高考化学一轮复习同步课件 第10章　热点强化10　新型化学电源分类突破（鲁科版）

第10章

热点强化10新型化学电源分类突破一、锂电池和锂离子二次电池1.(2025·安徽，13)研究人员开发出一种锂⁃氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法正确的是A.放电时电解质溶液质量减小B.放电时电池总反应为H2+2Li===2LiHC.充电时Li+移向惰性电极D.充电时每转移1mol电子，c(H+)降低1mol·L-1√

√

二、钠电池和钠离子电池3.(2026·北京昌平阶段性考试)钠硫电池装置示意图如图所示。其中熔融Na为a的电极反应物，熔融S和Na2Sx为b的电极反应物，固体电解质Al2O3可传导Na+。下列说法不正确的是A.放电时，b作正极B.放电时，Na+从a极室向b极室移动C.充电时，阴极的电极反应式是Na++e-===NaD.每产生或消耗1molS，转移2mol电子√

4.(2025·陕西汉中模拟)钠离子电池是一种二次电池，主要依靠钠离子在电极之间移动来工作。一种钠离子电池的工作原理如图所示，放电时，电池反应可表示为Na1-xFePO4+NaxC===NaFePO4+C。下列说法正确的是A.电池放电时，X极发生氧化反应B.电池放电时，Na+通过阳离子交换膜向右侧区

域移动C.电池充电时，X极的电极反应式为NaFePO4+xe-

===Na1-xFePO4+xNa+D.电池充电时，每转移1mole-，Y极质量增加23g√

根据放电时电池反应Na1-xFePO4+NaxC===NaFePO4+C可知，放电时NaxC失电子，Y是负极；Na1-xFePO4得电子发生还原反应，X是正极，故A错误；放电时，阳离子移向正极，Na+从右侧区域通过阳离子交换膜移向左侧区域，故B错误；充电时，X极为阳极，电极反应式为NaFePO4-xe-===xNa++Na1-xFePO4，故C错误；电池充电时，Y电极为阴极，发生反应：xNa++xe-+C===NaxC，则每转移1

mol

e-，Y极质量增加23

g，故D正确。三、打破思维定式的浓差电池5.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。下列说法错误的是A.甲室Cu电极为负极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应：Cu2++4NH3===[Cu(NH3)4]2+D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响√

甲、乙两室加入相同的CuSO4电镀液，向甲室加入足量氨水，甲室中的Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+，c(Cu2+)下降，甲室Cu电极溶解，因此甲室Cu电极为负极，故A正确；原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正向进行，故B错误；负极反应是Cu-2e-+4NH3===[Cu(NH3)4]2+，正极反应是Cu2++2e-===Cu，则电池总反应为Cu2++4NH3===[Cu(NH3)4]2+，故C正确；NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2+，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。

√

(1)浓差电池是仅由一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池。电池内部，当某种电解质离子或分子浓度越大时，其氧化性或还原性越强。(2)“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”，依据阳离子移向正极区域、阴离子移向负极区域判断电池的正、负极，这是解题的关键。归纳总结四、微生物燃料电池7.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A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+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1mol电子时，模拟海水理论上除

盐58.5gD.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√

由题图可知，a极为负极，b极为正极，则隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，才能使模拟海水中的氯离子移向负极，钠离子移向正极，达到海水淡化的目的，B项错误；电路中有1

mol电子通过时，电解质溶液中有1

mol钠离子移向正极，1

mol氯离子移向负极，C项正确；负极反应：CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+，正极反应：2H++2e-===H2↑，根据电荷守恒，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1，A、D项正确。

√

√

10.Li⁃O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li⁃O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li+O2B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极

迁移D.放电时，正极发生反应：O2+2Li++2e-===Li2O2√

充电时为电解池，由题目信息知，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-===Li)和阳极反应(Li2O2+2h+===2Li++O2)，则充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li+O2，因此，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，A、B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；放电时，正极反应为O2+2Li++2e-===Li2O2，D正确。

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光催化电极电池的工作原理主要基于光催化反应与电化学反应的协同作用，通过光能激发催化剂产生载流子，驱动电池能量转换。具体过程如下：(1)光能激发载流子生成当光照射到半导体光电极(如TiO2)表面时，光子能量大于禁带宽度，价带电子被激发到导带，同时价带产生空穴，形成电子-空穴对。这一过程在极短时间内完成(如10-9秒)，但电子和空穴易在材料内部复合，需通过表面处理(如热处理、机械研磨)增加表面活性位点。练后反思(2)载流子分离与迁移经过表面处理后，电子和空穴在电场作用下分别向正、负极迁移。电子在正极参与还原反应(如光分解水制氢)，空穴在负极参与氧化反应(如有机污染物降解)。(3)电化学反应驱动能量输出电解质中的离子在电场作用下迁移，形成电流。这一过程实现了光能向化学能的转换，驱动外部负载工作(如发电或驱动化学反应)。六、液流储能电池12.(2025·山东，12改编)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是A.隔膜为阳离子交换膜B.放电时，a极为正极C.充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小D.理论上，Fe3+每减少1mol，Fe2+总量相应增加2mol√

根据电池中所含物质知，能形成的自发氧化还原反应只有Fe+2Fe3+===3Fe2+，因此氧化剂Fe3+所在电极区的b电极为正极，电极材料为石墨，则a电极为负极，电极材料为负载Fe的石墨。隔膜需防止右侧的Fe3+进入左侧，应使用阴离子交换膜，A、B错误；充电时的总反应为3Fe2+

Fe+2Fe3+，消耗Fe2+，故隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小，C正确；根据放电的总反应知，Fe3+每减少1

mol，Fe2+总量相应增加1.5

mol，D错误。

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液流电池由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成，是利用正、负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使