山東專用2021高考化學一輪復習第一篇熱點微專題7利用電池工作原理攻克新型電池課件

復習課件山東專用2021高考化學一輪復習第一篇熱點微專題7利用電池工作原理攻克新型電池課件1熱點微專題7利用電池工作原理攻克新型電池

【典題示例】【典例】(2020·天津等級考·11)熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良,是具有應用前景的儲能電池。如圖中的電池反應為2Na+xSNa2Sx(x=5～3,難溶于熔融硫)。下列說法錯誤的是 (

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A.Na2S4的電子式為B.放電時正極反應為xS+2Na++2e-====Na2SxC.Na和Na2Sx分別為電池的負極和正極D.該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池【解析】選C。Na2S4為離子化合物,構成離子為Na+、,電子式為

,A項正確;根據(jù)電池總反應,放電時正極上S發(fā)生還原反應,且Na+向正極移動參與反應,電極反應為xS+2Na++2e-====Na2Sx,B項正確;Na為電池的負極,S為電池的正極,C項錯誤;根據(jù)電池總反應及示意圖,可知該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池,D項正確?！竞诵臍w納】1.一張圖讀懂原電池工作原理

(1)電子流向:從負極流出沿導線進入正極。(2)電流方向:從正極沿導線流向負極。(3)離子遷移方向:電解質(zhì)溶液中,陰離子向負極遷移,陽離子向正極遷移。2.新型化學電源中電極反應式的書寫【模擬演練】1.(2020·濰坊模擬)我國科研團隊成功研究出高比能量、低成本的鈉離子二次電池,其工作原理示意圖如圖。已知電池反應:Na1-xMnO2+NaxCnNaMnO2+nC。下列說法正確的是 (

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A.電池放電過程中,NaMnO2/Al上的電勢低于石墨烯/Al上的電勢B.電池放電時,正極可發(fā)生反應Na1-xMnO2+xNa++xe-====NaMnO2C.電池充電時,外接電源的負極連接NaMnO2/Al電極D.電池充電時,Na+由石墨烯/Al電極移向NaMnO2/Al電極【解析】選B。放電時,NaMnO2/Al為正極,石墨烯/Al為負極,所以NaMnO2/Al上的電勢高于石墨烯/Al上的電勢,故A錯誤;電池放電時,NaMnO2/Al為正極,正極上Na1-xMnO2得電子發(fā)生還原反應生成NaMnO2,電極反應為Na1-xMnO2+xNa++xe-====NaMnO2,故B正確;充電時,陰極與外加電源負極相接,所以外接電源的負極連接石墨烯/Al電極,故C錯誤;充電時,陽極與外加電源正極相接,陰極與外加電源負極相接,陽離子移向陰極,所以Na+由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極,故D錯誤。2.用特殊電極材料制作的新型二次電池,放電時發(fā)生如圖所示的電極反應,下列說法正確的是 (

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A.A為原電池的負極,失去電子,發(fā)生氧化反應B.B上發(fā)生的電極反應為CH2OH(CHOH)CH2OH-2e-====CH2OHCOCH2OH+2H+C.若通過交換膜的離子是,則B上發(fā)生的電極反應為CH2OH(CHOH)CH2OH-2e-+2====CH2OHCOCH2OH+2H2O+2CO2D.若A處產(chǎn)生的CO和H2的物質(zhì)的量之比為1∶3,則B處消耗丙三醇的物質(zhì)的量為4mol【解析】選C。該新型原電池中,A電極為正極,B電極為負極,正極發(fā)生得電子的還原反應,負極發(fā)生失電子的氧化反應,故A錯誤;B電極為負極,堿性條件下CH2OH(CHOH)CH2OH發(fā)生氧化反應,反應式為CH2OH(CHOH)CH2OH+2OH--2e-====CH2OHCOCH2OH+2H2O,故B錯誤;B電極為負極,丙三醇失去電子生成CH2OHCOCH2OH,若通過交換膜的離子是,B上發(fā)生的電極反應為CH2OH(CHOH)CH2OH-2e-+2====CH2OHCOCH2OH+2H2O+2CO2,故C正確;A處產(chǎn)生的CO和H2的物質(zhì)的量分別為kmol、3kmol,由CO2+7H2O+8e-====CO+3H2+8OH-可知轉移電子8mol,CH2OH(CHOH)CH2OH+2OH--2e-====CH2OHCOCH2OH+2H2O,所以B處消耗丙三醇的物質(zhì)的量為4kmol,可能為4mol,故D錯誤。3.(2020·珠海模擬)一種新型鋰離子二次電池——磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池。作為正極材料的磷酸鐵鋰在充、放電時的局部放大示意圖如圖,寫出該電池充電時的陽極電極反應式:____________。

【解析】由圖可知,充電時LiFePO4失去電子,生成Li+,故充電時陽極電極反應式為LiFePO4-xe-====Li(1-x)FePO4+xLi+。答案:LiFePO4-xe-====Li(1-x)FePO4+xLi+【加固訓練】

1.(2020·長沙模擬)由于共生工程的應用,利用發(fā)電廠產(chǎn)生的SO2制成自發(fā)電池,其電池反應方程式為2SO2+O2+2H2O====2H2SO4,該電池電動勢為1.06V。實際過程中,將SO2通入電池的___極(填“正”或“負”),寫出負極反應式_________________________________________________________________。

【解析】利用發(fā)電廠產(chǎn)生的SO2制成自發(fā)電池,其電池反應方程式為2SO2+O2+2H2O====2H2SO4,原電池反應是負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,依據(jù)元素化合價變化可知,二氧化硫中硫元素化合價升高,失去電子發(fā)生氧化反應,過程中,將SO2通入電池的負極,電極反應為SO2+2H2O-2e-====+4H+。答案:負SO2+2H2O-2e-====+4H+2.(2020·武漢模擬)三甲胺是魚腥臭的主要來源,是判斷海水魚類鮮度的化學指標之一。通過傳感器產(chǎn)生的電流強度可以監(jiān)測水產(chǎn)品中三甲胺的含量,一種燃料電池型三甲胺氣體傳感器的原理如圖所示。外電路的電流方向為________(填“a→b”或“b→a”),負極的電極反應式為_______________。

【解析】該電池為燃料電池,a電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應,b電極上三甲胺失電子發(fā)生氧化反應,則a為正極,b為負極,原電池中電子從負極流向正極即從b流向a,電流的方向與電子的移動方向相反,則外電路電流的方向為a→b;電解質(zhì)溶液為酸性,結合圖示,負極的電極反應式為2N(CH3)3-42e-+12H2O====N2↑+6CO2↑+42H+。答案:a→b

2N(CH3)3-42e-+12H2O====N2↑+6CO2↑+42H+休息時間到啦同學們，下課休息十分鐘?，F(xiàn)在是休息時間，你們休息一下眼睛，看看遠處，要保護好眼睛哦~站起來動一動，久坐對身體不好哦~熱點微專題7利用電池工作原理攻克新型電池1.中國科學院大連化學物理研究所的研究團隊創(chuàng)新性提出鋅碘單液流電池的概念,實現(xiàn)鋅碘單液流中電解液的利用率近100%,其原理如圖所示。下列說法正確的是 (

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A.放電時A電極反應式為Zn+2e-====Zn2+B.放電時電解質(zhì)儲罐中離子總濃度減小C.M為陰離子交換膜,N為陽離子交換膜D.充電時A極增重65g,C區(qū)增加離子數(shù)為2NA【解析】選C。放電時,B電極為正極,I2得到電子生成I-,電極反應式為I2+2e-====2I-,A電極是負極,電極反應式為Zn-2e-====Zn2+,故A錯誤;放電時,左側即負極,電極反應式為Zn-2e-====Zn2+,右側是正極,電極反應式為I2+2e-====2I-,所以儲罐中的離子總濃度增大,故B錯誤;離子交換膜是防止正負極I2、Zn接觸發(fā)生自放電,負極區(qū)生成Zn2+,正電荷增加,正極區(qū)生成I-,負電荷增加,則Cl-通過M膜進入負極,K+通過N膜進入正極,所以M為陰離子交換膜,N為陽離子交換膜,故C正確;充電時,A極反應式Zn2++2e-====Zn,A極增重65g轉移2mol電子,所以C區(qū)增加2molK+、2molCl-,離子總數(shù)為4NA,故D錯誤?！炯庸逃柧殹?.垃圾假單胞菌株能夠在分解有機物的同時分泌物質(zhì)產(chǎn)生電能,其原理如圖所示。下列說法正確的是 (

)A.電流由左側電極經(jīng)過負載后流向右側電極B.放電過程中,正極附近pH變小C.若1molO2參與電極反應,有4molH+穿過質(zhì)子交換膜進入右室D.負極電極反應為H2PCA+2e-====PCA+2H+【解析】選C。A項,右側電極上O2被還原生成H2O,為正極,故電流由右側正極經(jīng)過負載后流向左側負極,錯誤;B項,放電過程中,正極O2得電子與質(zhì)子結合產(chǎn)生水,c(H+)減小,pH變大,錯誤;C項,若1molO2參與電極反應,有4molH+穿過質(zhì)子交換膜進入右室,生成2mol水,正確;D項,原電池負極發(fā)生氧化反應失去電子,錯誤。2.H2是一種綠色能源,如圖裝置電解水(添加少量燒堿)制備H2和O2。下列說法錯誤的是 (

)A.關閉K1時,電極1收集H2且電極1附近NaOH溶液濃度減小B.關閉K2時,陰極反應為NiOOH+H2O+e-====Ni(OH)2+OH-C.NaOH增強導電性,可以用稀硫酸(或鹽酸)替代燒堿D.若電極2收集到11200mL氣體(標準狀況),則轉移2mol電子【解析】選C。關閉K1時,電極1為陰極、電極3為陽極,陽極反應式為Ni(OH)2-e-+OH-====NiOOH+H2O,水量增多,電極1附近NaOH溶液濃度減小,故A正確;關閉K2時,電極2為陽極、電極3為陰極,陰極反應式為NiOOH+H2O+e-====Ni(OH)2+OH-,故B正確;若用稀硫酸(或鹽酸)替代燒堿,則NiOOH、Ni(OH)2均能與酸反應,且可能在陽極發(fā)生氧化反應,故C錯誤;電極2收集O2,電極反應式為4OH--4e-====O2↑+2H2O,收集O211200mL即收集0.5molO2時,轉移電子2mol,故D正確。2.(2020·廣州模擬)我國科學家在天然氣脫硫研究方面取得了新進展,利用如圖裝置可發(fā)生反應:H2S+O2====H2O2+S,已知甲池中發(fā)生反應:下列說法正確的是 (

)A.甲池中碳棒上發(fā)生的電極反應為AQ+2H+-2e-====H2AQB.乙池溶液中發(fā)生的反應為H2S+====3I-+S↓+2H+C.該裝置中電能轉化為光能D.H+從甲池移向乙池【解析】選B。甲池中碳棒是正極,該電極上發(fā)生得電子的還原反應,即AQ+2H++2e-====H2AQ,A錯誤;在乙池中,硫化氫失電子生成硫單質(zhì),得電子生成I-,發(fā)生的反應為H2S+====3I-+S↓+2H+,B正確;根據(jù)圖中信息知道是將光能轉化為電能的裝置,C錯誤;該裝置是原電池裝置,原電池中陽離子移向正極,甲池中碳棒是正極,所以氫離子從乙池移向甲池,D錯誤。3.(2020·攀枝花模擬)水系鈉離子電池安全性能好、價格低廉、對環(huán)境友好,有著巨大的市場前景。某鈉離子電池工作原理如圖,電池總反應為2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3。下列說法錯誤的是 (

)A.充電時,a接電源正極B.放電時,溶液中的Na+在NaFePO4F電極上得電子被還原C.充電時,陰極上的電極反應為NaTi2(PO4)3+2Na++2e-====Na3Ti2(PO4)3D.理論上,該電池在充電或放電過程中溶液中的c(Na+)不變【解析】選B。2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3,分析方程式得出NaFePO4F變?yōu)镹a2FePO4F,Fe化合價降低,發(fā)生還原反應,該物質(zhì)作原電池的正極,Na3Ti2(PO4)3變?yōu)镹aTi2(PO4)3,Ti化合價升高,發(fā)生氧化反應,該物質(zhì)作原電池的負極。放電時a為正極,因此充電時,a接電源正極,故A正確;放電時,溶液中的Na+不放電,而是NaFePO4F中Fe得電子被還原,故B錯誤;陰極主要是NaTi2(PO4)3得到電子,因此陰極上的電極反應為NaTi2(PO4)3+2Na++2e-====Na3Ti2(PO4)3,故C正確;根據(jù)溶液中電荷守恒關系,理論上,該電池在充電或放電過程中溶液中的c(Na+)不變,故D正確。4.據(jù)X-MOL報道:RobertPipes等設計的添加PDS()的Li-CO2電池,正極物質(zhì)轉化原理如圖所示。下列說法錯誤的是 (

)A.PDS起增強導電性作用B.負極反應式為Li-e-====Li+C.電池總反應為4Li+3CO2====2Li2CO3+CD.正極上發(fā)生的反應之一為【解析】選A。PDS是非電解質(zhì),不能導電,起收集二氧化碳的作用,故A錯誤;原電池中Li作負極,Li失電子發(fā)生氧化反應生成鋰離子,電極反應式為2Li-2e-====2Li+,故B正確;負極電極反應式為2Li-2e-====2Li+,正極電極反應式為3CO2+4e-====C+2,總方程式:4Li+3CO2====2Li2CO3+C,故C正確;由圖象知道第一步反應:+2CO2+2e-====2,故D正確。5.(2020·鄭州模擬)如圖是通過Li-CO2電化學技術實現(xiàn)儲能系統(tǒng)和CO2固定策略的示意圖。儲能系統(tǒng)使用的電池組成為釕電極/CO2飽和-LiClO4-(CH3)2SO(二甲基亞砜)電解液/鋰片,下列說法不正確的是 (

)A.Li-CO2電池電解液為非水溶液B.CO2的固定中,轉移4mole-生成1mol氣體C.釕電極上的電極反應式為2Li2CO3+C-4e-====4Li++3CO2↑D.通過儲能系統(tǒng)和CO2固定策略可將CO2轉化為固體產(chǎn)物C【