重难点11新型电池和电解原理的应用（原卷版）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_专项复习_2023年高考化学热点·重点·难点专练（新高考专用）

重难点 10 新型电池和电解原理的应用 （建议用时：35分钟） 【真题再现】 1．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再 生。该过程中 A．阴极发生的反应为Mg2e Mg2+ B．阴极上Al被氧化 C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 2．（2022·全国乙卷）Li-O 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究 2 了一种光照充电Li-O 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子  e 和空穴  h ，驱动阴极反应 2  Li e Li  和阳极反应(Li O+2h+=2Li++O )对电池进行充电。下列叙述错误的是 2 2 2 A．充电时，电池的总反应Li O 2LiO 2 2 2 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应O 2Li 2e Li O 2 2 2 3．（2022·海南卷）一种采用H O(g)和N (g)为原料制备NH (g)的装置示意图如下。 2 2 3下列有关说法正确的是 A．在b电极上，N 被还原 2 B．金属Ag可作为a电极的材料 C．改变工作电源电压，反应速率不变 D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-不断减少 4．（2022·湖南卷）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误 的是 A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应：2H O+2e-=2OH-+H  2 2 C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂-海水电池属于一次电池 5．（2022·广东卷）科学家基于Cl 易溶于CCl 的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可 2 4 作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： NaTi PO  2Na2e Na Ti PO  。下列说法正确的 2 4 3 3 2 4 3 是A．充电时电极b是阴极 B．放电时NaCl溶液的pH减小 C．放电时NaCl溶液的浓度增大 D．每生成1mol Cl ，电极a质量理论上增加23g 2 6．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的LiMn O 可获得难溶性的Li CO 和MnO ，电解示意图如下 2 4 2 3 2 (其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法 不正确的是 A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极发应：2H O+Mn2+-2e-=MnO +4H+ 2 2 C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，再加入Na 2 CO 3 溶液以获得Li 2 CO 3 7．（2022·北京卷）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 序 装置示意图 电解质溶液 实验现象 号 阴极表面有无色气体，一段时间后阴 ① 0.1mol/LCuSO 少量H SO 极表面有红色固体，气体减少。经检 4 2 4 验电解液中有Fe2+阴极表面未观察到气体，一段时间后 ② 0.1mol/LCuSO 过量氨水 阴极表面有致密红色固体。经检验电 4 解液中无Fe元素 下列说法不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中c  H+ 减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触 B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+=Fe2++H 、Fe+Cu2+=Fe2++Cu 2 C．随阴极析出Cu，推测②中溶液c  Cu2+ 减少，Cu2++4NH 3     CuNH 3  4   2+ 平衡逆移 D．②中 Cu2+生成  CuNH 3  4   2+ ，使得c  Cu2+ 比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密 【优选特训】 1．（2022·浙江宁波·一模）铝的冶炼在工业上通常采用电解Al O 的方法，装置示意图如图。研究表明， 2 3 电解AlCl 3 －NaCl熔融盐也可得到Al，熔融盐中铝元素主要存在形式为AlCl- 4 和Al 2 Cl- 7 。下列说法不正确 的是 A．电解Al O 装置中B电极为阴极，发生还原反应 2 3 B．电解Al O 过程中碳素电极虽为惰性电极，但生产中会有损耗，需定期更换 2 3 C．电解AlCl －NaCl时阴极反应式可表示为4Al Cl+3e—=Al+7AlCl 3 2 7 4 D．电解AlCl －NaCl时AlCl从阳极流向阴极 3 4 2．（2022·四川·成都七中高三期中）催化剂Ag@AgBr/mp﹣TiO 可以光降解2﹣萘酚，将其处理成无害物， 2 装置如图。下列说法错误的是A．该装置将光能和化学能转化为电能 B．工作时的负极发生反应： ﹣46e﹣+23O2﹣=10CO ↑+4H O 2 2 C．工作时，O2﹣从正极迁移到负极 D．b极电势高于a极 3．（2022·浙江温州·模拟预测）一种新型的高性能、低成本的钠型双离子可充电电池，其结构如图所示。 采用锡箔(不参与电极反应)作为电池电极及集流体，石墨(C )为另一极，电解液为NaPF 作为电解质的溶 n 6 液。下列有关说法不正确的是中 A．放电时，锡箔与钠的合金为负极 B．充电时，图中所示的正八面体形离子嵌入石墨电极 C．电池总反应：xNaC PF  xNaPF C n 6 x 6 n D．当外电路通过nmol电子时，锡钠极板质量应减少23ng 4．电解CO 饱和的0.1molL1的KHCO 溶液，含碳产物主要为CH OH，还有少量CO、HCOOH和 2 3 3 HCHO，实验装置如图，其中M、N均为TiO 纳米电极。下列说法错误的是 2A．b为电源的正极 B．生成CH OH的电极反应式为CO 6HCO6e=CH OH6CO2H O 3 2 3 3 3 2 C．若N极产生0.01mol气体，则电路中转移电子为0.04mol D．电解一段时间后，X、Y池中溶液碱性均增强 5．（2022·江西·龙南实验中学高三期中）纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池 充电时，三元锂电极上发生的电极反应为LiM O ne Li M O nLi 。下列说法错误的是 x y 1n x y A．电池工作时，硅基电极上发生的电极反应：Li Sine SinLi n B．电池工作时，三元锂电极为正极，发生还原反应 C．充电时，Li+由三元锂电极经电解质溶液移向硅基电极 D．为提高电池工作效率并延长电池使用寿命，可将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液 6．微生物燃料电池和微生物电合成技术具有广阔的发展空间，二者的原理如图所示。假定废弃有机物为 CH COOH，下列有关说法错误的是 3A．二者的能量转化形式恰好相反 B．图示左侧电极为正极，右侧电极为阴极 C．左侧电极反应式为CH COOH8e8OH 2CO 6H O 3 2 2 D．若用该燃料电池供电，理论上合成1mol CH OH，需消耗CH COOH45g 3 3 7．（2022·辽宁·鞍山一中高三阶段练习）近年来电池研究领域涌现出一类纸电池，其厚度仅0.5毫米，可 以任意弯曲。组成与传统电池类似。某纸电池结构如图所示，其M极为嵌锂石墨烯(Li C )，N极为钴酸锂 x 6 (LiCoO )，电解质为六氟磷酸锂(LiPF )的碳酸酯溶液(无水)。下列说法错误的是 2 6 A．放电时，M电极反应式为：LiC -xe-=xLi＋＋C x 6 6 B．放电时，Li＋由N极向M极迁移 C．充电时，M极接直流电源负极 D．充电时，N极反应式为：LiCoO -xe-=xLi＋＋Li CoO 2 1-x 2 8．（2022·山东淄博·二模）利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是 A．电流方向：B电极→用电器→A电极 B．B电极反应式为O+4H++4e-=2H O 2 2C．A电极反应式为： -4e-→ +4H+ D．若有机物为葡萄糖C H O，处理0.25mol时，会有6molH+透过质子交换膜迁移 6 12 6 9．（2022·广东韶关·二模）我国科学家设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi实现安培级CO 2 电合成甲酸盐，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，正极电极周围pH升高 B．充电时，阴极反应式为ZnOH2-+2e=Zn+4OH- 4 C．使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成 D．使用Sn催化剂，中间产物更不稳定 10．（2022·广西南宁·二模）KIO 广泛用于化工、医学和生活中，工业上制备KIO 的工作原理如图所示， 3 3 下列说法正确的是 A．a为正极，B极上发生氧化反应 B．电子流向：A→a→b→B C．X气体是H，每转移2mole-，可产生22.4LX气体 2 D．A极的电极反应式为：I-+6OH--6e-=IO+3H O 3 2 11．（2022·福建·模拟预测）微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的 重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷 的工作原理如图。下列有关说法错误的是A．a为电源的正极，b为电源的负极 B．电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C．Y电极发生的反应：CO+8H++8e-=CH +2H O、8H++8e-=4H 、CO+4H =CH +2H O 2 4 2 2 2 2 4 2 D．若用铅酸电池为电源，理论上消耗98gHSO 时，此装置中有2molH+发生迁移 2 4