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教材案例专练2 电化学储
第四篇 热点多维集训——练关键能力
能技术
A.放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应
B.放电时负极的反应为Zn－2e－===Zn2＋
C.充电时电池正极上的反应为：ZnxVS2＋2xe－＋
xZn2＋===VS2＋2xZn
D.充电时锌片与电源的负极相连
C
2.(2022·宿迁月考)科学家对新型Li－CO2电化学系统研究发现，用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时CO2的放电产物为Li2C2O4析出，装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该电化学储能系统Li极作为负极
B.该电池最好选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液
C.CO2放电的电极反应式为：2CO2＋2e－＋2Li＋
===Li2C2O4
D.电池“吸入”CO2时将化学能转化为电能
B
解析 由图可知，用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时产物为Li2C2O4，Li价态升高为负极，CO2通入极为正极。A.由题干及图示知，Li极发生反应的产物为Li2C2O4，Li价态升高，失去电子，作负极，故A正确；B.Li能与水反应，不能选择水溶液作电解质溶液，故B错误；C.根据上述分析，CO2作正极，得到电子发生还原反应，则CO2放电的电极反应式为：2CO2＋2e－＋2Li＋===Li2C2O4，故C正确；D.根据原电池原理分析，电池“吸入”CO2时即CO2放电参加反应，将化学能转化为电能，故D正确。
3.(2022·重庆八中模拟)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示。下列说法正确的是( )
B
4.液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。下图为一种中性Zn/Fe液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是( )
C
答案 C
6.下图是采用新能源储能器件将CO2转化为固体产物，实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li—CO2电池组成为钌电极/CO2—饱和LiClO4—DMSO电解液/锂片。下列说法错误的是( )
A.钌电极为负极，其电极反应式为：2Li2CO3＋C－4e－=== 3CO2＋4Li＋
B.Li—CO2电池电解液由LiClO4—DMSO溶于水得到
C.这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放，还可将CO2作为可再生能源载体
D.CO2的固定中，每生成1.5 mol气体，可转移2 mol e－
B
解析 A.由图可知，钌电极上的电极反应式为 2Li2CO3＋C－4e－===4Li＋＋3CO2↑，故A正确；B.由题意可知，Li－CO2 电池有活泼金属 Li，所以电解液为非水溶液饱和LiClO4－(CH3)2SO(二甲基亚砜)有机溶剂，故B错误；C.由图可知，CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C，这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放，还可将CO2作为可再生能源载体，故C正确；D.由图可知，CO2的固定中的电极反应式为：2Li2CO3===4Li＋＋2CO2↑＋O2＋4e－，转移4 mol e－生成3 mol气体，CO2的固定中，每生成1.5 mol气体，可转移2 mol e－，故D正确。
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本讲内容结束教材案例专练2 电化学储能技术
1.锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。VS2/Zn扣式可充电电池组成示意图如下。Zn2＋可以在VS2晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为VS2＋xZnZnxVS2。下列说法错误的是( )
A.放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应
B.放电时负极的反应为Zn－2e－===Zn2＋
C.充电时电池正极上的反应为：ZnxVS2＋2xe－＋xZn2＋===VS2＋2xZn
D.充电时锌片与电源的负极相连
答案 C
解析 A.放电时，不锈钢箔为正极，发生还原反应，故A正确；B.放电时，负极为锌，锌电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，故B正确；C.充电时，原电池的正极接电源的正极，作阳极，失去电子，发生氧化反应，故C错误；D.充电时，原电池负极锌片与电源的负极相连，作阴极，故D正确。
2.(2022·宿迁月考)科学家对新型Li－CO2电化学系统研究发现，用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时CO2的放电产物为Li2C2O4析出，装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该电化学储能系统Li极作为负极
B.该电池最好选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液
C.CO2放电的电极反应式为：2CO2＋2e－＋2Li＋===Li2C2O4
D.电池“吸入”CO2时将化学能转化为电能
答案 B
解析 由图可知，用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时产物为Li2C2O4，Li价态升高为负极，CO2通入极为正极。A.由题干及图示知，Li极发生反应的产物为Li2C2O4，Li价态升高，失去电子，作负极，故A正确；B.Li能与水反应，不能选择水溶液作电解质溶液，故B错误；C.根据上述分析，CO2作正极，得到电子发生还原反应，则CO2放电的电极反应式为：2CO2＋2e－＋2Li＋===Li2C2O4，故C正确；D.根据原电池原理分析，电池“吸入”CO2时即CO2放电参加反应，将化学能转化为电能，故D正确。
3.(2022·重庆八中模拟)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.电池的工作原理为Fe2＋＋Cr3＋Fe3＋＋Cr2＋
B.装置中的选择性透过膜为阴离子交换膜
C.放电时，电路中每流过0.1 mol电子，Cr3＋浓度增加0.1 mol·L－1
D.用氢氧燃料电池对此电池充电时，CrCl3/CrCl2一侧电极接通氧气的电极
答案 B
解析 A.由图中正负极可知，电池的工作原理为Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋，选项A错误；B.电池放电时，Cl－从正极室穿过选择性透过膜移向负极室，选择性透过膜为阴离子交换膜，选项B正确；C.放电时，电路中每流过0.1 mol电子，就会有0.1 mol的三价铬离子生成，离子的浓度和体积有关，选项C错误；D.充电时，原电池中的负极作电解池的阴极，接电源负极，氢氧燃料电池中，通入氧气的电极为正极，选项D错误。
4.液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。下图为一种中性Zn/Fe液流电池的结构及工作原理图。下列有关说法错误的是( )
A.充电时A电极连电源负极
B.放电时正极电极反应为：Fe(CN)＋e－===Fe(CN)
C.放电时负极区离子浓度增大，正极区离子浓度减小
D.充电时阴极电极反应：ZnBr＋2e－===Zn＋4Br－
答案 C
解析 A.充电时，A电极连电源负极，做电解池的阴极，故A正确；B.放电时，电极B为正极，六氰合铁酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成六氰合亚铁酸根离子，电极反应式为Fe(CN)＋e－===Fe(CN)，故B正确；C.放电时，电极A为液流电池的负极，锌在溴离子作用下失去电子发生氧化反应生成四溴合锌离子，电极反应式为Zn＋4Br－－2e－===ZnBr，由电极反应式可知，放电时负极区离子浓度减小，故C错误；D.充电时，四溴合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和溴离子，电极反应式为ZnBr＋2e－===Zn＋4Br－，故D正确。
5.(2022·六安一中摸底)钠离子电池是极具潜力的下一代电化学储能电池。我国科学家研究出一种钠离子可充电电池的工作示意图如下，电池内部只允许Na＋通过，电池反应为
，(其中—R1代表没参与反应的—COONa，—R2代表没参与反应的—ONa)，下列有关说法不正确的是( )
A.钠离子电池相比于锂离子电池，具有原料储量丰富，价格低廉的优点
B.放电时，a极为负极，发生氧化反应
C.充电时，阴极发生反应为
D.充电时，当电路中转移0.3 mol电子时，Q极质量减少6.9 g
答案 C
解析 依据题给电池反应可知，放电过程中负极发生氧化反应：
＋2Na＋，正极发生还原反应：；而充电过程中阳极发生氧化反应：＋2Na＋，阴极发生还原反应：
。A.钠以盐的形式广泛存在于海水、矿物中，因此钠离子电池相比于锂离子电池，具有原料储量丰富，价格低廉的优点，A项正确；B.依据电池反应可推断出实线表示放电过程，根据物质的变化可判断a极为负极，发生氧化反应，B项正确；C.根据充电时物质的变化结合分析可知，C项错误；D.充电时Na＋从Q极转移到P极，且2e－～2Na＋，故当转移0.3 mol电子时减少0.3 mol Na＋，质量为6.9 g，D项正确。
6.下图是采用新能源储能器件将CO2转化为固体产物，实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li—CO2电池组成为钌电极/CO2—饱和LiClO4—DMSO电解液/锂片。下列说法错误的是( )
A.钌电极为负极，其电极反应式为：2Li2CO3＋C－4e－=== 3CO2＋4Li＋
B.Li—CO2电池电解液由LiClO4—DMSO溶于水得到
C.这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放，还可将CO2作为可再生能源载体
D.CO2的固定中，每生成1.5 mol气体，可转移2 mol e－
答案 B
解析 A.由图可知，钌电极上的电极反应式为 2Li2CO3＋C－4e－===4Li＋＋3CO2↑，故A正确；B.由题意可知，Li－CO2 电池有活泼金属 Li，所以电解液为非水溶液饱和LiClO4－(CH3)2SO(二甲基亚砜)有机溶剂，故B错误；C.由图可知，CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C，这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放，还可将CO2作为可再生能源载体，故C正确；D.由图可知，CO2的固定中的电极反应式为：2Li2CO3===4Li＋＋2CO2↑＋O2＋4e－，转移4 mol e－生成3 mol气体，CO2的固定中，每生成1.5 mol气体，可转移2 mol e－，故D正确。
