新型化学电源与电解池原理的分析应用
1.(2024·江苏赣榆专题练)研究发现,镁离子的理论体积能量密度几乎是锂的两倍,或将为电池提供高能量密度,镁离子电池未来有望成为锂离子电池的替代品或重要补充。某镁离子电池的放电原理如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.该电池不能用水作电解质的溶剂
B.放电时,Mg2+从电势低的电极区通过电解质移向电势高的电极区
C.放电时,该电池总反应式为xMg+Mo3S4===MgxMo3S4
D.充电时,阳极反应式为MgxMo3S4+2xe-===Mo3S4+xMg2+
答案 D
解析 A.镁为活泼金属,能和水反应,故不能用水作电解质的溶剂,正确;B.放电时,Mg2+从A极区通过电解质移向B极区,即从电势低的负极区移向电势高的正极区,正确;C.放电时,Mg失电子,A极为负极,电极反应为Mg-2e-===Mg2+,Mo3S4得电子,B极为正极,电极反应为Mo3S4+2xe-+xMg2+===MgxMo3S4,该电池总反应式为xMg+Mo3S4===MgxMo3S4,正确;D.充电时,B极上MgxMo3S4失电子,作阳极,电极反应为放电时正极反应的逆过程,为MgxMo3S4-2xe-===Mo3S4+xMg2+,错误。
2.(2024·河南开封阶段练)钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点,有望成为锂离子电池之后的新型首选电池,如图是一种钠离子电池工作示意图:
下列说法中错误的是( )
A.放电时,Na+通过交换膜向N极移动
B.充电时,光照可促进电子的转移
C.充电时,TiO2光电极上发生的电极反应为3I-+2e-===
D.放电时,若负极室有2 mol阴离子发生反应,则电路中转移3 mol电子
答案 C
解析 放电时,为原电池,电极M上发生反应4S2--6e-===,所以电极M为原电池的负极,电极N上发生反应+2e-===3I-,所以电极N为原电池的正极。充电时为电解池,据此分析。A.放电时,为原电池,Na+是阳离子,向正极N移动,正确;B.充电时,光照可促进I-在TiO2光电极上转移电子,正确;C.充电时,由图可知在TiO2光电极上发生的电极反应为3I--2e-===,错误;D.放电时,负极发生的反应为4S2--6e-===,所以当负极室有2 mol阴离子发生反应时,电路中转移3 mol电子,正确。
3.某同学组装了如图所示的电化学装置,其中电极Ⅰ的电极材料为Al,电极Ⅱ的电极材料为Cu。下列说法不正确的是( )
A.闭合开关,电流由电极Ⅵ经外电路流向电极Ⅰ
B.电极Ⅳ是镀件,电极Ⅵ是粗铜
C.该装置工作一段时间后,忽略溶液体积变化,电镀铜和精炼铜的电解质溶液中S的浓度不变
D.外电路通过1 mol电子,电极Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ的质量均增加32 g
答案 B
解析 电极Ⅰ的电极材料为Al,电极Ⅱ的电极材料为Cu,电极Ⅱ浸在CuSO4溶液中,会发生自发的氧化还原反应:2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu,则左边的两个烧杯及电解质溶液、金属电极、导线等构成了原电池,Al为负极,Cu为正极,则后面的两个装置为电解池,Ⅲ和正极铜相连,为电解池的阳极,Ⅳ为阴极,Ⅴ为阳极,Ⅵ为阴极。A.Al比Cu活泼,故电极Ⅰ是原电池的负
