高中高考总复习化学-第33讲　常考新型化学电源课件

THANKS演示完毕感谢观看第33讲常考新型化学电源高中总复习·化学课标要求

1.

知道常考新型化学电源的类型及考查方式。2.

会分析常考新型化学电源的工作原理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。考点·全面突破01真题·体验品悟02课时·跟踪检测03考点·全面突破锁定要点，聚焦应用

考点一常考常新的化学电源——二次电池1.

二次电池充电时的电极连接即正极接正极，负极接负极。2.

二次电池原理分析的思维模型【示例分析】下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作原理示意图，锂离子导体

膜只允许Li＋通过，电池总反应为xCa2＋＋2LiFePO4

xCa＋2Li1－

xFePO4＋2xLi＋。①放电时负极反应式：

⁠；正极反应式：

⁠。

②充电时阳极反应式：

⁠；阴极反应式：

⁠。

B.

放电时，外电路电流从硫碳复合电极流向锂电极D.

充电时，当有0.1

mol

Li2S转化成S8时，锂电极质量增加0.7

g√

2.

（2025·八省联考河南卷）我国科学家设计了一种水系S-MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（

）A.

充电时，电极b为阳极B.

充电时，阳极附近溶液的pH增大D.

放电时，溶液中Cu2＋向电极b方向迁移√

充、放电时电解质中离子移动方向的判断放电（原电池）阳离子

正极阴离子

负极充电（电解池）阳离子

阴极阴离子

阳极总之，阳离子

发生还原反应的电极阴离子

发生氧化反应的电极考点二废物利用的典范——微生物燃料电池1.

微生物燃料电池微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的

装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分

解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介质在生物组分和负极

之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子

交换膜传递到正极，氧化剂（一般为氧气）在正极得到电子被还原与质子

结合成水。2.

不同介质的燃料电池电极反应式的书写燃料电池的电解质常有四种类型：酸性溶液、碱性溶液、固体电解质（可

传导O2－等）、熔融碳酸盐。电解质的类型对总反应式、电极反应式会产

生影响。以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。（1）酸性溶液（或含质子交换膜）

（2）碱性溶液负极：

⁠；正极：

⁠。（3）固体氧化物（其中O2－可以在固体介质中自由移动）负极：

⁠；正极：

⁠。

负极：

⁠；正极（通入CO2）：

⁠。

1.

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某污水处理厂利用微生物燃料电池处理含铬废水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是（

）A.

电池工作时b极发生还原反应C.

电池工作一段时间后，右边溶液的酸性增强√

2.

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，用如图装置处理有机废水（以含CH3COO－的溶液为例）。下列说法错误的是（

）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1

mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5

gD.

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√

（1）解答燃料电池题目的思维模型（2）解答燃料电池题目的几个关键点①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该

离子参与靠近一极的电极反应。考点三绿色环保的化学电源——循环转化型电池循环电池是电化学储能领域的一个研究热点，它通过电池内部物质的循环

使用来增加储能容量，增长使用寿命。如图是一种液流蓄电循环系统。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电

解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为

离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；其中左储罐

中的电解质是NaBr3/NaBr；右储罐中的电解质是Na2S2/Na2S4；放电前，被

膜隔开的电解质为NaBr3和Na2S2，放电后，分别变为NaBr和Na2S4。电池充、放电原理为2Na2S2＋NaBr3

Na2S4＋3NaBr。（1）电池放电时，负极和正极的电极反应式分别为

（2）电池充电时，阳极和阴极的电极反应式分别为

（3）在充电过程中Na＋通过离子选择性膜的流向是

⁠。

从左到右

1.

锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置（如图所示），电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法正确的是（

）A.

充电时电极b连接电源的正极C.

阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应D.

充电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大√

2.

（2025·八省联考四川卷）我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作原理示意图如下。下列说法错误的是（

）A.

放电时，K＋从负极向正极迁移√

考点四高考新宠的化学电源——浓差电池在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。1.

常见的离子交换膜阳离子交换膜只允许阳离子（包括H＋）通过阴离子交换膜只允许阴离子通过质子交换膜只允许H＋通过2.

离子交换膜的作用（1）能将两极区隔离，阻止两极物质发生化学反应。（2）能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。3.

离子交换膜的选择依据是离子的定向移动。【示例分析】双极膜是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子选择层、阳离子选

择层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中。与传

统阴、阳离子交换膜不同，双极膜可以大幅度降低内部电阻，同时水电离

产生的H＋和OH－可在电场的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的

半反应提供各自理想的pH条件。

1.

（2024·海口模拟）利用一种电解质溶液浓度不同引起电势差的装置称为“浓差电池”，其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散而引发的一类电池。某浓差电池的模拟装置如图所示（忽略溶液体积变化）。已知：两电极银的质量均为300

g。下列叙述正确的是（

）A.Ag（1）电极为负极，发生氧化反应C.

电池停止工作时两电极的质量差为432

gD.

电池放电时将化学能全部转化成电能√

2.

（2023·山东高考11题改编）利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法不正确的是（

）A.

甲室Cu电极为负极B.

隔膜为阳离子膜D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响√

“浓差电池”的分析方法

浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池

中的特定物质有浓度差，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依

据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，

这是解题的关键。真题·体验品悟感悟高考，明确方向

1.

（2024·全国甲卷12题）科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池（如图所示）。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是（

）A.

充电时，Zn2＋向阳极方向迁移D.

放电时，Zn电极质量减少0.65

g，MnO2电极生成了0.020

mol

MnOOH√

2.

（2024·江西高考11题）我国学者发明了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子（如图）。下列说法正确的是（

）C.

放电过程中，OH－通过质子交换膜从左室传递到右室D.

处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH√

3.

（2024·新课标卷12题）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）电池工作时，下列叙述错误的是（

）B.b电极上CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互转变起催化作用C.

消耗18

mg葡萄糖，理论上a电极有0.4

mmol电子流入D.

两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a√

4.

（2024·安徽高考11题）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如图。该电池分别以Zn-TCPP（局部结构如标注框内所示）形成的稳定超分子材A.

标注框内所示结构中存在共价键和配位键C.

充电时，阴极被还原的Zn2＋主要来自Zn-TCPPD.

放电时，消耗0.65

g

Zn，理论上转移0.02

mol电子料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是（

）√

课时·跟踪检测培优集训，提升素养

一、选择题（本题包括7小题，每小题只有一个选项符合题意）12345678

A.a极为正极B.b极发生氧化反应C.Li＋从a极室向b极室移动D.

可以用稀硫酸作电解质溶液√

123456782.

（2024·顺义一模）我国科研人员研制出一种一体式过氧化氢循环电池

（UR-HPCC），可实现在H2O2电解模式下高效产氢，在燃料电池模式下合

成过氧化氢，其工作原理示意图如下。下列说法正确的是（

）A.

电解模式下H2在阳极生成B.

电解模式下化学能转化为电能D.

电池模式下Ⅱ室中H＋通过质子交换膜移向Ⅰ室√12345678

123456783.

（2024·襄阳模拟）我国学者自主研发了一种Al-N2二次电池，以离子液

体为电解质，其工作原理如图所示。石墨烯/Pd作为电极催化剂，可吸附

N2。下列说法正确的是（

）A.

充电时可实现“氮的固定”B.

充电时阳极发生还原反应C.Al箔为原电池的正极√12345678

123456784.

一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中酸性污水中含有的有机化合物用C6H12O6表示。下列有关该电池的说法不正确的是（

）C.

该“交换膜”可选用“质子交换膜”D.

若将“K3[Fe（CN）6]溶液”改为“O2”，当有22.4

L

O2参与反应时，

理论上转移4

mol电子√12345678

123456785.

（2024·昭通模拟）中国科学研究院报道了一种高压可充电碱-酸Zn-PbO2混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环（如图），该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法正确的是（

）A.

充电时，d极发生还原反应B.

离子交换膜b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜D.

放电时，每转移2

mol电子，中间K2SO4溶液中溶质减少1

mol√12345678

123456786.

（2024·武汉模拟）如图是“海水—河水”浓差电池装置（不考虑溶解氧的影响），其中a、b均为Ag/AgCl复合电极，电池工作过程中得失电子的元素仅有Ag元素。下列说法正确的是（

）B.

内电路中，Na＋由b极区向a极区迁移C.

工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差减小D.

电路中转移1

mol

e－时，理论上b极区模拟河水的质量增加23

g√12345678

123456787.

化学中常用标准电极电势E

（氧化型/还原型）比较物质氧化能力的大

小。E

值越大，氧化型的氧化能力越强。利用表格所给的数据进行分析，

下列说法错误的是（

）氧化型/还原型E

（Co3＋/Co2

＋）E

（Fe3＋/Fe2＋）E

（Cl2/Cl－）酸性介质1.92

V0.77

V1.36

V氧化型/还原型E

[Co（OH）3/Co（OH）2]E

[Fe（OH）3/Fe（OH）2]E

（ClO－/Cl－）碱性介质0.17

Vx

V0.81

V12345678A.

推测：x＜0.77D.

在等浓度的Co2＋、Fe2＋、Cl－的酸性混合液中，还原性：Co2＋＞Cl－＞

Fe2＋√12345678

12345678二、非选择题（本题包括1小题）8.

根据下列要求回答下列问题。12345678

N2H4＋4OH

12345678（2）我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳

米管（MWCNT）为电极材料，