于稀硫酸，因此该电池不可以用稀硫酸做电解质溶液，A项错误；锌
是负极，电池工作时，电子由b电极沿导线流向a电极，B项错误；空气扩散电极是正极，氧气
得到电子，电极上的电极反应：O＋2HO＋4e－===4OH－，C项正确；电池工作时，电路中通
2 2
过2 mol电子，根据电子得失守恒可知消耗0.5 mol氧气，则标准状况下消耗氧气11.2 L，D
项错误。]
12．(2021·吉林白城期初调研)中科院深圳研究院成功开发出一种新型铝石墨双离子电
池，可大幅度提升电动汽车的使用性能，其工作原理如图所示。充电过程中，石墨电极发生阴
离子插层反应，而铝电极发生铝锂合金化反应，下列叙述正确的是( )
A．放电时，电解质中的Li＋向左端电极移动
B．充电时，与外加电源负极相连一端电极反应为AlLi－e－===Li＋＋Al
C．放电时，正极反应式为C (PF )＋e－===PF＋C
n 6 n
D．充电时，若转移0.2 mol电子，则铝电极上增重5.4 g
C [据图中电子移动方向可知，放电时左侧电极是负极，右侧电极是正极，放电时，Li＋
向正极移动，A项错误；充电时，与外加电源负极相连的一端电极是阴极，得电子，发生还原
反应，B项错误；由于题意“充电过程中，石墨电极发生阴离子插层反应”，根据充、放电过程
的可逆性，放电时，正极应为阴离子(PF)从石墨电极中脱离而出，C项正确；充电时，铝电极发
生还原反应，电极反应式为Li＋＋Al＋e－===AlLi，则转移0.2 mol 电子时，铝电极增重的质量
为1.4 g，D项错误。]
13．(2021·湖北荆州中学检测)Cu既是常见的催化剂，又是常见的电极材料。(1)图1表示的是利用CO 的“直接电子传递机理”。在催化剂铜的表面进行转化。当直
2
接传递的电子物质的量为2 mol时，则参加反应的CO 的物质的量为________。
2
(2)图2表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，CO 在Cu电极上可以转化
2
为CH，该电极反应的方程式为______________________________________。
4
解析 (1)由图可知，CO 被还原生成C H，C由＋4价降低到－2价，反应消耗1 mol CO
2 2 4 2
时转移6 mol电子，则转移2 mol电子时，参加反应的CO 的物质的量为 mol。
2
(2)Cu电极是阴极，CO 在Cu电极上被还原转化为CH，电极反应式为CO＋6HO＋8e－
2 4 2 2
===CH ＋8OH－
4
答案 (1) mol (2)CO ＋6HO＋8e－===CH ＋8OH－
2 2 4
