2021届高考化学教学案第9章 高考热点课7 高考中的新型化学电源含解析

学必求其心得，业必贵于专精届化学人教一轮创新学案：第高考点课高考中的型化学电含解析高考中的新型化学电源命题分析:以新型化学电源为命题背景考查原电池的结构和工作原理是高考的热点；涉及的新型化学电源种类繁多，如储氢电池、高铁电池、海洋电池、锂离子电池等。解答此类题，不要被新材料、新情境所吓倒，只要学会迁移运用常见化学电源工作原理，正确判断正负极，写出电极反应式就能破题。1．正、负极的判断新型电池中错!2．放电时正极、负极电极应式的书写（1）首先分析物质得失电子的情况。）然后再虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。（对于较为复杂的电极反应，可以利用“反应式－较简单一极的电极反应式＝较复杂一极的电极反应式”的方法解决。3．充电时阴极、阳极的判（1）首先应搞明白原电池放电时的正、负极.（2）根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。）电极反式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正

学必求其心得，业必贵于专精极与充电时的阳极分别互逆。4．可充电电池的分析(1)“正正负”—原电池的正极充电时要与外接电源的正极相连，原电池的负极充电时要与外接电源的负极相连）颠颠倒倒——原电池的正极反应倒过来，就是充电时电解池的阳极反应式。原电池的负极反应倒过来，就是充电时电解池的阴极反应式。[解析]该反应中,可产生电流反应条件比较温和有高温高压条件，A正确；该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用，

2232222学必求其心得，业必贵于专2232222发生反应H＋2MV===2H＋＋＋,B错误右端电极反应式为MV＋e－＋

是正极在正极区N得到电子生成NH发生还原反应C确;电池中内电路中H＋通过交换膜由负极区向正极区移动，D正确。[答案]B（2019·广东汕头高三期末)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：―→H＋。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

．甲池碳棒上发生电极反应：AQ＋2H＋

＋

－D．乙池①处发生反应：HS＋I误===3I－

＋S↓＋2H

＋答案

B

22学必求其心得，业必贵于专精22解析

该装置是原电池装置根图中信息知是将光能转化为电能和化学能的装置A正确；原电池中阳离子移向正极，由图可知电子由乙池流出经外电路流向甲池，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池，B错误；甲池中碳棒是正极,该电极上发生得电子的还原反应,即AQ＋2H

＋

＋－===HAQ，C正确；在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，I误得电子生成I

－

，发生的反应为H2S＋I误===3I－

＋S2H，D正确.（2019·天津高)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（）［解析］根据题图左侧a极电极反应为IBr－＋－===2I－＋Br－，右侧b极电极反应为Zn－2e－===Zn

，可以得出总反应为I

2

Br－

＋2＋＋Br－

＋2I－故为原电池负a为原电池正极放电时，a极反应为I

2

Br－

＋－－

＋Br

－

，A确;电时，

3x3381x3x3381x33381x8由总反应可知离子数目增大B正确；充电时b每增重65，被还原的Zn的物质的量为。01则消耗。02mol－,C正确；充电时,极发生氧化反应,作阳极，接电源正极，D误。［答案]D（2019·湖南名校高三大联考）某新型可充电电池构造如图所示工作（需先引发铁和氯酸钾的反应，从而使LiCl－共晶盐熔化)某电极（记为

的反应式之一为

xLi＋＋x＋LiVO===LiVO下列说法正确的是（＋

)A．放电时，正极上的电极反应式为Li－－===Li＋B．放电时，总反式为xLi＋LiV===LiVO＋．充电时，X电极与电源负极相连D．充电时，X极的质量增加答案解析

B由题干所给电极反应式可知X电极发生得电子的还原反应故X电极是正极，结合题图知X电极是LiVO，则Li－合金是负极，负极的电极反应式为Li－e－===Li

，结合X极的电极反应式可知放电时总反应式为xLi＋LiV===LiV，A＋错误，正确；充电时，X电极应与电源正极相连，C错误；充电时，X电极的电极反应与放时X电极的电极反应互为逆反应，则充电时X电极的质量减轻，D错误.

2222222学必求其心得，业必贵于专精2222222建议用时：40分钟

满分:100分一、选择题1．我国预计在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CO并提供O，我国科学家设计了一种装（如下图现了“阳能→电能→化学能”转化,总反应方程式为===2COO关于该装置的下列说法正确的是(

）A．图中半导体为正极型半导体为负极B．图中离子交换为阳离子交换膜．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强D体呼出的气体参与X极的反应:CO＋2e

＋H＋2OH

－答案解析

D在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故N型半导体为负极，型半导体为正极，A错误；由图示可知图中的离子交换膜为阴离子交换膜，错误；由总反应方程式可知，在整个反应过程中没有OH

、

＋

生成与损耗，故电解质溶液的碱性不变错误X电解池的阴极，电极反应式为＋

222323222222222222232322222222222332－

＋HO===CO＋2OH

，D确。2．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S和放电后分别变为和下列叙述正确的是（

)A．放电时，负极反应为3NaBr－＋＋B．充电时阳极反应为2NaS2e＋2Na．放电时，Na＋

经过离子交换膜，由池移向池D该电池电解饱和食盐水生2L时,池生成gNa答案解析

根据放电后S转化为NaS元素化合价升高知被氧化，故负极反应为－－===Na＋2Na＋

，A错误充电时阳极上发生氧化反应转化为NaBr

电极反应为：3NaBr－－＋＋

，误；放电时，阳离子向正极移动，故Na＋

经过离子交换膜，由池向池C正确；没有说明H所处的状态，误.3广州高三调研测试）一种钌(Ru）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:

33学必求其心得，业必贵于专精33错误Ru*激发态）*→Ru

＋eI误＋2e―－2RuⅢ＋－―→2RuⅡ

＋I误!下列关于该电池的叙述错误的是（）A．电池中镀导电玻璃为正极B．电池工作时，I－

在镀Pt导电玻璃上放电．电池工作时，电解质中I

和I

－

，浓度不会减少D．电池工作时，是将太阳能转化为电能答案解析

B根据电池工作时电子从透明导电玻璃流入镀Pt导电玻璃，则透明导电玻璃为负极，镀导电玻璃为正极，A确；电池工作时镀导电玻璃为正极，电极反应为I错误＋2e

－===3I－

，正极上为I

－

，放电，误；根据电池工作时发生的反应可知，I误在正极上得电子被还原为I－

，后I

－

又被Ru

氧化为I错!，I错!和I－

相互转化电解质中I－和I误浓度不会减少，确；电池工作时，是将太阳能转化为电能D正确。4．(2019·辽宁五校协作体高三联考)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

22222222学必求其心得，22222222池电池总反应为Al＋＋Li＋＋

错错误AlLi＋xPF下列有关该电池的说法正确的是（

)A．放电时PF错误!向正极移动B．放电时，负极应为Al－－===Al．充电时，两个电极增加的质量相等D．充电时,阳极反应为xC＋错误!－－===CxPF6答案解析

D结合总反应可知,放电时负极AlLi失去电子发生氧化反应，电极反应为AlLi－－===Al＋Li＋

，项错误;充电时阳极反应为xC＋错误!－－x,D正确充电时阴极反应为Al＋Li＋

＋

－，两极转移电子的物质的量虽然相等，但增加的质量不相等阳极增加的是错!的量,阴极增加的Li

＋

的质量，项错误。5．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（简写为P

2

I的复合物电解质是固态薄膜状的碘化锂,电池的总反应为＋nI（－1）＋2LiI，则下列说法正确是)A．该电池所产生的电压低,使用寿命比较短B．电池工作时，离子移向一极．聚乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此聚乙烯吡啶的复合物不会导电D．电时，正极的反应为PnI＋＋

＋

－===PVP·(－I

2

＋2LiI

2222学必求其心得，业必贵于专2222答案解析

D该电池的电势低放电缓慢使用寿命比较长A错误；原电池中阴离子向负极移动，所以电池工作时，碘离子移向Li电极，B错误；聚乙烯吡啶的复合物作正极，所以聚烯吡啶的复合物能导电，错误；正极上I

2

得电子发生还原反应，其电极反应式为：P

I＋

＋2e

－===PVP·(－1)I＋，D正确。6．一种突破传统电池设计念的MgSb液态金属储能电池，其工作原理如下图所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，正极应式为：Mg2＋＋－===Mg．充电时，Mg。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答案解析

由电流方向可知Mg（液）层为负,放电时的电极反应式为Mg－

－质量会减少，A正确；阳离子放电顺序K＋〈Na＋

〈Mg

2＋

，故放电时正极反应式为Mg

2

＋－，B正确；充电时为电解池液）层为阳极，发生氧化反应C错误;阴离子移向阳极即Cl－向中层和下层分界面处移动,正确。

2n4n4n4n4n44学必求其心得，业2n4n4n4n4n447.潍坊一模）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＋n(AlCl44AlCl错!表示石墨)。下列说法正确的是()

2Cl错误＋n(CA．放电时负极电极反应为－B．放电时AlCl误移向正极

＋7Cl

－Cl－．充电时阳极反应AlCl误－e－

＋C===C（AlCl）D．电路中每转移mol电子，最多有molC(AlCl）被还原答案解析

A，放电时铝作负极,失电子被氧化为Al

2

Cl错!，电极反应为Al－

－

＋7AlCl误!

Cl错!错误;C项充电时阳极反应为＋AlCl－－－===C(AlCl）正确;D，由总反应可知每1molCAlCl)还原仅得到mol电子，错误.82019·成七中高三期末）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．极发生氧化反应B．高温下该电池率更高．若有机物为甲烷，则该电池整个过程的总反应式为:CH＋

222244224224222学必求其心得2222442242242222O===CO＋D硫氧化菌参加的反应为HS＋8e－＋错误＋9H＋答案解析

b是电池的正极，发生还原反应，A错误；在高温下硫酸盐还原菌、硫氧化菌会失去生理活性，因而在高温下微生物被杀死，效率更低，错误;根据图示可知硫酸盐还原菌将错误还原为－电极有机物发生氧化反应转化为CO,若有机物为,反应式为:CH－

＋8H＋，硫氧化菌又将－转化为，电极发生还原反应，电极反应为：＋

＋

＋===2H，总反应方程式为＋2O===CO＋2H确负极上HS

－

在硫氧化菌作用下转化为错误，失电子，发生氧化反应，电极反应式是＋4HO－===SO误!＋

，D错误。92019·河汝州实验中学高三期末）下图甲是一种利用微生物将废水中的尿素［CO(NH)］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＋

透过质子交换膜由右向左移动．当N极消耗025气体时，则铁电极增重

222222222222学必求其222222222222DM电极反应式：NCONH＋HO－－===CO＋↑＋＋答案解析

D根据甲图，N电极通入氧气,因N极为正极，M电极为负极电镀时镀金属作阴极层金属作阳极铁连接连接Y，A错误；根据选项A的分析，以及原电池的工作原理H＋

从负极流向正极，即从M极流向N，透过质子交换膜由左向右移动,错误N极反应式＋4H＋＋4e===2HO，极反应式为Cu2＋＋2e－失电子数目守恒此有～－

～2Cu,当N电极消耗0。25mol气体时，铁电极质量增重0。25×2×64g＝g，C错误；M极为负极因此电极反应式为)＋HO－－===CO↑↑6H,D正确。10下图是用于航天飞行器中的一种全天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极室通过质子膜进极室光照时极反应式为VO＋＋2OH－－－===VO错!＋H2D．夜间无光照时,电极流出电子答案

D

22nn24n2学必求其心得，业必贵于专22nn24n2解析

由题图可知，有太阳光照时,极得电子发生还原反应，是正极极失电子发生氧化反应，负极由于这是一种全天候电池所以夜晚情况刚好相反.硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能，是物理变,而该电池是化学能转化为电能，两者原理不同，A项错误；原电池中氢离子向正极移动所以氢离子由b极室通过质子膜进入a极室，B错误；光照时，是负极，发生氧化反应，电极反应式为VO＋＋HOe===VO，＋2H＋

,C项错误；夜间无光照，相当于蓄电池放电，极的电极反应式为V2＋－－3＋，发生氧化反应，是负极，是电子流出的一极,项正确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(）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（J)÷负极质量（列分析正确的是（

)A．放电时，（石墨烯)为负极B．放电时Al2Cl错!在负极转化为AlCl错误!．充电时，阳极反应为4Al－＋－===Al＋－D．以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度答案解析

D铝是活泼的金属,放电时是负极(石墨烯)为正极，A误放电时铝发生氧化反应生成铝离子铝离子与AlCl错误结合生成AlCl－

，7，B错误；充电时，Al2Cl错!在阴极得电子发

2422222学必求其心得，业必贵于专精2422222生还原反应即阴极反应为4Al2Cl错误＋－===Al7AlCl错误!C错误;以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度，确。二、非选择题121）下图是某甲醇燃料电池工作的示意图。质子交换膜(只有质子能够通过)左、