【精准解析】2021新高考化学鲁科版：第6章专项提能特训12新型电源工作原理

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专项提能特训 12　新型电源工作原理

一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

1．(2018·全国卷Ⅲ，11)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多

孔碳材料电极处生成 Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　)

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 Li2O2－x===2Li＋(1－)O2

答案　D

解析　由题意知，放电时负极反应为 Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－

===2Li2O2－x(x＝0或1)，电池总反应为(1－)O2＋2Li===Li2O2－x。充电时的电池总反应与放电

时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为 Li2O2－x===2Li＋(1－)O2，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＋向锂材料区迁移，C项错误。

2．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 S8材料，电池反应为 16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　)

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4

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 Li2S2的量越多

答案　D

解析　A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中 Li＋移

动方向可知，电极 a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生

S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极反应式为 Li

－e－===Li＋，当外电路中流过 0.02 mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol，其

质量为 0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极 a的导电能力，正

确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为 8Li2Sx=====16Li＋xS8(2≤x≤8)，

故Li2S2的量会越来越少直至充满电，错误。

3.(2019·烟台诊断测试)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实

现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．负极的电极反应式为 SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋

B．总反应式为 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4

C．质子的移动方向为从电极 B到电极 A

D．SO2气流速率的大小可能影响电池的电动势

答案　C

解析　该电池的总反应原理：2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，B项正确；SO2在负极上发生氧

化反应，A项正确；放电时，H＋向正极移动，即从电极 A到电极 B，C项错误；SO2通入速

率可能会影响电池电动势，D项正确。

4．(2019·青岛调研)《科学美国人》评出的 2016 年十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原

理如图所示，则下列有关说法正确的是(　　)

A．该装置将电能转变为化学能

B．正极的电极反应为 2CO2＋2e－===C2O

C．每生成 1 mol Al2(C2O4)3，有 6 mol 电子流过负载

D．随着反应进行，草酸盐浓度不断变小

答案　BC

解析　A项，该装置属于原电池，将化学能转化为电能，错误；B项，原电池正极上发生得

电子的还原反应，结合电池原理图可得正极反应式为：2CO2＋2e－===C2O，正确；C项，每

生成 1 mol Al2(C2O4)3，负极有 2 mol Al 失去电子，共失去 6 mol 电子，所以有 6 mol 电子流

过负载，正确；D项，根据正负极反应情况可得电池总反应为 2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，所

以反应过程中不消耗草酸盐，错误。

5．关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：①微生物促进了电子的转移　②微生物所

在电极区放电时发生还原反应　③放电过程中，H＋从正极区移向负极区　④正极反应式为：

MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，正确的是(　　)

A．④ B．①③ C．①④ D．②③

答案　C

解析　①在微生物作用下 Cm(H2O)n转化为 CO2促进电子的转移，正确；②微生物在右侧，

右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误；③根据电流的

方向，放电过程中，H＋从负极区移向正极区，错误；④电池左侧为电池的正极区，MnO2在

H＋条件下发生得电子反应，所以正极反应式为：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，④正

确。

6．一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为： Al ＋3Cn(AlCl4)＋

4AlCl4Al2Cl＋3Cn(Cn表示石墨)。

下列说法中正确的是(　　)

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