2-3-2 化學(xué)電源 1．(2023年年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳鈉米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是(　　) A．放電時，ClO4－向負(fù)極移動 B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2 C．放電時，正極反應(yīng)為：3CO2＋4e－===2CO32－＋C D．充電時，正極反應(yīng)為：Na＋＋e－===Na 解析：電池放電時，ClO4－向負(fù)極移動，A項正確；結(jié)合總反應(yīng)可知放電時需吸收CO2，而充電時釋放出CO2，B項正確；放電時，正極CO2得電子被還原生成單質(zhì)C，即電極反應(yīng)式為3CO2＋4e－===2CO32－＋C，C項正確；充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，即C被氧化生成CO2，D項錯誤。 答案：D 2．(2023年年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)一種可充電鋰一空氣電池如圖所示。 當(dāng)電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是(　　) A．放電時，多孔碳材料電極為負(fù)極 B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x===2Li＋(1－)O2 解析：根據(jù)電池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此獲得電子，所以多孔碳材料電極為電池的正極，A項錯誤；放電時電子從負(fù)極(鋰電極)流出，通過外電路流向正極(多孔碳材料電極)，B項錯誤；Li＋帶正電荷，充電時，應(yīng)該向電解池的陰極(鋰電極)遷移，C項錯誤；充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x===2Li＋O2，D項正確。 答案：D 3．(2023年年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ節(jié)選)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示： 負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有_____________________________________ (寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子，需消耗氧氣________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 解析：電解過程中，負(fù)極區(qū)即陰極發(fā)生的是得電子反應(yīng)，元素化合價降低，屬于還原反應(yīng)，則圖中左側(cè)為負(fù)極反應(yīng)，根據(jù)圖示信息知電極反應(yīng)為：Fe3＋＋e－===Fe2＋和4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，由反應(yīng)可知電路中轉(zhuǎn)移4 mol電子消耗1 mol O2，則轉(zhuǎn)移1 mol電子消耗氧氣 mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L。 答案：Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　 5.6 3