新型化学电源

我国科学家开发设计一种天然气脱硫装置，利用如图装置可实现：H₂S＋O₂―→H₂O₂＋S。

已知甲池中有如下的转化：

下列说法错误的是(　　)

A.该装置可将光能转化为电能和化学能

B.该装置工作时，溶液中的H^＋从甲池经过全氟磺酸膜进入乙池

C.甲池碳棒上发生电极反应：AQ＋2H^＋＋2e^－H₂AQ

D.乙池①处发生反应：H₂S＋I3(－)3I^－＋S↓＋2H^＋

我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是(　　)

某新型可充电电池构造如图所示，工作时(需先引发铁和氯酸钾的反应，从而使LiCl－KCl共晶盐熔化)某电极(记为X)的反应式之一为xLi^＋＋xe^－＋LiV₃O₈Li_1＋xV₃O₈。下列说法正确的是(　　)

A.放电时，正极上的电极反应式为Li－e^－Li^＋

B.放电时，总反应式为xLi＋LiV₃O₈Li_1＋xV₃O₈

C.充电时，X电极与电源负极相连

D.充电时，X电极的质量增加

我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间的零排放，循环利用人体呼出的CO₂并提供O₂，我国科学家设计了一种装置(如下图)，实现了“太阳能→电能→化学能”转化，总反应方程式为2CO₂2CO＋O₂。关于该装置的下列说法正确的是(　　)

A.图中N型半导体为正极，P型半导体为负极

B.图中离子交换膜为阳离子交换膜

C.反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强

D.人体呼出的气体参与X电极的反应：CO₂＋2e^－＋H₂OCO＋2OH^－

如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na₂S₂和NaBr₃，放电后分别变为Na₂S₄和NaBr。下列叙述正确的是(　　)

A.放电时，负极反应为3NaBr－2e^－NaBr₃＋2Na^＋

B.充电时，阳极反应为2Na₂S₂－2e^－Na₂S₄＋2Na^＋

C.放电时，Na^＋经过离子交换膜，由b池移向a池

D.用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H₂时，b池生成17.40 g Na₂S₄

一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的工作原理示意图如下，电池工作时发生的反应为：

Ru^Ⅱhν(――→)Ru^Ⅱ*(激发态)

Ru^Ⅱ*―→Ru^Ⅲ＋e^－

I3(－)＋2e^－―→3I^－

2Ru^Ⅲ＋3I^－―→2Ru^Ⅱ＋I3(－)

下列关于该电池的叙述错误的是(　　)

A.电池中镀Pt导电玻璃为正极

B.电池工作时，I^－在镀Pt导电玻璃上放电

C.电池工作时，电解质中I^－和I3(－)浓度不会减少

D.电池工作时，是将太阳能转化为电能

中科院深圳先进技术研究院成功研发了一种高效、低成本储能电池——“铝－石墨”双离子电池，电池总反应为Al＋xC＋Li^＋＋PF6(－)充电AlLi＋C_xPF₆。下列有关该电池的说法正确的是(　　)

A.放电时，PF6(－)向正极移动

B.放电时，负极反应为Al－3e^－Al^3＋

C.充电时，两个电极增加的质量相等

D.充电时，阳极反应为xC＋PF6(－)－e^－C_xPF₆

优质的锂碘电池可用于心脏起搏器来延续患者的生命，它的正极材料是聚2­乙烯吡啶(简写为P₂VP)和I₂的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为2Li＋P₂VP·nI₂P₂VP·(n－1)I₂＋2LiI，则下列说法正确的是(　　)

A.该电池所产生的电压低，使用寿命比较短

B.电池工作时，碘离子移向P₂VP一极

C.聚2­乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此聚2­乙烯吡啶的复合物不会导电

D.放电时，正极的反应为P₂VP·nI₂＋2Li^＋＋2e^－P₂VP·(n－1)I₂＋2LiI

一种突破传统电池设计理念的Mg­Sb液态金属储能电池，其工作原理如下图所示。该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是(　　)

A.放电时，Mg(液)层的质量减小

B.放电时，正极反应式为：Mg^2＋＋2e^－Mg

C.充电时，Mg­Sb(液)层发生还原反应

D.充电时，Cl^－向中层和下层分界面处移动

一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为Al＋3C_n(AlCl₄)＋4AlCl4(－)  4Al₂Cl7(－)＋3C_n(C_n表示石墨)。下列说法正确的是(　　)

A.放电时负极电极反应为2Al－6e^－＋7Cl^－Al₂Cl7(－)

B.放电时AlCl4(－)移向正极

C.充电时阳极反应AlCl4(－)－e^－＋C_nC_n(AlCl₄)

D.电路中每转移3 mol电子，最多有1 mol C_n(AlCl₄)被还原

某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A.b极发生还原反应

B.高温下该电池效率更高

C.若有机物为甲烷，则该电池整个过程的总反应式为：CH₄＋2O₂CO₂＋2H₂O

D.硫氧化菌参加的反应为：HS^－＋8e^－＋4H₂OSO4(2－)＋9H^＋

下图甲是一种利用微生物将废水中的尿素[CO(NH₂)₂]的化学能直接转化为电能，并生成对环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是(　　)

A.铜电极应与X相连接

B.H^＋透过质子交换膜由左向右移动

C.当N电极消耗0.25 mol气体时，则铁电极增重16 g

D.M电极反应式：H₂NCONH₂＋H₂O－6e^－CO₂↑＋N₂↑＋6H^＋

下图是用于航天飞行器中的一种全天候太阳能电化学电池在光照时的工作原理。下列说法正确的是(　　)

A.该电池与硅太阳能电池供电原理相同

B.光照时，H^＋由a极室通过质子膜进入b极室

C.光照时，b极反应式为VO^2＋＋2OH^－－e^－VO2(＋)＋H₂O

D.夜间无光照时，a电极流出电子

最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝－石墨烯(C_n)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时，电池中导电离子的种类不变。已知能量密度＝电池容量(J)÷负极质量(g)。下列分析错误的是(　　)

A.放电时，C_n(石墨烯)为正极

B.放电时，Al₂Cl7(－)在负极转化为AlCl4(－)

C.充电时，阳极反应为4Al₂Cl7(－)＋3e^－Al＋7AlCl4(－)

D.以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度

质子交换膜(只有质子能够通过)左、右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L^－1 H₂SO₄溶液。电极a上发生的电极反应式为__________________，当电池中有1 mol e^－发生转移时左、右两侧溶液的质量之差为________g(假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。

(2)科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO₂转化为气体燃料CO。该装置工作时的总反应的化学方程式为___________________________________________________________。