2020屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 新型化學(xué)電源知識(shí)精講和訓(xùn)練

1、 新型化學(xué)電源（知識(shí)精講與訓(xùn)練） 2020屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 知識(shí)梳理 構(gòu)建原電池模型，類(lèi)比分析電池工作原理一 裝置圖解 關(guān)系 圖示 放電 。MgMoS例：xMgMoS可逆電池4x334充電 模型解題解題 模型 新型電池電極反應(yīng)式二 ) 燃料電池為例，體會(huì)不同介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)的影響以CHOH1、燃料電池(3總反應(yīng)：2CHOH3O=2CO4HO 酸性2232 H燃料 =2H4H4eO 正極O22 電池 6H負(fù)極 HOHCH6eO=CO2232=2CO4OH6HO 2CH總反應(yīng)：OH3O 堿性2332 OH燃料 O=4OH O4e2H正極22 電池2=CO6H負(fù)極 8OHO CHOH6e233總反應(yīng)

2、：2CHOH3O=2CO4HO 熔融碳23222 酸鹽燃 CO2 =2CO4e2CO 正極O3322 料電池2=4CO2H3COOH 負(fù)極CH6eO 2233 固態(tài)氧化物燃 料電池2 O總反應(yīng)：2CHOH3O=2CO4HO 2223正極 2 4e=2OO2負(fù)極 2=CO2HOH6eO 3OCH232 質(zhì)子交 換膜燃 料電池 H總反應(yīng)：2CHOH3O=2CO4HO 2232正極 =2HO 4HO4e22負(fù)極 6HHO=COOH6eCH223 2、新型一次電池 HOMg22 電池22H2HO Mg=MgO總反應(yīng)：H222正極 =2HO HO2H2e222負(fù)極 2 =MgMg2eMgAgCl 電池

3、總反應(yīng)：Mg2AgCl=2AgMgCl 2正極 2Ag =2Cl2e2AgCl負(fù)極 2 =Mg2eMg鈉硫 電池 S=NaS總反應(yīng)：2Naxx2正極 2 =SxS2ex負(fù)極 =2Na2Na2e 鋰銅 電池 2Li2OHCuOHO=2Cu總反應(yīng)：2Li22正極 2OH=2Cu2eHOCuO22負(fù)極 e=LiLi 鋰釩氧 化物 電池總反應(yīng)：xLiLiVO=LiVO 88313x 正極=LiVOxexLi LiVO813x83負(fù)極 xeLi=xLix (3、新型充電可逆)電池放電總反應(yīng)：AgOZnHO2AgZn(OH) 222充電 O2e2OH=2Ag正極：AgOH22 鋅銀=Zn(OH)2e2OH

4、 負(fù)極：Zn2 電池=AgOH2OH2eO 2Ag陽(yáng)極：22 2OH2e=Zn陰極：Zn(OH)2 放電鎳鐵 鎳電總反應(yīng)：NiOFe2HOFe(OH)Ni(OH) 2222充電電池 池 2OH2H正極：NiO2eO=Ni(OH)222=Fe(OH)2OH2e 負(fù)極：Fe2=NiO2e2H陽(yáng)極：Ni(OH)2OHO 222 2OH=Fe陰極：Fe(OH)2e2放電322H2HVVOVVO總反應(yīng)：O 22充電 放電Cd(OH)2HO反應(yīng)：Cd2NiOOH總22充電鎳鎘 2Ni(OH)2 電池 說(shuō)明：參考鎳鐵電池自行書(shū)寫(xiě)。 放電3Zn(OH)8HO總反應(yīng)：3Zn2KFeO2224充電4KOH 2Fe

5、(OH)32 5OHO=Fe(OH)3e4H正極：FeO324 高鐵電池=Zn(OH) 負(fù)極：Zn2e2OH22=FeO4H5OHO 3e陽(yáng)極：Fe(OH)234 2OH=ZnZn(OH)2e陰極：2 放電總反應(yīng)：LiCoOLiCLiCoOC(x1) 6xx1226充電=LiCoOLie x正極：LiCoOx221x 鋰離子電池 CxLi負(fù)極：LiCxe=66x xLixeCoO=Li陽(yáng)極：LiCoO2x12 C=LixeC陰極：xLi66x 放電3NaBr SNa總反應(yīng)：2NaSNaBr42232充電=3NaBr NaBr正極：2e2Na3鈉硫蓄 2e2Na=NaS負(fù)極：2NaS4222 電

6、池 2Na2e=NaBr陽(yáng)極：3NaBr3鈉=2NaS2e陰極：NaS2Na 2224電 放電NaCoOCoONa總反應(yīng)：CCNa nn2m12m充電 池=NaCoONae mCoO正極：Nam2m12鈉離子CNa CNamem=負(fù)極：nmn 電池 NaCoO=NaeNaCoO陽(yáng)極：mm221m=NaCeCm陰極：Nam nmn 22He=VO正極：VOHO 22 全釩液23 負(fù)極：Ve=V 流電池22H=VO HO陽(yáng)極：VOe2232 陰極：Ve=V強(qiáng)化訓(xùn)練 1 (2019天津理綜，6)我國(guó)科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅碘溴液流電池，其工作原理示意圖如圖。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電

7、池的容量。下列敘述不正確的是( ) Br2e放電時(shí)，Aa電極反應(yīng)為IBr=2I2B放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大 被氧化0.02 mol I b電極每增重0.65 g，溶液中有C充電時(shí)，D充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極 解析 根據(jù)電池的工作原理示意圖，可知放電時(shí)a電極上IBr轉(zhuǎn)化為Br和I，電極反應(yīng)2為IBr2e=2IBr，A項(xiàng)正確；放電時(shí)正極區(qū)IBr轉(zhuǎn)化為Br和I，負(fù)極區(qū)Zn轉(zhuǎn)22222e=Zn電極發(fā)生反應(yīng)Zn，Zn化為b，溶液中離子的數(shù)目增大，B項(xiàng)正確；充電時(shí)b電極增重0.65 g時(shí)，轉(zhuǎn)移0.02 mol e，a電極發(fā)生反應(yīng)2IBr2e=IBr，根據(jù)各電2極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，則有0.02 mol

8、 I被氧化，C項(xiàng)正確；放電時(shí)a電極為正極，充電時(shí)，a電極為陽(yáng)極，接外電源正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 D ) (空氣電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(M)金屬2 A金屬M(fèi)作電池負(fù)極 B電解質(zhì)是熔融的MO O=4OH正極的電極反應(yīng)O4e2HC22D電池反應(yīng)2MO2HO=2M(OH) 2222和M 失電子做負(fù)極，故空氣電池中MA正確；根據(jù)傳遞解析 金屬(M)OH，可知電解質(zhì)是熔融的M(OH)，故B錯(cuò)誤；空氣得電子做正極，電極反應(yīng)O4e222HO=4OH，故C正確；電池總反應(yīng)為2MO2HO=2M(OH)，故D正確。 2222答案 B 3、2019年2月27日至3月1日，第十屆日本國(guó)際二次電池展在

9、日本東京舉行，各種新型二次電池在東京有明展覽中心展出，其中以FeFe(CN)為代表的新型可充電鈉離子電池，格6外引人注意，其放電工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) =NaFeFe(CN) 2eA放電時(shí)，正極反應(yīng)式為FeFe(CN)2Na626B充電時(shí)，Mo箔接電源的負(fù)極 通過(guò)離子交換膜從左室移向右室 充電時(shí)，NaCD外電路中通過(guò)0.2 mol電子時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化為2.4 g 解析 根據(jù)原電池工作原理，Mg箔作負(fù)極，Mo箔作正極，正極反應(yīng)式為FeFe(CN)2Na62e=NaFeFe(CN)接電源的)原電池的負(fù)極(說(shuō)法正確；充電時(shí)，電解池的陰極A，故62 說(shuō)法錯(cuò)B原電池的正極負(fù)極，電解池的

10、陽(yáng)極()接電源的正極，即Mo箔接電源的正極，故說(shuō)法正確；負(fù)極上的反應(yīng)式是C誤；充電時(shí)，陽(yáng)離子移向陰極，Na應(yīng)從左室移向右室，故2，質(zhì)量減少0.1 mol Mg，外電路中通過(guò)0.2 mol電子時(shí)，消耗2Mg4e2Cl=MgCl22 2.4 g，故D說(shuō)法正確。B 答案 2MV，12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)4(2019課標(biāo)全國(guó)) 在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( /MV A相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能2 B陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)=2H2MVH2MV2 發(fā)生還原反應(yīng)生成NNHC正極區(qū)，固氮酶為催化劑，32 D電池工作

11、時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)B 答案 可以高效沉Zn)5、為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D二次電池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電NiOOHZnO的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3DZn積放電ZnO(s)2Ni(OH)(s)O(l)。池反應(yīng)為Zn(s)2NiOOH(s)H 22充電 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高 =NiOOH(s)eH(s)Ni(OH)OHO(l) (aq)B充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為22=ZnO(s)H(aq)2eC放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)2OHO(l) 2通過(guò)隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) 放電過(guò)程中OHD

12、解析 該電池采用的三維多孔海綿狀Zn具有較大的表面積，可以高效沉積ZnO，且所沉積的ZnO分散度高，A正確；根據(jù)題干中總反應(yīng)可知該電池充電時(shí)，Ni(OH)在陽(yáng)極發(fā)生氧化2反應(yīng)生成NiOOH，其電極反應(yīng)式為Ni(OH)(s)OH(aq)e=NiOOH(s)HO(l)，B正22確；放電時(shí)Zn在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成ZnO，電極反應(yīng)式為Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)HO(l)，C正確；電池放電過(guò)程中，OH等陰離子通過(guò)隔膜從正極區(qū)移向負(fù)極2區(qū)，D錯(cuò)誤。 答案 D 6(2018課標(biāo)全國(guó)，13)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種COHS協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天22然氣中CO和HS的高效去除。示意圖如圖所示，

13、其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹22的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為： 23 eEDTAFeFe=EDTA32 FeSFe2EDTAHS=2H2EDTA2該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是( ) =CO2eHA陰極的電極反應(yīng)：CO2HO 22B協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：COHS=COHOS 222C石墨烯上的電勢(shì)比ZnO石墨烯上的低 3232，溶液需為酸性 /EDTA/Fe取代EDTAFeFeD若采用Fe解析 陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，陰極的電極反應(yīng)式為CO2e22H=COHO，A項(xiàng)正確；結(jié)合陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)，可知協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為CO22HS=SCOHO，B項(xiàng)正確；石墨

14、烯作陽(yáng)極，其電勢(shì)高于ZnO石墨烯的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；2232在堿性或中性介質(zhì)中會(huì)生成沉淀，它們只穩(wěn)定存在于酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中，D項(xiàng)正、FeFe 確。 C 答案 溶于有機(jī)溶劑作二次電池。將NaClONa7我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的CO42為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2) 。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 4Na2NaCOC32 放電時(shí)，ClO向負(fù)極移動(dòng)A4 COCO，放電時(shí)吸收B充電時(shí)釋放222C =2CO放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO4eC32=Na D充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Nae，而充項(xiàng)正確；結(jié)合總反應(yīng)可知放電時(shí)需吸收CO電池放電時(shí)，ClO向負(fù)極移動(dòng)，A解析 24，即電極反應(yīng)式為得電子被還原生成單質(zhì)C，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，正極CO電時(shí)釋放出CO222D，C被氧化生成CO=2COC，C項(xiàng)正確；充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，即3CO4e232 項(xiàng)錯(cuò)誤。D 答案在多孔碳材料電極處生成與Li8、一種可充電鋰空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2) 或1)。下列說(shuō)法正確的是(LiO(x0x22 A放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極 B放電時(shí)，外電路電子由