2021屆高考化學(xué)教學(xué)案第9章 高考熱點(diǎn)課7 高考中的新型化學(xué)電源含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精屆化學(xué)人教一輪創(chuàng)新學(xué)案：第高考點(diǎn)課高考中的型化學(xué)電含解析高考中的新型化學(xué)電源命題分析:以新型化學(xué)電源為命題背景考查原電池的結(jié)構(gòu)和工作原理是高考的熱點(diǎn)；涉及的新型化學(xué)電源種類(lèi)繁多，如儲(chǔ)氫電池、高鐵電池、海洋電池、鋰離子電池等。解答此類(lèi)題，不要被新材料、新情境所嚇倒，只要學(xué)會(huì)遷移運(yùn)用常見(jiàn)化學(xué)電源工作原理，正確判斷正負(fù)極，寫(xiě)出電極反應(yīng)式就能破題。1．正、負(fù)極的判斷新型電池中錯(cuò)!2．放電時(shí)正極、負(fù)極電極應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)（1）首先分析物質(zhì)得失電子的情況。）然后再慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。（對(duì)于較為復(fù)雜的電極反應(yīng)，可以利用“反應(yīng)式－較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式＝較復(fù)雜一極的電極反應(yīng)式”的方法解決。3．充電時(shí)陰極、陽(yáng)極的判（1）首先應(yīng)搞明白原電池放電時(shí)的正、負(fù)極.（2）根據(jù)電池充電時(shí)陽(yáng)極接正極、陰極接負(fù)極的原理進(jìn)行分析。）電極反式：放電時(shí)的負(fù)極與充電時(shí)的陰極、放電時(shí)的正

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精極與充電時(shí)的陽(yáng)極分別互逆。4．可充電電池的分析(1)“正正負(fù)”—原電池的正極充電時(shí)要與外接電源的正極相連，原電池的負(fù)極充電時(shí)要與外接電源的負(fù)極相連）顛顛倒倒——原電池的正極反應(yīng)倒過(guò)來(lái)，就是充電時(shí)電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式。原電池的負(fù)極反應(yīng)倒過(guò)來(lái)，就是充電時(shí)電解池的陰極反應(yīng)式。[解析]該反應(yīng)中,可產(chǎn)生電流反應(yīng)條件比較溫和有高溫高壓條件，A正確；該生物燃料電池中，左端電極反應(yīng)式為MV＋－e－===MV2＋，則左端電極是負(fù)極，應(yīng)為負(fù)極區(qū)，在氫化酶作用，

2232222學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)2232222發(fā)生反應(yīng)H＋2MV===2H＋＋＋,B錯(cuò)誤右端電極反應(yīng)式為MV＋e－＋

是正極在正極區(qū)N得到電子生成NH發(fā)生還原反應(yīng)C確;電池中內(nèi)電路中H＋通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，D正確。[答案]B（2019·廣東汕頭高三期末)國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種天然氣脫硫裝置，利用如圖裝置可實(shí)現(xiàn)：―→H＋。已知甲池中有如下的轉(zhuǎn)化：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

）A．該裝置可將光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能B該裝置工作時(shí)溶液中的H＋從甲池經(jīng)過(guò)全氟磺酸膜進(jìn)入乙池

．甲池碳棒上發(fā)生電極反應(yīng)：AQ＋2H＋

＋

－D．乙池①處發(fā)生反應(yīng)：HS＋I(xiàn)誤===3I－

＋S↓＋2H

＋答案

B

22學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精22解析

該裝置是原電池裝置根圖中信息知是將光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能的裝置A正確；原電池中陽(yáng)離子移向正極，由圖可知電子由乙池流出經(jīng)外電路流向甲池，甲池中碳棒是正極，所以氫離子從乙池移向甲池，B錯(cuò)誤；甲池中碳棒是正極,該電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng),即AQ＋2H

＋

＋－===HAQ，C正確；在乙池中，硫化氫失電子生成硫單質(zhì)，I誤得電子生成I

－

，發(fā)生的反應(yīng)為H2S＋I(xiàn)誤===3I－

＋S2H，D正確.（2019·天津高)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下。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）［解析］根據(jù)題圖左側(cè)a極電極反應(yīng)為IBr－＋－===2I－＋Br－，右側(cè)b極電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn

，可以得出總反應(yīng)為I

2

Br－

＋2＋＋Br－

＋2I－故為原電池負(fù)a為原電池正極放電時(shí)，a極反應(yīng)為I

2

Br－

＋－－

＋Br

－

，A確;電時(shí)，

3x3381x3x3381x33381x8由總反應(yīng)可知離子數(shù)目增大B正確；充電時(shí)b每增重65，被還原的Zn的物質(zhì)的量為。01則消耗。02mol－,C正確；充電時(shí),極發(fā)生氧化反應(yīng),作陽(yáng)極，接電源正極，D誤。［答案]D（2019·湖南名校高三大聯(lián)考）某新型可充電電池構(gòu)造如圖所示工作（需先引發(fā)鐵和氯酸鉀的反應(yīng)，從而使LiCl－共晶鹽熔化)某電極（記為

的反應(yīng)式之一為

xLi＋＋x＋LiVO===LiVO下列說(shuō)法正確的是（＋

)A．放電時(shí)，正極上的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－－===Li＋B．放電時(shí)，總反式為xLi＋LiV===LiVO＋．充電時(shí)，X電極與電源負(fù)極相連D．充電時(shí)，X極的質(zhì)量增加答案解析

B由題干所給電極反應(yīng)式可知X電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)故X電極是正極，結(jié)合題圖知X電極是LiVO，則Li－合金是負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li

，結(jié)合X極的電極反應(yīng)式可知放電時(shí)總反應(yīng)式為xLi＋LiV===LiV，A＋錯(cuò)誤，正確；充電時(shí)，X電極應(yīng)與電源正極相連，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，X電極的電極反應(yīng)與放時(shí)X電極的電極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，則充電時(shí)X電極的質(zhì)量減輕，D錯(cuò)誤.

2222222學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2222222建議用時(shí)：40分鐘

滿(mǎn)分:100分一、選擇題1．我國(guó)預(yù)計(jì)在年前后建成自己的載人空間站。為了實(shí)現(xiàn)空間的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO并提供O，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種裝（如下圖現(xiàn)了“陽(yáng)能→電能→化學(xué)能”轉(zhuǎn)化,總反應(yīng)方程式為===2COO關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是(

）A．圖中半導(dǎo)體為正極型半導(dǎo)體為負(fù)極B．圖中離子交換為陽(yáng)離子交換膜．反應(yīng)完畢，該裝置中電解質(zhì)溶液的堿性增強(qiáng)D體呼出的氣體參與X極的反應(yīng):CO＋2e

＋H＋2OH

－答案解析

D在原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故N型半導(dǎo)體為負(fù)極，型半導(dǎo)體為正極，A錯(cuò)誤；由圖示可知圖中的離子交換膜為陰離子交換膜，錯(cuò)誤；由總反應(yīng)方程式可知，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有OH

、

＋

生成與損耗，故電解質(zhì)溶液的堿性不變錯(cuò)誤X電解池的陰極，電極反應(yīng)式為＋

222323222222222222232322222222222332－

＋HO===CO＋2OH

，D確。2．如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開(kāi)的電解質(zhì)為S和放電后分別變?yōu)楹拖铝袛⑹稣_的是（

)A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3NaBr－＋＋B．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為2NaS2e＋2Na．放電時(shí)，Na＋

經(jīng)過(guò)離子交換膜，由池移向池D該電池電解飽和食鹽水生2L時(shí),池生成gNa答案解析

根據(jù)放電后S轉(zhuǎn)化為NaS元素化合價(jià)升高知被氧化，故負(fù)極反應(yīng)為－－===Na＋2Na＋

，A錯(cuò)誤充電時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NaBr

電極反應(yīng)為：3NaBr－－＋＋

，誤；放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故Na＋

經(jīng)過(guò)離子交換膜，由池向池C正確；沒(méi)有說(shuō)明H所處的狀態(tài)，誤.3廣州高三調(diào)研測(cè)試）一種釕(Ru）配合物光敏染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理示意圖如下，電池工作時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為:

33學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精33錯(cuò)誤Ru*激發(fā)態(tài)）*→Ru

＋eI誤＋2e―－2RuⅢ＋－―→2RuⅡ

＋I(xiàn)誤!下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是（）A．電池中鍍導(dǎo)電玻璃為正極B．電池工作時(shí)，I－

在鍍Pt導(dǎo)電玻璃上放電．電池工作時(shí)，電解質(zhì)中I

和I

－

，濃度不會(huì)減少D．電池工作時(shí)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能答案解析

B根據(jù)電池工作時(shí)電子從透明導(dǎo)電玻璃流入鍍Pt導(dǎo)電玻璃，則透明導(dǎo)電玻璃為負(fù)極，鍍導(dǎo)電玻璃為正極，A確；電池工作時(shí)鍍導(dǎo)電玻璃為正極，電極反應(yīng)為I錯(cuò)誤＋2e

－===3I－

，正極上為I

－

，放電，誤；根據(jù)電池工作時(shí)發(fā)生的反應(yīng)可知，I誤在正極上得電子被還原為I－

，后I

－

又被Ru

氧化為I錯(cuò)!，I錯(cuò)!和I－

相互轉(zhuǎn)化電解質(zhì)中I－和I誤濃度不會(huì)減少，確；電池工作時(shí)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能D正確。4．(2019·遼寧五校協(xié)作體高三聯(lián)考)中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院成功研發(fā)了一種高效、低成本儲(chǔ)能電池—“鋁－石墨雙離子電

22222222學(xué)必求其心得，22222222池電池總反應(yīng)為Al＋＋Li＋＋

錯(cuò)錯(cuò)誤AlLi＋xPF下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是（

)A．放電時(shí)PF錯(cuò)誤!向正極移動(dòng)B．放電時(shí)，負(fù)極應(yīng)為Al－－===Al．充電時(shí)，兩個(gè)電極增加的質(zhì)量相等D．充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為xC＋錯(cuò)誤!－－===CxPF6答案解析

D結(jié)合總反應(yīng)可知,放電時(shí)負(fù)極AlLi失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為AlLi－－===Al＋Li＋

，項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為xC＋錯(cuò)誤!－－x,D正確充電時(shí)陰極反應(yīng)為Al＋Li＋

＋

－，兩極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量雖然相等，但增加的質(zhì)量不相等陽(yáng)極增加的是錯(cuò)!的量,陰極增加的Li

＋

的質(zhì)量，項(xiàng)錯(cuò)誤。5．優(yōu)質(zhì)的鋰碘電池可用于心臟起搏器來(lái)延續(xù)患者的生命，它的正極材料是聚2.乙烯吡（簡(jiǎn)寫(xiě)為P

2

I的復(fù)合物電解質(zhì)是固態(tài)薄膜狀的碘化鋰,電池的總反應(yīng)為＋nI（－1）＋2LiI，則下列說(shuō)法正確是)A．該電池所產(chǎn)生的電壓低,使用壽命比較短B．電池工作時(shí)，離子移向一極．聚乙烯吡啶的復(fù)合物與有機(jī)物性質(zhì)相似，因此聚乙烯吡啶的復(fù)合物不會(huì)導(dǎo)電D．電時(shí)，正極的反應(yīng)為PnI＋＋

＋

－===PVP·(－I

2

＋2LiI

2222學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)2222答案解析

D該電池的電勢(shì)低放電緩慢使用壽命比較長(zhǎng)A錯(cuò)誤；原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以電池工作時(shí)，碘離子移向Li電極，B錯(cuò)誤；聚乙烯吡啶的復(fù)合物作正極，所以聚烯吡啶的復(fù)合物能導(dǎo)電，錯(cuò)誤；正極上I

2

得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：P

I＋

＋2e

－===PVP·(－1)I＋，D正確。6．一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)念的MgSb液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池，其工作原理如下圖所該電池所用液體密度不同，在重力作用下分為三層工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。該電池工作一段時(shí)間后可由太陽(yáng)能電池充電。下列說(shuō)法不正確的是（

)A．放電時(shí)Mg(液層的質(zhì)量減小B．放電時(shí)，正極應(yīng)式為：Mg2＋＋－===Mg．充電時(shí)，Mg。液）層發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時(shí)，Cl－

向中層和下層分界面處移動(dòng)答案解析

由電流方向可知Mg（液）層為負(fù),放電時(shí)的電極反應(yīng)式為Mg－

－質(zhì)量會(huì)減少，A正確；陽(yáng)離子放電順序K＋〈Na＋

〈Mg

2＋

，故放電時(shí)正極反應(yīng)式為Mg

2

＋－，B正確；充電時(shí)為電解池液）層為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C錯(cuò)誤;陰離子移向陽(yáng)極即Cl－向中層和下層分界面處移動(dòng),正確。

2n4n4n4n4n44學(xué)必求其心得，業(yè)2n4n4n4n4n447.濰坊一模）一種新型可逆電池的工作原理如圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為Al＋n(AlCl44AlCl錯(cuò)!表示石墨)。下列說(shuō)法正確的是()

2Cl錯(cuò)誤＋n(CA．放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)為－B．放電時(shí)AlCl誤移向正極

＋7Cl

－Cl－．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)AlCl誤－e－

＋C===C（AlCl）D．電路中每轉(zhuǎn)移mol電子，最多有molC(AlCl）被還原答案解析

A，放電時(shí)鋁作負(fù)極,失電子被氧化為Al

2

Cl錯(cuò)!，電極反應(yīng)為Al－

－

＋7AlCl誤!

Cl錯(cuò)!錯(cuò)誤;C項(xiàng)充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為＋AlCl－－－===C(AlCl）正確;D，由總反應(yīng)可知每1molCAlCl)還原僅得到mol電子，錯(cuò)誤.82019·成七中高三期末）某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．極發(fā)生氧化反應(yīng)B．高溫下該電池率更高．若有機(jī)物為甲烷，則該電池整個(gè)過(guò)程的總反應(yīng)式為:CH＋

222244224224222學(xué)必求其心得2222442242242222O===CO＋D硫氧化菌參加的反應(yīng)為HS＋8e－＋錯(cuò)誤＋9H＋答案解析

b是電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；在高溫下硫酸鹽還原菌、硫氧化菌會(huì)失去生理活性，因而在高溫下微生物被殺死，效率更低，錯(cuò)誤;根據(jù)圖示可知硫酸鹽還原菌將錯(cuò)誤還原為－電極有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO,若有機(jī)物為,反應(yīng)式為:CH－

＋8H＋，硫氧化菌又將－轉(zhuǎn)化為，電極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：＋

＋

＋===2H，總反應(yīng)方程式為＋2O===CO＋2H確負(fù)極上HS

－

在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為錯(cuò)誤，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是＋4HO－===SO誤!＋

，D錯(cuò)誤。92019·河汝州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三期末）下圖甲是一種利用微生物將廢水中的尿素［CO(NH)］的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并生成對(duì)環(huán)境友好物質(zhì)的裝置同時(shí)利用此裝置的電能在鐵上鍍銅，下列說(shuō)法中正確的是()A．銅電極應(yīng)與X相連接B．H＋

透過(guò)質(zhì)子交換膜由右向左移動(dòng)．當(dāng)N極消耗025氣體時(shí)，則鐵電極增重

222222222222學(xué)必求其222222222222DM電極反應(yīng)式：NCONH＋HO－－===CO＋↑＋＋答案解析

D根據(jù)甲圖，N電極通入氧氣,因N極為正極，M電極為負(fù)極電鍍時(shí)鍍金屬作陰極層金屬作陽(yáng)極鐵連接連接Y，A錯(cuò)誤；根據(jù)選項(xiàng)A的分析，以及原電池的工作原理H＋

從負(fù)極流向正極，即從M極流向N，透過(guò)質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng),錯(cuò)誤N極反應(yīng)式＋4H＋＋4e===2HO，極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－失電子數(shù)目守恒此有～－

～2Cu,當(dāng)N電極消耗0。25mol氣體時(shí)，鐵電極質(zhì)量增重0。25×2×64g＝g，C錯(cuò)誤；M極為負(fù)極因此電極反應(yīng)式為)＋HO－－===CO↑↑6H,D正確。10下圖是用于航天飛行器中的一種全天太陽(yáng)能電化學(xué)電池在光照時(shí)的工作原理。下列說(shuō)法正確的是)A．該電池與硅太陽(yáng)能電池供電原理相同B．光照時(shí)，H

由a極室通過(guò)質(zhì)子膜進(jìn)極室光照時(shí)極反應(yīng)式為VO＋＋2OH－－－===VO錯(cuò)!＋H2D．夜間無(wú)光照時(shí),電極流出電子答案

D

22nn24n2學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)22nn24n2解析

由題圖可知，有太陽(yáng)光照時(shí),極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，是正極極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極由于這是一種全天候電池所以夜晚情況剛好相反.硅太陽(yáng)能電池是用半導(dǎo)體原理將光能轉(zhuǎn)化為電能，是物理變,而該電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，兩者原理不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中氫離子向正極移動(dòng)所以氫離子由b極室通過(guò)質(zhì)子膜進(jìn)入a極室，B錯(cuò)誤；光照時(shí)，是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為VO＋＋HOe===VO，＋2H＋

,C項(xiàng)錯(cuò)誤；夜間無(wú)光照，相當(dāng)于蓄電池放電，極的電極反應(yīng)式為V2＋－－3＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，是負(fù)極，是電子流出的一極,項(xiàng)正確近浙江大學(xué)成功研制出具有較高能量密度的新型鋁－石墨烯(）電池(如圖該電池分別以鋁、石墨烯為電極，放電時(shí)，電池中導(dǎo)電離子的種類(lèi)不變已知能量密度＝電池容（J)÷負(fù)極質(zhì)量（列分析正確的是（

)A．放電時(shí)，（石墨烯)為負(fù)極B．放電時(shí)Al2Cl錯(cuò)!在負(fù)極轉(zhuǎn)化為AlCl錯(cuò)誤!．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為4Al－＋－===Al＋－D．以輕金屬為負(fù)極有利于提高電池的能量密度答案解析

D鋁是活潑的金屬,放電時(shí)是負(fù)極(石墨烯)為正極，A誤放電時(shí)鋁發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋁離子鋁離子與AlCl錯(cuò)誤結(jié)合生成AlCl－

，7，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，Al2Cl錯(cuò)!在陰極得電子發(fā)

2422222學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2422222生還原反應(yīng)即陰極反應(yīng)為4Al2Cl錯(cuò)誤＋－===Al7AlCl錯(cuò)誤!C錯(cuò)誤;以輕金屬為負(fù)極有利于提高電池的能量密度，確。二、非選擇題121）下圖是某甲醇燃料電池工作的示意圖。質(zhì)子交換膜(只有質(zhì)子能夠通過(guò))左、