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文档简介

第六章化学反应与能量变化

第4讲新型电源

较旅,◎・砧

课标要求核心考点五年考情核心素养对接

2023全国乙,T12;2022广

1.认识化学能与电能相互转化的实东,T16;2022湖南,T8;

际意义及其重要应用。2022全国甲,T10;2022全

2.能分析、解释原电池的工作原国乙,T12;2021河北,证据推理与模型认

理,能设计简单的原电池。T9、T16;2021年6月浙知:能分析识别复杂

3.能列举常见的化学电源,并能利新型电源江,T22;2021湖南,T10;的实际电池;能利用

用相关信息分析化学电源的工作原2021辽宁,T10;2021福电化学原理创造性地

理。建,T9;2020天津,T11;解决实际问题

4.学生必做实验:制作简单的燃料2020上海,T2;2020全国

电池I,T12;2019天津,T6;

2019全国I,T12

1.近年高考常结合电池科技前沿,如能量密度高的液流电池、安全

性能高的石墨烯锂电池、燃料电池(微生物燃料电池、有机物燃

料电池等)、金属一空气电池等考查原电池的工作原理及其应

用、二次电池的充放电过程及相关计算等。

命题分析预测

2.2025年高考要关注:(1)新型有机物燃料电池。有机物与电化

学结合既体现模块知识的综合性,又考查考生灵活运用所学知识

解决实际问题的能力。(2)航空航天领域、电动车领域的新型电

知识导图

h.K电池的I:作军用

信或金口电渔卜

ALZn电池的「什足

考点新型电源

:教材帮:读透教材融会贯通

知识整合教材读厚I

l.Li、Na、K、Mg、Al、Zn电池

名称装置图工作原理

负极反应:”]Li—晨^=口+

①正极反应物为S8,产物为Li2s4、Li2s2,正极反应:⑵Ss+4e-+

4Li+^2Li?S4、58+8廉+8口+^4社2s2;

锂电池②正极反应物为CO2,产物为C+Li2co3,正极反应:⑶3CC>2+4e

■Jr-

------TT---------、…心一+4Li+^2Li2cO3+C;

・舱・♦厂•'FI

③正极反应物为O2,产物为Li?。、Li2O2,正极反应:[41O2+4e-

++

+4Li—2Li2O>O2+2e-+2Li=Li2O2

负极反应:⑸Na—b=^=Na+

钠电池正极反应物为Sx,产物为NazSx,正极反应:⑹S、+2e―2Na+

1H

£1J--------

♦=Na?Sx

负极反应:⑺K—^^=K,

钾电池正极反应物为O2,产物为KCh,正极反应:[81Qo+e+K4

)

・・0■:^=KC2

■^―J6.负极反应:191M4—2屋+2O1T(OH)2

镁电池T4

•*z4

正极反应:[10]2CO2+2e——C24—

i----------r----------

负极反应:[11]Al—31+40IT^/Al(OH)4「(或Al—3e一

+)

铝电池

寸47比・・\「

71*H*离子导体为盐溶液(中性),正极反应物为S,产物为H2S,正极反

应:[12]3s+6/+2Al3++6H?O^3H2ST+2Al(OH)3

负极反应:[13]Zn—2e-+4OH--「Zn(OH)"-

tq

锌电池正极反应物为CO2,产物为CH3coOH,正极反应:[1412CO2+8e-

■办(。明^FHCOOH

_____LUClhCOOH

双力

攵膜LCH3cH20H+8H+^=CH3coOH+2H2O

2.锂离子电池

名称装置图工作原理

负极反应:”5]Li、C6一册――xLi++6C、LiCe-b-Li++6c

锂离子正极反应:[16]Lii—xCoCh+xe—+xLi+^=LiCoC)2、Li—aNiCh+尤1+xLi

电池一^=LiNiC>2、Lii-xMnO2+xe-+xLi+^=LiMnC)2、LiiFePCU+xe—+xLi

=LiFePC>4、Lii—sMnQd+xe—+xLi'^=LiMn2O4

3.燃料电池

名称装置图工作原理

负极反应:[17]CO—2e-+40H-^CO二+2%0、CHL8屋+10011

CO'。厂+比、厂+比、一

CH4070CH3OH—6e+8OH^(2060CH30cH3

燃料CZH

电池玳加…112—+160IT2c0〉+11氏0、C6Hl2。6-245+360^6c0厂+

[]24H2O、NH2NH2-4e-+4OH-^^N2T+4H2O

正极反应:[18]。2+4屋+2H2O^4OH-

负极反应:1191CH3coOH—8e-+2H?O^2CO2T+8H+、CGHWOG一

)2

%。24屋+6H9^=682T+24由

质子交换膜正极反应:[20]。2+4屋+4小^2H2。

注意燃料电池负极反应式书写的难点是有机物化合价的分析,可以用“化合物中元素化合价代数和为

零”法,来分析碳元素的化合价,且只需要分析发生化合价变化的碳原子。如CH3cH3中碳元素的化合价

为一3,CH30cH3中碳元素的化合价为一2。

照I帙带1瑟1教材读活I

L手机、电脑的锂电池是一次电池还是二次电池?

二次电池

2.相同质量的物质失去电子数越多,其能量密度越大,则Li、Na、Mg、Al的能量密度由大到小的顺序为_

Li>Al>Mg>Na。

3.已知锂电池的正极反应物和产物,写出其正极反应。

(1)正极反应物为Bi,产物为LisBi,则正极反应为Bi+3e-+3Li+^Li3Bi。

(2)正极反应物为FeS,产物为Fe、Li2S,则正极反应为FeS+2e-+2Li+^Fe+Li2s。

4.02作为原电池的正极反应物时,其电极反应在不同的介质中有不同的写法。

(1)强酸作介质:O2+4e-+4H+^=2H?C)。

(2)强碱作介质:O?+4e+2比0^40匕。

(3)导。2—固体作介质:02+45^=202—。

(4)熔融碳酸盐作介质,同时通入。2与CO?:。2+4广+2co2^2CO厂。

(5)熔融硝酸盐作介质,同时通入。2与N2O5:02+4屋+2N2C>5^4NO;。

(6)除此之外还可能生成0;一(过氧根离子)、0』(超氧根离子),其电极反应分别为02+2院

O—_一

^=0?、Ch+e^^0]。

5.银器皿长期放置表面变黑(Ag2S),可将其放置于盛有饱和食盐水的铝制盆中,一段时间后银器变银白

色,其负极反应式为A1—3屋+3HzO^Al(OH)3+34,正极反应式为人&处+2屋+2H+^2Ag

+H2ST(或其他合理答案)

<---------------------F高考帮)研透高考明确方向------------------------------

命题点1锂电池的工作原理及应用

1.[2021辽宁]如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物LisBi。下列说法正确的是(B)

一不•<修/

A.放电时,M电极反应为Ni—2e~——=Ni2+

B.放电时,Li+由M电极向N电极移动

C.充电时,M电极的质量减小

D.充电时,N电极反应为Li3Bi+3e-^3Li++Bi

解析结合该电池放电时产生金属间化合物LisBi,可知M极为负极,N极为正极。

lt+成也Lie

、,收37,寸■■

—养J

±4ri0«n.«u

结合上述分析可知,A项错误;原电池中阳离子从负极向正极方向移动,即Li+由M电极向N电极移动,

B项正确;充电时M电极为阴极,电极反应为Li++1-Li,电极质量增加,C项错误;充电时N电极

为阳极,电极反应为Li3Bi—3e-^3Li++Bi,D项错误。

技巧点拨

锂电池的放电、充电电极反应及离子移动情况

员械:Li-r=lJ,**,la**r-^=U

伍极:M**c..Li"一―阳极:

HM

命题点2金属一空气电池

2.[2021河北]K—Ch电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误

的是(D)

A.隔膜允许K+通过,不允许02通过

B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极

C.产生1Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22

D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9g水

解析

放电时.电设粕导

@曜电力的勤僵]卜(I

KF毁时.正…。…

6-.电H用2的正锻相连晶推力阳耀

・M与O.反应.隔“允讣K'通过.不允冷。JAM

由上述分析知,A、B项正确;由氧原子守恒可知,生成的KCh和消耗的。2的质量比为71:32仁2.22,C

项正确;铅酸蓄电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2O^Pb+PbO2+2H2SO4,消耗1mol水,转移1mol

电子,而K—Ch电池中,消耗0.1mol(3.9g)K,转移0.1mol电子,由转移电子数相等可知,铅酸蓄电

池消耗的水为0.1mol,即消耗1.8g水,D项错误。

命题点3锂离子电池的工作原理

3.[2021浙江]某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示,电极A为非晶硅薄膜,充电时Li+得电子成为

Li嵌入该薄膜材料中;电极B为LiCoCh薄膜;集流体起导电作用。下列说法不正确的是(B)

A.充电时,集流体A与外接电源的负极相连

B.放电时,外电路通过amol电子时,LiPON薄膜电解质损失amolLi+

C.放电时,电极B为正极,反应可表示为LiirCoO2+xLi++xe-^LiCoO2

放电

D.电池总反应可表示为LixSi+LiiCoO%>Si++CoC)2

充电

解析由充电时Li卡得电子成为Li嵌入电极A的薄膜材料中可知,充电时电极A为阴极,则该电池放电

时,电极A为负极,电极B为正极,电极反应为

电极电极反应

负极(电极A)Li%Si~xe~^=xLi++Si

Li1—xCoCh+xLi++xe=

正极(电极B)=LiCoO2

充电时电极A为阴极,则集流体A应和外接电源负极相连,A项正确;放电时,外电路中通过amol电子

时,负极(电极A)生成的amolLi+通过LiPON薄膜电解质转移至电极B,LiPON薄膜电解质并未损失

Li+,B项错误;由上述分析知,C项正确;结合正极和负极反应式可写出电池总反应为LixSi+Lii—

放电

xCoO2=iSi+LiCoO2,D项正确。

充电

命题点4原电池与海水淡化

4.[山东高考]微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实

现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3co0一的溶液

为例)。下列说法错误的是(B)

+

A.负极反应为CH3COO~+2H2O-8屋2co2T+7H

B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜

C.当电路中转移1mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5g

D,电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

解析结合图示可知放电时的电极反应如下:

根据上述分析可知,A项正确;为实现海水淡化,该电池工作时,C「向a极移动,Na+向b极移动,即隔

膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,B项错误;电路中转移1mol电子时,向a极和b极分别移

动1molC「和1molNa+,则模拟海水理论上可除盐58.5g,C项正确;电池工作时负极产生CCh,正极产

生H2,根据得失电子守恒可知,一段时间后,正极和负极产生气体的物质的量之比为2:1,D项正确。

(-----------------------------;迁移应用/开索葬------------------------------------->

素养9科学探究思想一一揭秘航天器电源技术

命题特点:液流电池、锂离子电池、蓄电池等,情境、装置常考常新。电极名称一电极反应式(同一电极

有多个电极反应)一双极膜、交换膜―总反应式-电能利用率等。

[情境素材!

1.人类航天活动中应用过的电源主要包括一次化学电源、太阳能电池、化学蓄电池、燃料电池、核能热电

系统等,这些电源占世界航天电源应用综合的比例分别为太阳能电池阵蓄电池组电源系统90%;化学电池

5%;燃料电池3%;核能发电则占2%。

2.神舟飞船中的电池

「返回舱一银锌蓄电池组

轨道舱)太阳能电池阵一银镉蓄

神舟飞船《推进舱j电池组系统

I附加段

[情境应用)

1.[镇镉蓄电池]神舟飞船中的轨道舱和推进舱使用的电源系统为太阳能电池阵一镇镉蓄电池组系统,馍镉蓄

放电

电池工作原理如下:Cd+2NiOOH+2H?O<Cd(OH)2+2Ni(OH)2,通过充、放电过程,满足飞

充电

船在光照区和阴影区交替飞行时对能量储存和供给的需要。下列说法错误的是(B)

A.飞船进入光照区,还原反应为Cd(OH)2+2^^Cd+2OJT

B.太阳能电池阵经过“太阳能一化学能一电能”为蓄电池充电

C.银镉蓄电池宜采用阴离子交换膜,电池放电时,阴离子向负极移动

D.飞船进入阴影区,镇镉蓄电池放电,放电时正极附近溶液pH升高

解析锲镉电池放电时,Cd发生失电子的氧化反应生成Cd(OH)2,作负极,负极反应为Cd—2e「+20H

一^Cd(OH)2,NiOOH发生得电子的还原反应生成Ni(OH)2,作正极,正极反应为NiOOH+屋+

H2O^Ni(OH)2+OH,放电时溶液中阴离子向负极移动;充电时为电解池,阳极反应为Ni(OH)2

+OH-e=NiOOH+H20,阴极反应为Cd(OH)2+2。^Cd+20H,飞船进入光照区为蓄电池充

--

电,充电时为电解池,阴极发生的还原反应为Cd(OH)2+2e^Cd+2OH,A项正确;当飞船进入光

照区时,太阳能电池将太阳能转化为电能,电能又转化为化学能,为银镉蓄电池充电,B项错误;由正、

负极反应知,放电时,OIT向负极移动参与负极反应,故锲镉蓄电池宜采用阴离子交换膜,C项正确;飞

船进入阴影区,锦镉蓄电池放电,正极反应为NiOOH+e-+H2O^Ni(OH)2+OH-,故放电时正极附

近溶液pH升高,D项正确。

2.[银锌电池][海南高考改编]微型银一锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2。和Zn,电解

液为KOH溶液。电池总反应为Ag2O+Zn+H2O^2Ag+Zn(0H)2,下列说法正确的是(C)

A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低

B.电池工作过程中,电解液中OH一向正极迁移

C.负极发生反应Zn+2OJT—^Zn(OH)2

+-

D.正极发生反应Ag2O+2H+2e-2Ag+H20

解析根据电池总反应:Ag2O+Zn+H2»=2Ag+Zn(OH)2,可知电池工作过程中,水不断被消耗,

则氢氧化钾溶液的浓度升高,A项错误;原电池中阴离子向负极迁移,即OIF向负极移动,B项错误;根

据总反应可知Zn生成Zn(OH)2,结合电解液为KOH溶液可判断C项正确;电解液为KOH溶液,电极

反应式中不能出现H+,正极反应式应为Ag2O+H2O+2e^^2Ag+2OH,D项错误。

3.[微生物燃料电池]某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景,其工作原理如图

所示。下列说法正确的是(B)

A.电极电势a<b,电极b上发生氧化反应

B.HS」在硫氧化菌作用下发生反应:H$一+4H2。一8^+9H+

C.若该电池外电路有0.4mol电子通过,则有0.45molH卡迁移到b极

D.该燃料电池在高温下进行效率更高

解析Ch在电极b上发生得电子的还原反应,A项错误;由题图知,HS」在负极上失去电子转化为

SO:,B项正确;电路中通过的电子与通过质子交换膜的H+量相等,C项错误;高温会导致两种菌失

活,反应变慢,D项错误。

1.[室温钠一硫电池][2023全国乙]室温钠一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

温钠一硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪哇膜上作为一个电极,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:

js8+e--|S:-舞-+e--S:2Na++肃一+2(1一»屋一Na2sx

下列叙述错误的是(A)

A.充电时Na卡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-b

C.放电时正极反应为2用++98+2屋一>Na2sx

o

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

解析

放电时,作负极,Na-e_^^=Na+

充电时,作阴极,Na++e-^=Na

钠电极

b

IX

放电时,作正极,2Na++^S8+2e-=Na,S,

充电时,作阳极,Na2s,-2e-=2Na++qS;

充电时,阳离子Na卡应向阴极钠电极迁移,A错误;放电时,Na失去的电子经外电路流向正极,即电子流

向是a—b,B正确;将题给硫电极发生的反应依次标号为①②③,由'X①+土义②+③可得正极总反应,

44

C正确;炭化纤维素纸具有良好的导电性,D正确。

2.[新型“可呼吸式”锲锌电池][2023山东潍坊模拟改编]中国科学家试验成功了一种新型的“可呼吸式”保

锌电池(Ni—ZnAB),充电时产生氧气,放电时吸收氧气,显著提高银锌电池的能量效率和稳定性,电

池工作原理如图。下列说法正确的是(C)

A.该电池为非水系电解质溶液

B.放电时,正极存在一个电极反应

C.充电时,阴极反应式:[Zn(OH)4]2「+21^Zn+4OJT

D.放电时,负极质量减少65g,则正极消耗氧气11.2L(标准状况)

解析由题图和题意知,该电池放电时负极上Zn转化为[Zn(OH)4]^,正极上。2转化为OH,NiOOH

转化为Ni(OH)2,有OJT参与反应,为水系电解质溶液,A项错误;放电时正极上。2转化为OIT、

NiOOH转化为Ni(OH)2,存在两个电极反应,B项错误;充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆反

应,则阴极反应为[Zn(OH)4产一+2^^Zn+4OH,C项正确;放电时,负极质量减少65g,即消耗1

molZn,则转移2moi电子,由于正极上存在两个电极反应,故正极消耗的氧气少于11.2L(标准状

况),D项错误。

(--------------,练习帮)练透好题精准分层-----------------------------、

1.[新型全固态电池][2021广东]火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火

星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(B)

A.负极上发生还原反应B.CCh在正极上得电子

C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能

解析根据题中信息可知该Na—CCh电池中Na为负极,碳纳米管为正极,负极上金属钠失去电子发生氧

化反应,A项错误;CCh在正极碳纳米管上得电子发生还原反应生成单质碳,B项正确;原电池工作时,

阳离子从负极向正极移动,C项错误;该电池将化学能转化为电能,D项错误。

2.[熔融钠一硫电池][天津高考]熔融钠一硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应

放电

为2Na+;cS=Na2sx(x=5〜3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(C)

充电

A.Na2s4的电子式为Na+[:S:S:S:S:]2-Na+

B.放电时正极反应为xS+2Na++2e-^Na2sx

C.Na和Na2sx分别为电池的负极和正极

D.该电池是以Na—0—AbCh为隔膜的二次电池

解析Na2s4的S:一中硫原子间以非极性键结合,每个硫原子最外层均达到8电子稳定结构,A项正确;放

电时正极上S发生还原反应,正极反应为xS+2Na++2e-^NazSx,B项正确;熔融钠为负极,熔融硫

(含碳粉)为正极,C项错误;由题图可知,D项正确。

3.[光催化钠离子二次电池][2024陕西安康名校联考]天津大学在光催化钠离子二次电池的应用研究中取得重

大进展。该电池工作原理如图所示,光催化电极能在太阳光下实现对设备进行充电。下列说法错误的是

(A)

A.充电时,电子从石墨电极流出通过导线流向光催化电极

B.放电时,石墨电极的电极反应式为4s2--^S;一

C.离子交换膜为阳离子交换膜

D.放电时,当外电路转移1mol电子时,离子交换膜左室电解质溶液质量减少23g

解析由题干信息结合图给信息,充电时,石墨电极得到电子,电子从光催化电极流出,A项错误;放电

时,石墨电极的电极反应式为4s2一一6^^S:一,B项正确;放电时,石墨电极为负极,光催化电极为正

极,为维持电荷守恒,左室Na卡透过离子交换膜移向右室,则离子交换膜为阳离子交换膜,放电时当外电

路转移1mol电子时,1molNa*从左室迁移到右室,离子交换膜左室电解质溶液质量减少23g,C、D项

正确。

4.[新型Li-Mg双离子可充电电池][2023广州测试]新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的

储能电池,其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为Lii-xFePC)4+xLi++xe—^=LiFePC>4。下列说法

不正确的是(C)

I-------------------------------1

MgJLi+透过膜》电极a

■含Li2s0,、Li2so4

『MgSO,溶液水溶液

in

A.充电时,Mg电极为阴极

B.放电时,Li+从I室向II室迁移

C.放电时,II室LizSCU溶液的浓度增大

D.放电时,每消耗ImolMg,电极a质量理论上增加14g

解析根据放电时电极a发生还原反应知,电极a为正极,Mg电极为负极。

电极电极反应

放电负极(Mg电极)Mg—2e~1Mg2+

(原电池)正极(电极a)Lii—%FePC)4+xLi+xe^^=LiFePO4

充电阴极(Mg电极)Mg2++2e~Mg

(电解池)阳极(电极a)LiFePC)4—xe=Lii—xFePC)4+%Li

由上述分析知,充电时Mg电极为阴极,A项正确;放电时Li+向正极(电极a)移动,则Li+从I室向II

室迁移,B项正确;放电时,Li卡从I室向H室迁移,SO:一不参与电极反应,II室Li2s。4溶液的浓度不

变,C项错误;每消耗1molMg,电路中通过21noi电子,根据放电时电极a的反应,知电极a增加的质

量为2moiLi+的质量,即增重14g,D项正确。

5.[海底燃料电池][2024湖北黄石二中测试改编]一种由石墨电极制成的海底燃料电池的装置如图所示。下

列说法正确的是(C)

A.向a极迁移的是OIF

B.大块沉积物中的铁元素均显+2价

-2+

C.b极上FeS2转化为S的电极反应式为FeS2-2e^Fe+2S

D.微生物作用下S循环生成的SO:一和HS-的物质的量之比为1:5

解析A项,由题图知,a极上。2得到电子发生还原反应,故a极为海底燃料电池的正极,电极反应式为

-+

O2+4e+4H^2H2O,向正极(a极)迁移的是H+而不是OH,错误。B项,大块沉积物中的FeOOH

中的铁元素显+3价,错误。C项,b极上FeS?中一1价S元素失去电子被氧化为S单质的电极反应式为

微生物

2+

FeS2-2e"^Fe+2S,正确。D项,由题图可知S循环的反应为4S+4H2。==-SO7+3HS—5H

+,n(SO:):n(HS")=1:3,错误。

臼能力・I二曲工

6.[2024江西九校联考]我国科研人员将单独脱除SO2的反应与H2O2的制备反应相结合,实现协同转化。

①单独制备H2O2:2H2O+O2^2H2O2A//>0O

-

②单独脱除SO2:4OH+2SO2+O2^2SO4+2H2O,能自发进行。

协同转化装置如图(在电场作用下,双极膜中间层的H2O解离为OIF和H+,并向两极迁移)。下列分析

不正确的是(D)

A.反应②释放的能量可以用于反应①

B.产生H2O2的电极反应:。2+2屋+2H+^H2()2

C.反应过程中不需补加稀H2s。4

D.协同转化总反应:SO2+02+2H2O^H2O2+H2SO4

解析单独脱除SC)2的反应是靖减反应,能自发进行,则该反应的AH<0,该装置中反应②释放的能量可

以用于反应①,A项正确;产生H2O2的电极室中电解液呈酸性,故电极反应为O2+2L+2H+—H2O2,

B项正确;反应过程中,双极膜中H2O不断解离产生H+移向正极,故反应过程中不需补加稀H2so4,C项

正确;在负极室电解质溶液为NaOH溶液,不可能大量存在H+,故协同转化总反应是SO2+O2+2OH-

-

^S04+H2O2,D项错误。

7.[铝胺电池][2023湖南师大附中考试]一种铝胺电池的工作原理如图所示。己知Ph3N代表三苯基胺,下列

说法正确的是(B)

-+

A.放电时,正极的电极反应式为Ph3N—e^=Ph3N

B.充电时,阴极的电极反应式为4A:12cl7+3e^^Al+7AlCl4

C.充电时,A1C1;向铝电极移动

D.理论上每生成1molPh3N,铝电极增重18g

解析

反应•:||।]令'函Al力

”1』”____■141III—三一二二工?

7AICI4―[|Y悔.但0(反“

充电时为电解池,阴离子向阳极移动,A1C1;向Ph3N极移动,C项错误;由电极反应式知,每生成1mol

PI13N转移1mol,负极消耗[molAl,即铝电极减少9g,D项错误。

8.[新型氯流电池][2024枣庄三中考试]科学家基于Cl2易溶于CC14的性质,发展了一种无需离子交换膜的

+-

新型氯流电池,可作储能设备(如图所示)。充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na+2e

:

=Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是(D)

(1^

A.充电时,电极b是阴极

B.放电时,NaCl溶液的pH减小

C.充电时,每生成ImolCb,电极a质量理论上增加64g

D.放电时,NaCl溶液的浓度增大

解析由题意可知,充电时电极a发生得电子的还原反应,则电极a是阴极,电极b是阳极,A错误。放

-+

电时,电极a是负极,发生氧化反应Na3Ti2(PO4)3-2e-NaTi2(PO4)3+2Na,生成Na卡,电极b

是正极,发生还原反应Ch+2e-^2CC,生成C广,则放电时NaCl溶液的浓度增大,但溶液一直为中

性,故放电时NaCl溶液的pH不变,B错误,D正确。充电时阳极反应为2c厂一2e-^CLT,阴极反应为

+-

NaTi2(PO4)3+2Na+2e^Na3Ti2(PO4)3,由得失电子守恒可知,每生成ImolCb,电极a质量理

论上增加23g/molX2mol=46g,C错误。

创新练

9.[水激活“纸基”电池][2024河南省重点高中阶段性测试]一种环保的水激活“纸基”电

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