《2025年步步高大二轮专题复习化学》

7.（2024·河北，13）我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg - CO₂电池，以Mg(TFSI)₂为电解质，电解液中加入1,3 - 丙二胺（PDA）以捕获CO₂，使放电时CO₂还原产物为MgC₂O₄。该设计克服了MgCO₃导电性差和释放CO₂能力差的障碍，同时改善了Mg²⁺的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
　　　
下列说法错误的是 （ ）
A. 放电时，电池总反应为2CO₂ + Mg = MgC₂O₄
B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg²⁺向阴极迁移
D. 放电时，每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO₂

答案： C [放电时$CO_{2}$转化为$MgC_{2}O_{4}$，碳元素化合价由$ + 4$价降低为$ + 3$价，发生还原反应，所以多孔碳纳米管电极为正极，电极反应式为$Mg^{2 + }+2CO_{2}+2e^{-}=MgC_{2}O_{4}$，$Mg$电极为负极，电极反应式为$Mg - 2e^{-}=Mg^{2 + }$，则放电时电池总反应为$2CO_{2}+Mg=MgC_{2}O_{4}$，A正确；充电时，多孔碳纳米管电极上发生氧化反应，为阳极，与电源正极连接，B正确；充电时，$Mg$电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向$Mg$电极，同时$Mg^{2 + }$向阴极移动，C错误；根据放电时的电极总反应$2CO_{2}+Mg=MgC_{2}O_{4}$可知，每转移$1mol$电子，理论上可转化$1molCO_{2}$，D正确。]

8.（2024·安徽，11）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn - TCPP（局部结构如标注框内所示）形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO₄和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是（ ）
　
A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B. 电池总反应为：I₃⁻ + Zn $\underset{充电}{\overset{放电}{\rightleftharpoons}}$ Zn²⁺ + 3I⁻
C. 充电时，阴极被还原的Zn²⁺主要来自Zn - TCPP
D. 放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子

答案： C [由标注框内所示结构可知，其结构中存在碳碳单键、碳碳双键等多种共价键，还有由$N$提供孤电子对、$Zn^{2 + }$提供空轨道形成的配位键，A项正确；由图可知，该新型水系锌电池的负极是锌，正极是超分子材料，负极的电极反应式为$Zn - 2e^{-}=Zn^{2 + }$，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为$Zn^{2 + }+2e^{-}=Zn$；正极电极反应式为$I_{3}^{-}+2e^{-}=3I^{-}$，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为$3I^{-}-2e^{-}=I_{3}^{-}$，则该电池总反应为$I_{3}^{-}+Zn\underset{充电}{\overset{放电}{\rightleftharpoons }}Zn^{2 + }+3I^{-}$，B项正确；充电时，阴极电极反应式为$Zn^{2 + }+2e^{-}=Zn$，被还原的$Zn^{2 + }$主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为$Zn - 2e^{-}=Zn^{2 + }$，因此消耗$0.65g$（即$0.01mol$）$Zn$，理论上转移$0.02mol$电子，D正确。]

9.（2023·山东，11改编）利用热再生氨电池可实现CuSO₄电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO₄电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。
　　　　　
下列说法不正确的是 （ ）
A. 甲室Cu电极为负极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应：Cu²⁺ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺
D. NH₃扩散到乙室将对电池电动势产生影响

答案： B [向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室$Cu$电极溶解，变为铜离子与氨形成$[Cu(NH_{3})_{4}]^{2 + }$，因此甲室$Cu$电极为负极，故A正确；原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨水要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正向进行，故B错误；负极反应是$Cu - 2e^{-}+4NH_{3}=[Cu(NH_{3})_{4}]^{2 + }$，正极反应是$Cu^{2 + }+2e^{-}=Cu$，则电池总反应为$Cu^{2 + }+4NH_{3}=[Cu(NH_{3})_{4}]^{2 + }$，故C正确；$NH_{3}$扩散到乙室会与铜离子反应生成$[Cu(NH_{3})_{4}]^{2 + }$，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。]

10.（2023·河北，7）我国科学家发明了一种以 K和MnO₂为电极材料的新型电池，其内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料
下列说法错误的是 （ ）
　　　　　
A. 充电时，b电极上发生还原反应
B. 充电时，外电源的正极连接b电极
C. 放电时，①区溶液中的SO₄²⁻向②区迁移
D. 放电时，a电极的电极反应式为MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ = Mn²⁺ + 2H₂O

答案：
B [放电时，电极材料$K$ $K$转化为 ，电极反应为$K$ $K - 2ne^{-}= $ $+2nK^{+}$，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：$MnO_{2}+4H^{+}+2e^{-}=Mn^{2 + }+2H_{2}O$，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③区为碱性溶液，$b$电极是$K$ $K$电极，①区为酸性溶液，$a$电极是二氧化锰电极。充电时，$b$电极上得到电子，发生还原反应，A正确；充电时，外电源的正极连接$a$电极，电极失去电子，电极反应为$Mn^{2 + }+2H_{2}O - 2e^{-}=MnO_{2}+4H^{+}$，B错误；放电时，①区溶液中多余的$SO_{4}^{2 - }$向②区迁移，C正确。]