2021高三全國統(tǒng)考化學（經(jīng)典版）一輪學案：第9章 熱點專題突破6 新型化學電源的原理分析含答案

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高三全國統(tǒng)考化學（經(jīng)典版）一輪學案：第9章熱點專題突破6新型化學電源的原理分析含答案新型化學電源的原理分析（1）正、負極的判斷新型電池中eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(負極材料\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合價升高的物質(zhì)，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)）)，正極材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（元素化合價降低的物質(zhì),發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)))))（2)“放電”時正極、負極電極反應(yīng)式的書寫①首先分析物質(zhì)得失電子的情況.②然后再考慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。③對于較為復雜的電極反應(yīng)，可以利用“總反應(yīng)式－較簡單一極的電極反應(yīng)式＝較復雜一極的電極反應(yīng)式”的方法解決。(3）“充電”時陰極、陽極的判斷①首先應(yīng)搞明白原電池放電時的正、負極。②再根據(jù)電池充電時陽極接正極、陰極接負極的原理進行分析。③電極反應(yīng)式：放電時的負極與充電時的陰極、放電時的正極與充電時的陽極分別互逆.（4）新型電池充、放電時,電解質(zhì)溶液中離子移動方向的判斷①首先應(yīng)分清是放電還是充電。②再判斷出正、負極或陰、陽極。放電:陽離子→正極,陰離子→負極；充電:陽離子→陰極，陰離子→陽極；總之：陽離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極;陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極.（2019·天津高考）我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅。碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）A．放電時，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放電時，溶液中離子的數(shù)目增大C．充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0。02molI－被氧化D．充電時，a電極接外電源負極解析根據(jù)題圖，左側(cè)a極發(fā)生I2Br－＋2e－=2I－＋Br－時，發(fā)生的是還原反應(yīng)，右側(cè)b極發(fā)生Zn－2e－=Zn2＋，可以得出總反應(yīng)為I2Br－＋Zn=Zn2＋＋Br－＋2I－，故b為原電池負極,a為原電池正極.放電時,a極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－,A正確；放電時，由總反應(yīng)可知離子數(shù)目增大，B正確;充電時，b極每增重0.65g，被還原的Zn的物質(zhì)的量為0。01mol，則消耗0。02molI－,C正確;充電時，a極發(fā)生氧化反應(yīng),做陽極，接電源正極，D錯誤。答案D（2018·全國卷Ⅲ）一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x（x＝0或1)。下列說法正確的是（）A．放電時，多孔碳材料電極為負極B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(1－\f（x,2)))O2解析放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li＋向多孔碳材料電極移動，因為陽離子移向正極，所以多孔碳材料電極為正極，A錯誤.因為多孔碳材料電極為正極，外電路電子應(yīng)該由鋰電極流向多孔碳材料電極(由負極流向正極），B錯誤。充電和放電時電池中離子的移動方向相反，放電時,Li＋向多孔碳材料電極移動，充電時向鋰電極移動，C錯誤。根據(jù)圖示和上述分析，可知放電時，電池的正極反應(yīng)是O2與Li＋得電子轉(zhuǎn)化為Li2O2－x,電池的負極反應(yīng)是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li＋，所以總反應(yīng)為：2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（1－\f（x，2)）)O2=Li2O2－x，充電時的反應(yīng)與放電時的反應(yīng)相反，所以充電時,電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2）)）O2,D正確。答案D1．已知：H2O2是一種強氧化劑。Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖所示。該電池工作時,下列說法不正確的是()A．Mg電極是該電池的負極B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．該裝置能將化學能轉(zhuǎn)化為電能D．溶液中Cl－向Mg電極移動答案B解析組成的原電池的負極被氧化，鎂為負極，雙氧水作為氧化劑,在石墨電極上被還原成水，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤。2．一種以天然氣為燃料的固體氧化物燃料電池的原理如圖所示，其中YSZ為6~10%Y2O3摻雜的ZrO2固體電解質(zhì)，下列有關(guān)敘述正確的是（）A．電子通過外電路從b極流向a極B．b極上的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．電路中每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.28L的CH4D．O2－由正極通過固體電解質(zhì)YSZ遷移到負極答案D解析該燃料電池中，通入甲烷的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，電子從a極沿導線流向b極，故A錯誤；b電極上氧氣得電子生成O2－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－,故B錯誤；溫度和壓強未知導致氣體摩爾體積未知，所以無法計算甲烷體積，故C錯誤。3．電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理如圖所示,其中NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)。下列說法錯誤的是()A．溶液中OH－向電極a移動B．電極b上發(fā)生還原反應(yīng)C．負極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2OD．理論上反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為3∶4答案D解析反應(yīng)中NH3被氧化生成N2，而O2被還原生成OH－，根據(jù)得失電子守恒可知，n（NH3）∶n(O2）＝4∶3，D錯誤。4．中國首個空間實驗室——“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC）,它是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,a、b、c、d均為Pt電極.下列說法正確的是()A．B區(qū)的OH－通過隔膜向a電極移動，A區(qū)pH增大B．圖中右管中的OH－通過隔膜向c電極移動，d電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．c是正極，電極上的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D．當有1mol電子轉(zhuǎn)移時，b電極產(chǎn)生氣體Y的體積為11。2L答案B解析B區(qū)為陰極區(qū)，水電離出的H＋放電,OH－向a電極移動，A區(qū)水電離出的OH－放電，pH基本保持不變，A錯誤；氣體Y為氫氣,在c極反應(yīng)：H2－2e－＋2OH－=2H2O,氣體X是氧氣,在d極發(fā)生還