第33講?？夹滦突瘜W(xué)電源高中總復(fù)習(xí)·化學(xué)課標(biāo)要求

1.

知道?？夹滦突瘜W(xué)電源的類型及考查方式。2.

會(huì)分析?？夹滦突瘜W(xué)電源的工作原理，能正確書寫新型化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。考點(diǎn)·全面突破01真題·體驗(yàn)品悟02課時(shí)·跟蹤檢測(cè)03考點(diǎn)·全面突破鎖定要點(diǎn)，聚焦應(yīng)用

考點(diǎn)一常考常新的化學(xué)電源——二次電池1.

二次電池充電時(shí)的電極連接即正極接正極，負(fù)極接負(fù)極。2.

二次電池原理分析的思維模型【示例分析】下面是最近研發(fā)的Ca-LiFePO4可充電電池的工作原理示意圖，鋰離子導(dǎo)體

膜只允許Li＋通過，電池總反應(yīng)為xCa2＋＋2LiFePO4

xCa＋2Li1－

xFePO4＋2xLi＋。①放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式：

?；正極反應(yīng)式：

?。

②充電時(shí)陽極反應(yīng)式：

?；陰極反應(yīng)式：

?。

A.

、

和

不能通過離子篩的原因是它們的直徑較大B.

放電時(shí)，外電路電流從硫碳復(fù)合電極流向鋰電極C.

充電時(shí)，硫碳復(fù)合電極中Li2S2轉(zhuǎn)化為S8的電極反應(yīng)式為4Li2S2－8e－

S8＋8Li＋D.

充電時(shí)，當(dāng)有0.1

mol

Li2S轉(zhuǎn)化成S8時(shí)，鋰電極質(zhì)量增加0.7

g√

2.

（2025·八省聯(lián)考河南卷）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種水系S-MnO2可充電電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（

）A.

充電時(shí)，電極b為陽極B.

充電時(shí)，陽極附近溶液的pH增大C.

放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)：Cu2S－4e－

S＋2Cu2＋D.

放電時(shí)，溶液中Cu2＋向電極b方向遷移√

充、放電時(shí)電解質(zhì)中離子移動(dòng)方向的判斷放電（原電池）陽離子

正極陰離子

負(fù)極充電（電解池）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)的電極考點(diǎn)二廢物利用的典范——微生物燃料電池1.

微生物燃料電池微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的

裝置。其基本工作原理是在負(fù)極室厭氧環(huán)境下，有機(jī)物在微生物作用下分

解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介質(zhì)在生物組分和負(fù)極

之間進(jìn)行有效傳遞，并通過外電路傳遞到正極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子

交換膜傳遞到正極，氧化劑（一般為氧氣）在正極得到電子被還原與質(zhì)子

結(jié)合成水。2.

不同介質(zhì)的燃料電池電極反應(yīng)式的書寫燃料電池的電解質(zhì)常有四種類型：酸性溶液、堿性溶液、固體電解質(zhì)（可

傳導(dǎo)O2－等）、熔融碳酸鹽。電解質(zhì)的類型對(duì)總反應(yīng)式、電極反應(yīng)式會(huì)產(chǎn)

生影響。以甲醇為燃料，寫出下列介質(zhì)中的電極反應(yīng)式。（1）酸性溶液（或含質(zhì)子交換膜）負(fù)極：

?；正極：

?。

（2）堿性溶液負(fù)極：

?；正極：

?。（3）固體氧化物（其中O2－可以在固體介質(zhì)中自由移動(dòng)）負(fù)極：

?；正極：

?。

負(fù)極：

?；正極（通入CO2）：

?。

1.

微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。某污水處理廠利用微生物燃料電池處理含鉻廢水的工作原理如圖所示，下列說法不正確的是（

）A.

電池工作時(shí)b極發(fā)生還原反應(yīng)B.a極的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2O

CO2↑＋6H＋C.

電池工作一段時(shí)間后，右邊溶液的酸性增強(qiáng)D.

每處理1

mol

Cr2

，a極上會(huì)生成1

mol

CO2√

2.

微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用如圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3COO－的溶液為例）。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.

負(fù)極反應(yīng)為CH3COO－＋2H2O－8e－

2CO2↑＋7H＋B.

隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C.

當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1

mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5

gD.

電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1√

（1）解答燃料電池題目的思維模型（2）解答燃料電池題目的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)①要注意介質(zhì)是什么，是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。②通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧化劑。③通過介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正、負(fù)極，同時(shí)分析該

離子參與靠近一極的電極反應(yīng)?？键c(diǎn)三綠色環(huán)保的化學(xué)電源——循環(huán)轉(zhuǎn)化型電池循環(huán)電池是電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它通過電池內(nèi)部物質(zhì)的循環(huán)

使用來增加儲(chǔ)能容量，增長使用壽命。如圖是一種液流蓄電循環(huán)系統(tǒng)。左右兩側(cè)為電解質(zhì)儲(chǔ)罐，中央為電池，電

解質(zhì)通過泵不斷在儲(chǔ)罐和電池間循環(huán)；電池中的左右兩側(cè)為電極，中間為

離子選擇性膜，在電池放電和充電時(shí)該膜可允許鈉離子通過；其中左儲(chǔ)罐

中的電解質(zhì)是NaBr3/NaBr；右儲(chǔ)罐中的電解質(zhì)是Na2S2/Na2S4；放電前，被

膜隔開的電解質(zhì)為NaBr3和Na2S2，放電后，分別變?yōu)镹aBr和Na2S4。電池充、放電原理為2Na2S2＋NaBr3

Na2S4＋3NaBr。（1）電池放電時(shí)，負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：

?；正極：

?。（2）電池充電時(shí)，陽極和陰極的電極反應(yīng)式分別為陽極：

?；陰極：

?。（3）在充電過程中Na＋通過離子選擇性膜的流向是

?。

從左到右

1.

鋅溴液流電池是一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置（如圖所示），電解液為溴化鋅水溶液，電解液在電解質(zhì)儲(chǔ)罐和電池間不斷循環(huán)。下列說法正確的是（

）A.

充電時(shí)電極b連接電源的正極B.

放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－

Zn2＋C.

陽離子交換膜可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反應(yīng)D.

充電時(shí)左側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中的離子總濃度增大√

2.

（2025·八省聯(lián)考四川卷）我國科學(xué)家發(fā)明了一種高儲(chǔ)能、循環(huán)性能優(yōu)良的水性電池，其工作原理示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.

放電時(shí)，K＋從負(fù)極向正極遷移B.

放電時(shí)，Zn

的生成說明Zn（OH）2具有兩性C.

充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Zn

＋2S2

Zn＋S4

＋4OH－D.

充電時(shí)，若生成1

mol

S4

，則有4

mol

K＋穿過離子交換膜√

考點(diǎn)四高考新寵的化學(xué)電源——濃差電池在濃差電池中，為了限定某些離子的移動(dòng)，常涉及“離子交換膜”。1.

常見的離子交換膜陽離子交換膜只允許陽離子（包括H＋）通過陰離子交換膜只允許陰離子通過質(zhì)子交換膜只允許H＋通過2.

離子交換膜的作用（1）能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）能選擇性地允許離子通過，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。3.

離子交換膜的選擇依據(jù)是離子的定向移動(dòng)?！臼纠治觥侩p極膜是一種新型離子交換膜，其膜主體可分為陰離子選擇層、陽離子選

擇層和中間界面層，水解離催化劑被夾在中間的離子交換聚合物中。與傳

統(tǒng)陰、陽離子交換膜不同，雙極膜可以大幅度降低內(nèi)部電阻，同時(shí)水電離

產(chǎn)生的H＋和OH－可在電場(chǎng)的作用下快速遷移到兩側(cè)溶液中，為膜兩側(cè)的

半反應(yīng)提供各自理想的pH條件。

1.

（2024·海口模擬）利用一種電解質(zhì)溶液濃度不同引起電勢(shì)差的裝置稱為“濃差電池”，其原理是高濃度溶液向低濃度溶液擴(kuò)散而引發(fā)的一類電池。某濃差電池的模擬裝置如圖所示（忽略溶液體積變化）。已知：兩電極銀的質(zhì)量均為300

g。下列敘述正確的是（

）A.Ag（1）電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.

N

由右側(cè)向左側(cè)遷移C.

電池停止工作時(shí)兩電極的質(zhì)量差為432

gD.

電池放電時(shí)將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能√

2.

（2023·山東高考11題改編）利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法不正確的是（

）A.

甲室Cu電極為負(fù)極B.

隔膜為陽離子膜C.

電池總反應(yīng)為Cu2＋＋4NH3

D.NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響√

“濃差電池”的分析方法

濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。兩側(cè)半電池

中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，依

據(jù)陰離子移向負(fù)極區(qū)域，陽離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極，

這是解題的關(guān)鍵。真題·體驗(yàn)品悟感悟高考，明確方向

1.

（2024·全國甲卷12題）科學(xué)家使用δ-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池（如圖所示）。電池工作一段時(shí)間后，MnO2電極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是（

）A.

充電時(shí)，Zn2＋向陽極方向遷移B.

充電時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn＋2MnO2

ZnMn2O4C.

放電時(shí)，正極反應(yīng)有MnO2＋H2O＋e－

MnOOH＋OH－D.

放電時(shí)，Zn電極質(zhì)量減少0.65

g，MnO2電極生成了0.020

mol

MnOOH√

2.

（2024·江西高考11題）我國學(xué)者發(fā)明了一種新型多功能甲醛—硝酸鹽電池，可同時(shí)處理廢水中的甲醛和硝酸根離子（如圖）。下列說法正確的是（

）A.CuAg電極反應(yīng)為2HCHO＋2H2O－4e－

2HCOO－＋H2↑＋2OH－B.CuRu電極反應(yīng)為N

＋6H2O＋8e－

NH3↑＋9OH－C.

放電過程中，OH－通過質(zhì)子交換膜從左室傳遞到右室D.

處理廢水過程中溶液pH不變，無需補(bǔ)加KOH√

3.

（2024·新課標(biāo)卷12題）一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測(cè)到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動(dòng)。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)，電池停止工作。（血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì)）電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A.

電池總反應(yīng)為2C6H12O6＋O2

2C6H12O7B.b電極上CuO通過Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互轉(zhuǎn)變起催化作用C.

消耗18

mg葡萄糖，理論上a電極有0.4

mmol電子流入D.

兩電極間血液中的Na＋在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎→a√

4.

（2024·安徽高考11題）我國學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池，其示意圖如圖。該電池分別以Zn-TCPP（局部結(jié)構(gòu)如標(biāo)注框內(nèi)所示）形成的穩(wěn)定超分子材A.

標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)鍵和配位鍵B.

電池總反應(yīng)為

＋Zn

Zn2＋＋3I－C.

充電時(shí)，陰極被還原的Zn2＋主要來自Zn-TCPPD.

放電時(shí)，消耗0.65

g

Zn，理論上轉(zhuǎn)移0.02

mol電子料和Zn為電極，以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。下列說法錯(cuò)誤的是（

）√

課時(shí)·跟蹤檢測(cè)培優(yōu)集訓(xùn)，提升素養(yǎng)

一、選擇題（本題包括7小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）12345678

A.a極為正極B.b極發(fā)生氧化反應(yīng)C.Li＋從a極室向b極室移動(dòng)D.

可以用稀硫酸作電解質(zhì)溶液√

123456782.

（2024·順義一模）我國科研人員研制出一種一體式過氧化氫循環(huán)電池

（UR-HPCC），可實(shí)現(xiàn)在H2O2電解模式下高效產(chǎn)氫，在燃料電池模式下合

成過氧化氫，其工作原理示意圖如下。下列說法正確的是（

）A.

電解模式下H2在陽極生成B.

電解模式下化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C.

電池模式下正極反應(yīng)式為O2＋2H＋＋2e－

H2O2D.

電池模式下Ⅱ室中H＋通過質(zhì)子交換膜移向Ⅰ室√12345678

123456783.

（2024·襄陽模擬）我國學(xué)者自主研發(fā)了一種Al-N2二次電池，以離子液

體為電解質(zhì)，其工作原理如圖所示。石墨烯/Pd作為電極催化劑，可吸附

N2。下列說法正確的是（

）A.

充電時(shí)可實(shí)現(xiàn)“氮的固定”B.

充電時(shí)陽極發(fā)生還原反應(yīng)C.Al箔為原電池的正極D.

放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式：Al－3e－＋7AlC

4Al2C

√12345678

123456784.

一種雙室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中酸性污水中含有的有機(jī)化合物用C6H12O6表示。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（

）A.

正極的電極反應(yīng)式為[Fe（CN）6]3－＋e－

[Fe（CN）6]4－B.

電池的總反應(yīng)為C6H12O6＋24[Fe（CN）6]3－＋6H2O

6CO2↑＋24[Fe

（CN）6]4－＋24H＋C.

該“交換膜”可選用“質(zhì)子交換膜”D.

若將“K3[Fe（CN）6]溶液”改為“O2”，當(dāng)有22.4

L

O2參與反應(yīng)時(shí)，

理論上轉(zhuǎn)移4

mol電子√12345678

123456785.

（2024·昭通模擬）中國科學(xué)研究院報(bào)道了一種高壓可充電堿-酸Zn-PbO2混合電池，電池采用陰、陽雙隔膜完成離子循環(huán)（如圖），該電池良好的電化學(xué)性能為解決傳統(tǒng)水性電池的關(guān)鍵問題提供了很好的機(jī)會(huì)。下列說法正確的是（

）A.

充電時(shí)，d極發(fā)生還原反應(yīng)B.

離子交換膜b、c分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜C.

放電時(shí)a極的電極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－

[Zn（OH）4]2－D.

放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2

mol電子，中間K2SO4溶液中溶質(zhì)減少1

mol√12345678

123456786.

（2024·武漢模擬）如圖是“海水—河水”濃差電池裝置（不考慮溶解氧的影響），其中a、b均為Ag/AgCl復(fù)合電極，電池工作過程中得失電子的元素僅有Ag元素。下列說法正確的是（

）A.a電極的電極反應(yīng)式為AgCl＋e－

Ag＋Cl－B.

內(nèi)電路中，Na＋由b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.

工作一段時(shí)間后，兩極NaCl溶液的濃度差減小D.

電路中轉(zhuǎn)移1

mol

e－時(shí)，理論上b極區(qū)模擬河水的質(zhì)量增加23

g√12345678

123456787.

化學(xué)中常用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E

（氧化型/還原型）比較物質(zhì)氧化能力的大

小。E

值越大，氧化型的氧化能力越強(qiáng)。利用表格所給的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，

下列說法錯(cuò)誤的是（

）氧化型/還原型E

（Co3＋/Co2

＋）E

（Fe3＋/Fe2＋）E

（Cl2/Cl－）酸性介質(zhì)1.92

V0.77

V1.36

V氧化型/還原型E

[Co（OH）3/Co（OH）2]E

[Fe（OH）3/Fe（OH）2]E

（ClO－/Cl－）堿性介質(zhì)0.17

Vx

V0.81

V12345678A.

推測(cè)：x＜0.77B.Fe3O4與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Fe3O4＋8HCl（濃）

FeCl2＋2FeCl3＋

4H2OC.Co3O4與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Co3O4＋8HCl（濃）

3CoCl2＋Cl2↑＋

4H2OD.

在等濃度的Co2＋、Fe2＋、Cl－的酸性混合液中，還原性：Co2＋＞Cl－＞

Fe2＋√12