《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

4.(2023·新课标卷)一种以$V_2O_5$和$Zn$为电极、$Zn(CF_3SO_3)_2$水溶液为电解液的电池，其示意图如图所示。放电时，$Zn^{2+}$可插入$V_2O_5$层间形成$Zn_xV_2O_5· nH_2O$。下列说法错误的是 (C)


A.放电时$V_2O_5$为正极
B.放电时$Zn^{2+}$由负极向正极迁移
C.充电总反应：$xZn + V_2O_5 + nH_2O \longrightarrow Zn_xV_2O_5· nH_2O$
D.充电阳极反应：$Zn_xV_2O_5· nH_2O - 2xe^- \longrightarrow xZn^{2+} + V_2O_5 + nH_2O$

答案：
4.C 放电时为负极：Zn - 2e⁻ = Zn²⁺
充电时为阴极：Zn²⁺ + 2e⁻ = Zn
放电时正极：xZn²⁺ + V₂O₅ + nH₂O + 2xe⁻ = ZnₓV₂O₅·nH₂O
充电时阳极：ZnₓV₂O₅·nH₂O - 2xe⁻ = xZn²⁺ + V₂O₅ + nH₂O
放电时Zn失去电子生成Zn²⁺，Zn为负极，则V₂O₅为正极，A正确；放电时，阳离子(Zn²⁺)移向正极，B正确；由分析可知，放电总反应为xZn + V₂O₅ + nH₂O = ZnₓV₂O₅·nH₂O，充电总反应为ZnₓV₂O₅·nH₂O = xZn + V₂O₅ + nH₂O，C错误；由分析可知，D正确。

5.(2023·全国乙卷)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：$\frac{1}{2}S_8 + e^- \longrightarrow \frac{1}{2}S_8^{2-}$，$\frac{1}{2}S_8^{2-} + e^- \longrightarrow S_8^{2-}$，$2Na^+ + \frac{x}{4}S_8^{2-} + 2(1 - \frac{x}{4})e^- \longrightarrow Na_2S_x$


下列叙述错误的是 (A)

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$2Na^+ + \frac{x}{8}S_8 + 2e^- \longrightarrow Na_2S_x$
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

答案： 5.A 充电时，阳离子Na⁺应向阴极钠电极迁移，A错误；放电时，Na失去的电子经外电路流向正极，即电子流向是a→b，B正确；将题给硫电极发生的反应依次编号为①②③，由$\frac{x}{4}$×① + $\frac{x}{4}$×② + ③可得正极总反应：2Na⁺ + $\frac{x}{8}$S₈ + 2e⁻ → Na₂Sₓ，C正确；炭化纤维素纸具有良好的导电性，D正确。