新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量考点2原电池原理新型化学电源教师用书

考点2原电池原理新型化学电源核心梳理1.原电池的结构及工作原理2．原电池正、负极的判断方法【特别提醒】(1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。(2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。3.陌生原电池装置的知识迁移(1)二次电池(2)燃料电池典题精研考向1原电池工作原理的应用例3[2023·全国乙卷]室温钠硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e－→，+e－→，2Na＋＋＋2(1－)e－→Na2Sx下列叙述错误的是()A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流动的方向是a→bC．放电时正极反应为2Na＋＋S8＋2e－→Na2SxD．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能练3近期，我国报道了一种新型LiNO2电池，为NO2的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如下图所示。电池放电时的总反应为2Li＋NO2=Li2O＋NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是()A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极B．b极的电极反应：NO2＋2e－＋2Li＋=Li2O＋NOC．电解液中Li＋向b极附近迁移D．当外电路通过1mole－时，b极质量增加7g考向2新型化学电源例4[2023·山东卷](双选)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是()A．甲室Cu电极为正极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应为：Cu2＋＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响练4某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大[例3]解析：由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误；放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na＋结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；将题给的一系列方程式依次标号为①②③，由x4×①＋x4×②＋③可以得到放电时正极的反应式为2Na＋＋x8S8＋2e－→Na2答案：A[练3]解析：由放电时的总反应为2Li＋NO2=Li2O＋NO，Li元素化合价升高，则a极为负极，电极反应式为Li－e－=Li＋，b极为正极，N元素化合价降低，电极反应式为：NO2＋2e－＋2Li＋=Li2O＋NO，B正确；电流从正极流向负极，即外电路电流的方向：b极→电流表→a极，A正确；电解质中阳离子移向正极，则电解液中Li＋向b极附近迁移，故C正确；当外电路通过1mole－时，有1molLi＋移向b极，质量为m＝nM＝1mol×7g·mol－1＝7g，b极生成Li2O，则b极增加的质量还包含O元素质量，则b极质量增加大于7g，D错误。答案：D[例4]解析：据图可知，甲室流出液经低温热解得到CuSO4和NH3，则甲室中生成了[Cu(NH3)4]SO4，发生的反应为Cu－2e－+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋，甲室Cu电极为负极，A错误；乙室Cu电极为正极，发生反应：Cu2＋＋2e－=Cu，消耗Cu2＋，为维持电解质溶液呈电中性，SO42-透过隔膜进入甲室，则隔膜为阴离子膜，B错误；根据正、负极反应，可知电池总反应为Cu2++4NH3=CuNH答案：CD[练4]解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－=2Cl－，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl－－2e－=Cl2，A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，B错误；放电时