大單元四　第十章　第41講　新型化學(xué)電源分類突破-2025年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義人教版

第41講新型化學(xué)電源分類突破[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.熟悉?？夹滦突瘜W(xué)電源的類型及考查方式。2.會(huì)分析新型化學(xué)電源的工作原理，能正確書寫新型化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。類型一固體電解質(zhì)電池1．以硝酸鹽為離子導(dǎo)體的Na-O2電池裝置與其某一電極M附近的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．鎳電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．M的電極反應(yīng)為4Na＋＋O2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2e－=4NaNO2C．Na2O是該過程中的中間產(chǎn)物D．固體電解質(zhì)能起到隔絕空氣的作用2．(2023·四川樂山高三統(tǒng)考)固體電解質(zhì)是具有與強(qiáng)電解質(zhì)水溶液相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性的一類無機(jī)物，一種以RbAg4I5晶體為固體電解質(zhì)的氣體含量測定傳感器如圖所示，固體電解質(zhì)內(nèi)遷移的離子為Ag＋，氧氣流通過該傳感器時(shí)，O2可以透過聚四氟乙烯膜進(jìn)入體系，通過電位計(jì)的變化可知O2的含量。下列說法正確的是()A．銀電極為正極，多孔石墨電極為負(fù)極B．O2透過聚四氟乙烯膜后與AlI3反應(yīng)生成I2C．銀電極的電極反應(yīng)為Ag＋＋e－=AgD．當(dāng)傳感器內(nèi)遷移2molAg＋時(shí)，有標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LO2參與反應(yīng)類型二打破思維定勢的濃差電池3．(2023·山東，11改編)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是()A．甲室Cu電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)：Cu2＋＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋D．NH3擴(kuò)散到乙室不會(huì)對電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響4．(2022·浙江1月選考，21)pH計(jì)是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl電極)和另一Ag-AgCl電極插入待測溶液中組成電池，pH與電池的電動(dòng)勢E存在關(guān)系：pH＝eq\f(E－常數(shù),0.059)。下列說法正確的是()A．如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極反應(yīng)式為：AgCl(s)＋e－=Ag(s)＋Cl－(0.1mol·L－1)B．玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢的變化C．分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢，可得出未知溶液的pHD．pH計(jì)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(1)濃差電池是僅由一種物質(zhì)由高濃度向低濃度擴(kuò)散而引發(fā)的一類電池。電池內(nèi)部，當(dāng)某種電解質(zhì)離子或分子濃度越大時(shí)，其氧化性或還原性越強(qiáng)。(2)“濃差電池”的分析方法濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，依據(jù)陽離子移向正極區(qū)域、陰離子移向負(fù)極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極，這是解題的關(guān)鍵。類型三基于廢物利用的微生物燃料電池5．利用某新型微生物電池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A．X電極是負(fù)極B．Y電極上的反應(yīng)式：Cmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2O))n－4me－=mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋C．H＋由左向右移動(dòng)D．有1molCO2生成時(shí)，消耗1molMnO26．(2020·山東，10)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用如圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO－的溶液為例)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．負(fù)極反應(yīng)為CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1類型四太陽能轉(zhuǎn)化電池7．我國科學(xué)家在太陽能光電催化—化學(xué)耦合分解H2S研究中獲得新進(jìn)展，相關(guān)裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A．該裝置的總反應(yīng)為H2Seq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5(催化劑))H2＋SB．能量轉(zhuǎn)化方式主要為“光能→電能→化學(xué)能”C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2＋－e－=Fe3＋D．a(chǎn)極區(qū)需不斷補(bǔ)充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液8．(2023·山東臨沂一模)一種光照充電電池結(jié)構(gòu)如圖所示，充電時(shí)TiO2光輔助電極受光激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴，在空穴作用下NaI轉(zhuǎn)化為NaI3。下列說法正確的是()A．充電過程中，光能最終轉(zhuǎn)化為電能B．充電效率只與光照產(chǎn)生的電子量有關(guān)C．放電時(shí)，電極M為正極，電極反應(yīng)為Seq\o\al(2－,4)＋6e－=4S2－D．放電時(shí)N電極室增加2mol離子，理論上外電路轉(zhuǎn)移1mol電子類型五液流儲(chǔ)能電池9．(2022·遼寧，14)某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放電時(shí)Cl－透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCl4吸收0.5molCl2D．充電過程中，NaCl溶液濃度增大復(fù)雜載體電極反應(yīng)分析的一般思路在二次電池中，復(fù)雜的電極反應(yīng)物和產(chǎn)物多為難溶物質(zhì)，附著在導(dǎo)電的惰性材料上用作電極。分析電極組成時(shí)，常把惰性物質(zhì)元素的化合價(jià)看成0價(jià)，僅起導(dǎo)電作用，不參與電極反應(yīng)。例如：充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O＋M＋e－=MH＋OH－。MH看成是M吸附H，其中M看成0價(jià)，反應(yīng)H(＋1)得到電子還原成(0價(jià))H，而不是eq\o(MH,\s\up6(＋1－1))以簡化問題。由于石墨烯具有穩(wěn)定、導(dǎo)電性好和比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，常用作氣體吸附或離子電池的載體電極。用載體電極分析的事例比較常見，例如某鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))C＋LiCoO2，LixC中的C也可以看成載體電極，反應(yīng)前后元素化合價(jià)都為0價(jià)。用載體電極的思想分析反應(yīng)，?？梢允箯?fù)習(xí)問題簡單化，如：3LiFeP