《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

5.(热激活电池)热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为$Li_7Si_3$和$LiMn_2O_4$。已知:$LiCl$和$KCl$混合物的熔点与$KCl$的物质的量分数的关系如图2所示。


下列说法错误的是 (C)

A.放电时，$Li^+$向b极区移动
B.放电时，a极的电极反应是$3Li_{13}Si_4 - 11e^- \longrightarrow 4Li_7Si_3+11Li^+$
C.该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能
D.调节混合物中$KCl$的物质的量分数可以改变电池的启动温度

答案： 5.C 放电时，$\mathrm{Li}^{+}$向正极移动，即向 b 极区移动，A 正确；放电时，a 极的$\mathrm{Li}_{13}\mathrm{Si}_{4}$失电子发生氧化反应，电极反应是$3\mathrm{Li}_{13}\mathrm{Si}_{4}-11\mathrm{e}^{-}\xlongequal{}4\mathrm{Li}_{7}\mathrm{Si}_{3}+11\mathrm{Li}^{+}$，B 正确；该电池中火药燃烧产生的化学能转化为电能，C 错误；由图 2 可知，调节混合物中$\mathrm{KCl}$的物质的量分数为$0.6$时，$400\ ^{\circ}\mathrm{C}$时就可以启动电池，D 正确。

6.(光敏太阳能电池)一种钌($Ru$)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是 (D)


A.镀Pt导电玻璃的作用是传递$I^-$
B.电池工作时，光能转变为电能，X为电池的正极
C.电池的电解质溶液中$I^-$和$I_3^-$的浓度均不断减小
D.电解质溶液中发生反应:$2Ru^{3+}+3I^- \longrightarrow 2Ru^{2+}+I_3^-$

答案： 6.D 镀铂导电玻璃的作用是作为电极，起到导电作用，故 A 项错误；电极 X 上发生失去电子的反应，为电池的负极，故 B 项错误；电池放电时，总反应为$2\mathrm{Ru}^{2+}+\mathrm{I}_{3}^{-}\xlongequal{}2\mathrm{Ru}^{3+}+3\mathrm{I}^{-}$，电解质溶液中发生的反应为$2\mathrm{Ru}^{3+}+3\mathrm{I}^{-}\xlongequal{}2\mathrm{Ru}^{2+}+\mathrm{I}_{3}^{-}$，因此电池的电解质溶液中$\mathrm{I}^{-}$和$\mathrm{I}_{3}^{-}$的浓度不变，故 C 项错误，D 项正确。

7.(双极膜电池)科学家开发出了一种锌-一氧化氮电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 (C)


A.电极电势:$Zn/ZnO$电极＜$MoS_2$电极
B.$Zn/ZnO$的电极反应为$Zn - 2e^-+2OH^- \longrightarrow ZnO+H_2O$
C.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小
D.电子流向:$Zn/ZnO$电极→负载→$MoS_2$电极

答案： 7.C 该电池可以合成氨，由题图可知，$\mathrm{MoS}_{2}$电极的电极反应为$\mathrm{NO}+5\mathrm{e}^{-}+5\mathrm{H}^{+}\xlongequal{}\mathrm{NH}_{3}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$，为正极，$\mathrm{Zn}/\mathrm{ZnO}$电极为负极，$\mathrm{MoS}_{2}$电极为正极，正极电势高于负极电势，A 正确；$\mathrm{Zn}/\mathrm{ZnO}$电极的电极反应为$\mathrm{Zn}-2\mathrm{e}^{-}+2\mathrm{OH}^{-}\xlongequal{}\mathrm{ZnO}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$，B 正确；$\mathrm{MoS}_{2}$电极区消耗的$\mathrm{H}^{+}$源于双极膜解离出的$\mathrm{H}^{+}$，且产生的$\mathrm{NH}_{3}$会部分溶解，所以正极区溶液的 pH 不会减小，C 错误；电子流向：负极→负载→正极，即$\mathrm{Zn}/\mathrm{ZnO}$电极→负载→$\mathrm{MoS}_{2}$电极，D 正确。