《2025年步步高大二轮专题复习化学》

2.（2023·辽宁，11）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是 （ ）
　　
A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧H⁺通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应：Pb + SO₄²⁻ + 2Fe³⁺ = PbSO₄ + 2Fe²⁺

答案： B [放电时，负极上$Pb$失电子结合硫酸根离子生成$PbSO_{4}$附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的$H^{+}$通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为$PbSO_{4}+2Fe^{2 + }=Pb + SO_{4}^{2 - }+2Fe^{3 + }$，D错误。]

3.（2023·新课标卷，10）一种以V₂O₅和Zn为电极、Zn(CF₃SO₃)₂水溶液为电解质的电池，其示意图如下。放电时，Zn²⁺可插入V₂O₅层间形成ZnₓV₂O₅·nH₂O。下列说法错误的是 （ ）
　　
A. 放电时V₂O₅为正极
B. 放电时Zn²⁺由负极向正极迁移
C. 充电总反应：xZn + V₂O₅ + nH₂O = ZnₓV₂O₅·nH₂O
D. 充电阳极反应：ZnₓV₂O₅·nH₂O - 2xe⁻ = xZn²⁺ + V₂O₅ + nH₂O

答案： C [放电时，$Zn^{2 + }$可插入$V_{2}O_{5}$层间形成$Zn_{x}V_{2}O_{5}\cdot nH_{2}O$，$V_{2}O_{5}$发生了还原反应，则放电时$V_{2}O_{5}$为正极，A正确；$Zn$为负极，放电时$Zn$失去电子变为$Zn^{2 + }$，阳离子向正极迁移，则放电时$Zn^{2 + }$由负极向正极迁移，B正确；电池在放电时的总反应为$xZn + V_{2}O_{5}+nH_{2}O=Zn_{x}V_{2}O_{5}\cdot nH_{2}O$，则在充电时的总反应为$Zn_{x}V_{2}O_{5}\cdot nH_{2}O= xZn + V_{2}O_{5}+nH_{2}O$，C不正确；充电时阳极上$Zn_{x}V_{2}O_{5}\cdot nH_{2}O - xe^{-}=xZn^{2 + }+V_{2}O_{5}+nH_{2}O$，D正确。]

4.（2023·全国乙卷，12）室温钠 - 硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠 - 硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：$\frac{1}{2}$S₈ + e⁻ → $\frac{1}{2}$S₈²⁻，$\frac{1}{2}$S₈²⁻ + e⁻ → S₄²⁻，2Na⁺ + $\frac{x}{4}$S₄²⁻ + 2(1 - $\frac{x}{4}$)e⁻ → Na₂Sₓ

下列叙述错误的是 （ ）
A. 充电时Na⁺从钠电极向硫电极迁移
B. 放电时外电路电子流动的方向是a→b
C. 放电时正极反应为2Na⁺ + $\frac{x}{8}$S₈ + 2e⁻ → Na₂Sₓ
D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

答案： A [充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，$Na^{+}$由硫电极迁移至钠电极，A错误；放电时$Na$在$a$电极失去电子，失去的电子经外电路流向$b$电极，即电子在外电路的流向为$a→b$，B正确；将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③，由$\frac{x}{4}\times①+\frac{x}{4}\times②+③$可得正极的反应式为$2Na^{+}+\frac{x}{8}S_{8}+2e^{-}=Na_{2}S_{x}$，C正确；炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确。]

5.（2024·新课标卷，12）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）
　　
电池工作时，下列叙述错误的是 （ ）
A. 电池总反应为2C₆H₁₂O₆ + O₂ = 2C₆H₁₂O₇
B. b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C. 消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D. 两电极间血液中的Na⁺在电场驱动下的迁移方向为b→a

答案： C [该装置为原电池，$a$为正极，电极反应为$O_{2}+4e^{-}+2H_{2}O=4OH^{-}$，$b$为负极，发生反应：$Cu_{2}O - 2e^{-}+2OH^{-}=2CuO+H_{2}O$，在负极区，葡萄糖被$CuO$氧化为葡萄糖酸：$C_{6}H_{12}O_{6}+2CuO=C_{6}H_{12}O_{7}+2Cu$，电池的总反应为$2C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}=2C_{6}H_{12}O_{7}$，A正确；$CuO$将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，自身被还原为$Cu_{2}O$，$Cu_{2}O$在$b$电极上失电子转化成$CuO$，因此，$CuO$通过$Cu(Ⅱ)$和$Cu(Ⅰ)$相互转变起催化作用，B正确；由反应$2C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}=2C_{6}H_{12}O_{7}$可知，$1molC_{6}H_{12}O_{6}$参加反应时转移$2mol$电子，消耗$18mg(0.1mmol)$葡萄糖时，理论上$a$电极有$0.2mmol$电子流入，C错误；原电池中阳离子从负极向正极迁移，故$Na^{+}$迁移方向为$b→a$，D正确。]

6.（2019·全国卷Ⅰ，12）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

答案： 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$MV^{2 + }$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$MV^{2 + }$，电极反应式为$MV^{+}-e^{-}=MV^{2 + }$，放电生成的$MV^{2 + }$在氢化酶的作用下与$H_{2}$反应生成$H^{+}$和$MV^{+}$，反应的方程式为$H_{2}+2MV^{2 + }=2H^{+}+2MV^{+}$，故B错误；右室为正极区，$MV^{2 + }$在正极得电子发生还原反应生成$MV^{+}$，电极反应式为$MV^{2 + }+e^{-}=MV^{+}$，放电生成的$MV^{+}$与$N_{2}$在固氮酶的作用下反应生成$NH_{3}$和$MV^{2 + }$，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。]