电化学-新型化学电源
精修版高考化学一轮【热点专练8】新型化学电源专项突破(含答案)
精品文档▪高考化学热点回头专练8 新型化学电源专项突破1．世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并网发电，总功率达4 MW，是历届世博会之最。
通过并网，上海市使用半导体照明(LED)。
已知发出白光的LED是由氮化镓(GaN)芯片与钇铝石榴石(YAG，化学式：Y3Al5O12)芯片封装在一起做成的。
下列有关叙述正确的是()。
A．光伏电池实现了太阳能和电能的相互转化B．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极C．电流从a流向bD．LED中的Ga和Y都显＋3价解析A项，光伏电池将光能(太阳能)直接转变为电能，而电能未转化为太阳能；B项，电池内部，正电荷向正极移动，负电荷向负极移动，故N型半导体为负极，P型半导体为正极；C项，a为负极，b为正极，电流从b流向a；D 项，GaN中N显－3价，则Ga显＋3价，Y3Al5O12中Al、O分别显＋3、－2价，则Y显＋3价。
答案 D2．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，工作原理如图所示，a、b均为惰性电极，放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色。
下列叙述正确的是()。
A．充电时右槽溶液颜色由紫色变为绿色B．放电时，b极发生还原反应C．充电过程中，a极的反应式为：VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2OD．电池的总反应可表示为：VO＋2＋V2＋＋2H＋放电充电VO2＋＋V3＋＋H2O解析该电池为可充电电池，放电时为原电池，充电时为电解池。
根据颜色变化，判断放电时的电极反应，进而判断正、负极。
左槽(a)颜色由黄色变蓝色，说明发生反应VO＋2―→VO2＋，＋5价的V得电子生成＋4价V，即VO＋2＋e－===VO2＋，发生还原反应，a电极为正极。
则b电极为负极，发生氧化反应，即V2＋－e－===V3＋。
A项，充电时右槽反应即放电时右槽反应的逆反应，即V3＋＋e－===V2＋，颜色由绿色变为紫色，错误；B项，由上分析，放电时，b 极为负极，发生氧化反应，错误；C项，充电时a极反应，即放电时的逆反应，即VO2＋＋H2O－e－===VO＋2＋2H＋，错误。
新型化学电源的原理和应用
新型化学电源的原理和应用1. 引言新型化学电源是一种基于化学反应产生电能的装置。
它采用了先进的化学技术，具有高能量密度、高电压、长寿命和环保等特点。
本文将介绍新型化学电源的基本原理和主要应用领域。
2. 原理2.1 化学反应原理新型化学电源的核心是化学反应，通过化学反应来产生电能。
常见的化学反应原理有以下几种： - 钠-硫电池（Na-S电池）：利用硫的氧化还原反应，在正极和负极之间产生电子流动。
- 锂离子电池：利用锂离子在正负极之间的迁移产生电能。
- 燃料电池：利用氢气或其它燃料与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能。
2.2 电化学原理在新型化学电池中，电化学反应是实现化学反应转化为电能的关键。
电化学原理包括： - 电解质的选择：合适的电解质能提供离子传输的通道，促进化学反应的进行。
- 电极反应：正极和负极上的反应产生电荷，形成电压差。
- 离子传输：离子在电解质中的迁移，使得正负极之间形成电流。
3. 应用3.1 电动车新型化学电源在电动车领域的应用被广泛探索和采用。
主要优点包括： - 高能量密度：相比传统的铅酸电池，新型化学电源的能量密度更高，使得电动车续航里程大幅提升。
- 快速充电：新型化学电源的快速充电特性，缩短了电动车的充电时间。
- 长寿命：新型化学电源寿命长，降低了电动车的维护和更换电池的成本。
3.2 可穿戴设备随着智能可穿戴设备的普及，新型化学电源在该领域的应用也越来越广泛。
它的优势包括： - 小型轻便：新型化学电源较传统电池更加轻薄，适用于小型的可穿戴设备。
- 长续航时间：可穿戴设备需要长时间的使用，新型化学电源的长续航时间满足了这一需求。
- 安全性能：新型化学电源的安全性能较高，避免了可穿戴设备因电池问题引起的安全隐患。
3.3 太阳能储能系统太阳能储能系统是将太阳能转化为电能并储存起来，以供日间或夜间使用。
新型化学电源在太阳能储能系统中的应用表现出以下特点： - 高效能转化：新型化学电源能够高效地将太阳能转化为电能，并储存在电池中。
2020年高考化学提升突破专题十 电化学知识的应用(含答案)
专题10 电化学知识的应用——全面培养科学精神和社会责任电化学是化学学科的重要组成部分。
目前，高中化学课程中的电化学内容涉及原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等。
电化学尤其是新型电源和光电设备不仅能体现化学学科的价值，而且有利于学生获取相关的知识与科学方法，更好地促进学生掌握化学学科规律。
学习和使用电化学知识既能解决化学问题，又能发展和提高学生的化学学科核心素养。
高考电化学试题的情境来源于生活中的化学电源、研发中的新型电池、实验室中的电化学装置以及生产中的电化学设备，既能考查学生对基本电化学知识的掌握程度，也能考查基于模型认知、变化观念和证据推理等认知方面的素养，也能渗透灌输创新意识和社会责任等情感态度方面的素养。
1．【2019新课标Ⅰ卷】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
下列说法错误的是A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】本题还属于否定式单选题，仍要求选择错误的说法。
A项正确，工业合成氨的条件是高温、高压、催化剂，而生物燃料电池则在室温下合成氨，条件温和，且能将化学能转化为电能；B项错误，图中的氢化酶作用下，发生氧化还原反应H2+2MV2+=2H++2MV+，氢气发生氧化反应生成氢离子，MV2+发生还原反应生成MV+，左室电极上反应式为MV+－e－=MV2+，即发生氧化反应，因此左电极为该生物燃料电池的负极；C 项正确，正极区，在固氮酶作用下发生反应N 2+6MV ++6H +=2NH 3+6MV 2+，氮元素由0价降低为－3 价，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3；D 项正确，电池工作时，负极反应式为MV +－e －=MV 2+， 正极反应式为MV 2++e －=MV +，则内电路中带正电的质子（即H +）移向正极，即从左极室移质子交换膜， 进而穿过交换膜移向右极室。
2022届高三化学考前复习——《新型电池与电化学原理应用》解题策略
+
CoO
+xLi
x
2
总结：可充电池充电时，负极接外加电
源的负极；正极接外加电源的正极。负
接负；正接正。
2、电化学中的离子交换模问题（热点问题）
功能：使离子选择性定向迁移（目的是平衡溶液的离子浓
度或电荷）。
（1）常见的离子交换膜
种类
允许通过的离子及移动方向
说明
阳离子交换膜
例9(2020·山东)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，用下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 )
负
极
正
极
负极(a极) CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋
Ag
正极：
例11：（2021年北京海淀二模）下图是“海水河水”浓差电池装置示意
= 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— +10OH— = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— +10OH— = 2ZnO22—+ZnO＋５H２O
例6.一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。该电池的
反应式为:
—x
0
分别写出K接到N、K接到M的电极反应。
负极
正极
思考与讨论
该装置是原电池还是电解池？
根据装置的信息分析装置两电极ab两电极的名称。
分析两电极的电极反应以及电池的总反应。
电流的方向如何？离子运动的方向如何？
2021届高考化学复习：专题复习四 新型化学电源(专题训练)
专题复习四新型化学电源（专题训练）1、甲醇(CH3OH)是一种有毒物质，检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如下。
下列说法正确的是( )A．该装置将电能转化为化学能B．a电极发生的电极反应为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋C．当电路中有1mol电子转移时，有1molH＋移向a电极区D．将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪不可能产生电流答案：B2、最近国外研究发现一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化为电能的装置，其在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景。
如图为有机污水处理的实验装置。
下列说法正确的是( )A．为加快处理速度，装置可在高温环境中工作B．若污水中主要含有葡萄糖，则负极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极室向负极室移动D．放电过程中，溶液的酸性逐渐增强答案：B3、以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。
NH3—O2燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是( )A．a极为电池的正极B．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2OC．当生成1molN2时，电路中通过的电子的物质的量为3molD．外电路的电流方向为从a极流向b极答案：B4、酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。
下列有关说法中正确的是( )A．该电池可以在高温条件下使用B．H＋通过交换膜从b极区移向a极区C．电极a是正极D．电池负极的电极反应式为C6H12O6＋H2O－2e－===C6H12O7＋2H＋答案：D5、Li－FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。
已知电池放电时的反应为4Li ＋FeS2===Fe＋2Li2S。
下列说法正确的是( )A.Li为电池的正极B.电池工作时，Li＋向负极移动C.正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－D.将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好答案 C6、一种突破传统电池设计理念的镁－锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。
应用电化学---第三章 化学电源
3．电流和反应速率 反应速率等于电流强度，可以直接从电流表 读出。电流的大小，就是充电或者放电速率 的大小。 由于电池存在内阻，当有电流流过时，电池 的放电电压下降，电极上的活性物质来不及 反应，使电池容量的下降。对于电池反应， 能承受的充、放电电流的大小反映了电池反 应的可逆性。为降低电极反映的极化、提高 电池所能承受的电流，电极一般做成多孔扩 散电极。
放电深度：电池放电量占其额定容量的百分 数。 理想的电池在整个放电过程中应该保持一个 恒定的工作电压，但大多数电池只有在较低 的放电深度时才保持平稳的工作电压。 放电深度大时电池能放出较多的容量，但考 虑到电池的工作性能，一般情况下电池放电 深度只为额定容量的20％一40％。
电池放电一段时间后搁臵时，开路电压会 上升。图3.2为电池连续放电和间隙放电时 的放电曲线。依图可见，间隙放电时的容 量要较连续放电时为大。特别当以大电流 放电时，间隙放电会使电池容量有较大的 提高。
给电池外加一负载并接通外电路时，外线 路中有电流通过，电池对外做电功，其工 作电压为：
Rp，RΩ分别是极化内阻和欧姆内阻，E，V 分别使电池电动势和电池工作电压
电池内阻R =Rp + RΩ ，
极化内阻是由于电化学极化和浓差极化而 引起的，所以极化内阻的大小与电极材料 的本质、电池的结构、制造工艺和工作电 流的大小等有关。为降低极化内阻，电极 一般做成多孔电极以提高电极的表面积， 并选择具有高交换电流密度的活性物质。
电池的负极一般选用较活泼的金属，而正 极一般选用金属氧化物，电极材料的选择 和评价原则前面已经介绍，后面还要针对 电池来具体讲授。表3.1列出了电池常用的 一些负极材料的性能。
添加剂：包括能提高电极导电性能的导电剂 (如金属粉和碳粉)、增加活性物质粘结力的 粘结剂(如聚四氟乙烯和聚乙烯)、延缓金属 电极腐蚀的缓蚀剂等。 集电器：由于活性物质通常是构成一种糊状 电极，需要用集电器来作为支持体，集电器 通常是一个金属栅板或导电的非金属棒(如碳 棒)，以提供电子传导的路线，集电器重量应 轻，化学稳定性应好。
新型化学电源的高考考点例析
、
Ｂ． 工作 时，离 子在镀 铂导 电玻璃 电极上 放 电 电池 Ｉ 一 ｃ． 电池 中镀铂 导 电玻璃 为正极 Ｄ． 电池 的 电解 质溶液 中Ｉ ， 。 ‘ 度不 会减少 和Ｉ 的浓
例１ ：Ｌｉ ／ ｅ － Ｆ Ｓ电池 是一 种 正在 开 发 的车 载 电池 ， Ａ１ 该 电池 中正极 的 电极 反应 式为 ：２ ｉ Ｆ Ｓ ２ 一 ２＋ ｅ Ｌ ｅ ＋ ｅ＝Ｌｉ Ｆ ＋ Ｓ
应 为：
ＴＯ ／— ÷ ｉ２ｓ 激发 态 ） ｉ ２ｓ Ｔ０ ／ （
Ｔｉ ／ ’ — Ｏ２Ｓ — ÷Ｔｉ ／ ｅ Ｏ２Ｓ ＋ —
Ｉ－ ２ － ３ 。 ３ ｅ＝ Ｉ ＋
下 列关 于该 电池叙述 错误 的是 ：
Ａ． 电池工 作时。 是将太 阳 能转化 为 电能
新 型 电池 电极 的 判 断 以 及 电极 反 应 式 的书 写
（ ）接通 电源 ， 一段 时间后 ， 得丙 中Ｋ Ｓ １ 经过 测 Ｏ 浓
Ｄ． 置ｘ、Ｙ形 成 的子系统 能实现 物质 的零排 放， 装 并能 实现 化学 能与 电能间 的完全 转化
叁 嘲
姐 ｘ
度 为 １ ．７ 乙中ｃ Ｏ４ ％， 电极 质量增 加 。据此 回答 问题 ： ① 电源 的Ｎ端 为
自发 进 行 的氧 化 还 原反 应 ， 负极 反 应 （ 因负 极就 是 参 加 反应 的 电极 ）开 始 。电解池 的教 学要 从＃ ： 电源 的正 负 ｔＤ － ｂ 极， 析阳极 开始， 分 最终 获得被进 行 的氧化还 原反应 。
电池 的工 作原 理 ， 电池 的总 反应 式 等， 查考 生 变通 原 还考
Ｂｂ ．极上 的电极反应式为 ：ｏ ＋２ ２ ２ Ｈ ０＋４ 一 Ｏ ｅ ＝４ Ｈ Ｃ 每转 移０１ ｌ ． ． ｍｏ电子， 消耗 １１ ．２Ｌ的Ｈ２ Ｄ． 由ａ Ｈ 极通 过 固体酸 电解质传 递 到ｂ 极
高中化学第6章 第36讲 新型化学电源---2023年高考化学一轮复习
对点训练
5.锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫 和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li＋) 为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A.该电池比钠—液态多硫电池的比能量高 B.放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a到b C.Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物
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微生物电池
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体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。
D.H＋从乙池移向甲池
根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳
棒是正极，该电极上发生得电子的还原反
应，即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A正确；
在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，I－3
得电子生成
I－，发生的反应为
H2S＋
I
－
3
===3I－＋S↓＋2H＋，B 正确；
根据题图中信息可知该装置将光能转化为
真题演练
123
2.(2021·浙江6月选考，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非
晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流 体起导电作用。下列说法不正确的是
A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连
√B.放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON
第36讲
电化学讲义
题型四电化学考情分析五年大数据分析在2021年高考中，对于电化学的考查将继续坚持以新型电池及电解应用装置为背景材料，以题干（装置图）提供电极构成材料、交换膜等基本信息，基于电化学原理广泛设问，综合考查电化学基础知识及其相关领域的基本技能，包括电极与离子移动方向判断、电极反应式书写、溶液的酸碱性和pH变化、有关计算及其与相关学科的综合考查等。
预测以二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型，因为二次电池不仅实现电极材料循环使用，符合“低耗高效”的时代需求，而且命题角度丰富，便于同时考查原电池和电解池工作原理；含有离子交换膜的电解池设问空间大，便于考查考生的探究能力。
回归教材教材知识体系（对照一轮资料认真梳理）知识迁移能力（回归课本探寻问题本源练就“吓不死”神功）课本原图陌生装置图电池类型燃料电池电解池二次电池金属腐蚀完成习题后自己补充一下如何识破“纸老虎”在教材中找到问题本源并解决解题策略总体思路：什么池→什么极→什么反应→什么现象→电子离子流向→相关计算。
一、电极判断原电池：电解池二、盐桥的组成和作用（1）盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
（2）盐桥的作用：Ａ．连接内电路，形成闭合回路；Ｂ．平衡电荷，使原电池不断产生电流。
（3）一室电池缺点：由于氧化剂与还原剂直接接触，工作一段时间后，锌片表面观察到有少量红色铜析出，说明锌片表面存在腐蚀电流，该电池的效率不高，电池不工作时，锌片继续被氧化，使得该电池的可贮存时间不长。
（4）双室盐桥电池优点：利用盐桥防止氧化剂与还原剂直接接触，提高电池效率，延长电池的可贮存时间。
三、多室电解池（IE班一轮复习时编写的微专题，很有用很重要）多室电解池是利用离子交换膜将电解池隔成多个极室，借助离子交换膜的选择透过性，自动把产品分离开，得到的目标物质更加纯净，降低分离提纯的成本。
但多室电解池因交换膜多，离子转移复杂，进出物质种类繁多等因素，导致学生常常分析混乱。
应用电化学课件第三章化学电源
要点二
详细描述
质子交换膜燃料电池以质子交换膜为媒介，通过电化学反 应产生电能。在电池中，氢气在阳极被氧化成氢离子和电 子，氢离子通过质子交换膜传递到阴极，与氧气和电子反 应生成水。电子通过外电路传递形成电流，为外部负载提 供电力。质子交换膜燃料电池具有较高的能量密度和效率 ，且工作温度较低，因此被广泛应用于汽车、便携式电源 等领域。
甲醇燃料电池
总结词
甲醇燃料电池是一种以甲醇为燃料，通 过电化学反应产生电能的装置。
VS
详细描述
甲醇燃料电池以甲醇为燃料，通过电化学 反应产生电能。甲醇在阳极被氧化生成甲 醛和电子，电子通过外电路传递形成电流 ，为外部负载提供电力。同时，在阴极上 ，氧气与电子和水反应生成水。
磷酸燃料电池
总结词
磷酸燃料电池是一种以磷酸为电解质，通过 电化学反应产生电能的装置。
应用电化学课件第三章化学 电源
目录
• 化学电源概述 • 一次电池 • 二次电池 • 燃料电池 • 化学电源的应用
01
化学电源概述
定义与分类
定义
化学电源是一种将化学能直接转 化为电能的装置，也称为电池。
分类
根据工作原理和特点，化学电源 可分为一次电池、二次电池、燃 料电池等类型。
工作原理与特点
和充电效率较低，且存在一定的环境污染问题。
镍镉电池
总结词
镍镉电池是一种可充电的二次电池，具有较高的能量密度和自放电率较低的优点，但存在记忆效应和重金属污染 问题。
详细描述
镍镉电池由正极、负极、电解液和隔膜组成，正极为氢氧化镍，负极为镉。在充电过程中，正极上的氢氧化镍发 生还原反应，负极上的镉发生氧化反应。镍镉电池的优点包括较高的能量密度、自放电率较低、可快速充电以及 较好的耐过充过放能力。然而，其存在记忆效应和重金属污染问题，且镉资源有限。
2024年高考化学专题复习-电化学
课堂练习
2.“一分钟充电完成”的新型铝离子电池，其放电过程示意如图所示，下列说法 错误的是( )
A.电池放电时，石墨为正极 B.放电时，负极发生的电极反应式为：
7AlCl－ 4 ＋Al－3e－===4Al2Cl－7 C.Al3＋在石墨电极中的嵌入和脱出决定
该电池的放电效率 D.电池充电时，AlCl－ 4 向石墨电极移动
解析 A.电子由 Al 流出，流入石墨，故电池放电时，石墨为正极，A 项正确； B.放电时，负极发生的电极反应式为：7AlCl－4 ＋Al－3e－===4Al2Cl－ 7 ，B 项正确； C.根据题图，AlCl－4 在石墨电极中的嵌入和脱出决定该电池的放电效率，C 项错 误；D.电池充电时，石墨做阳极，AlCl－ 4 向石墨电极移动，D 项正确。
[典例1] 科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型 氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋
2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( C )
A.充电时电极b是阴极 B.放电时NaCl溶液的pH减小 C.放电时NaCl溶液的浓度增大 D.每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g
2.据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示，关于该电池装置
说法正确的是( C )
A.Y为阴离子选择性交换膜 B.左室溶液碱性增强 C.负极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－
===2CO2 ↑＋7H＋ D.转移2 mol电子，海水脱去氯化钠的质
量是58.5 g
解析 原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐的目的，因 此Y为阳离子交换膜，X为阴离子交换膜，A错误；由图示可知，左室为负极， 负极CH3COO－失电子生成二氧化碳，负极反应式为：CH3COO－＋2H2O－8e －===2CO2↑＋7H＋，生成了氢离子，溶液碱性减弱，B错误，C正确；转移电 子数目与钠离子、氯离子所带电荷数相同，因此转移2 mol电子，各有2 mol钠 离子和2 mol氯离子分别透过半透膜，可除去氯化钠2 mol，质量为2 mol×58.5 g/mol＝117 g，D错误。
高考二轮复习-电化学(正式)
2018考试大纲
理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用， 能书写电极反应和总反应方程式。了解常见化 学电源的种类及其工作原理。 了解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的 危害，防止金属腐蚀的措施。
备考指导
1.客观题。 (1)以新型化学电源为载体，考查电极反应式的正误 判断及电子、离子的移动方向等。 (2)考查电化学在金属腐蚀与防护方面的应用。 2．主观题。 (1)考查电极反应式、电池反应式的书写。 (2)考查原电池、电解池原理在工业生产中的应用。 (3)考查电子转移、两极产物、pH等的相关计算。
关闭
C
解析 答案
1.(2017全国Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极 保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳 极。下列有关表述不正确的是( )
训练6 (2014安徽皖南八校三次联考)一种太阳能电池的工作原理 如图所示,电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和 亚铁氰化钾K4 [Fe(CN)6]的混合溶液。下列说法中不正确的是( )
关闭
✔ A由.K电+子移流向向可催知化a 为剂负b极,发生失电子的氧化反应:Fe(CN)64--e-
Fe(CN) 63-;b 为正极,
考纲提炼：
1.电化学装置的判断——原电池及电解池的区分 2.电极的判断：正极和负极、阳极和阴极 3.电化学中的“方向”问题：电流、电子、离子 4.电极方程式及电池方程式的判断及书写 5.电化学题型中的相关计算问题：电子转移、两 极产物、pH的计算等
思路一 思路二 思路三 思路四
解题思路一：电化学装置类型的判断
原电池
1.没有电源，两极用导线互相连接， 直接插入连通的电解质溶液里
2.活泼性不同的电极
高考一轮复习化学课件常考新型化学电源
针对高考中常考的题型，如选择题、填空题、计 算题等，总结归纳相应的解题方法和技巧，提高 解题效率。
构建知识网络体系
将新型化学电源相关知识点与其他化学知识相联 系，构建完整的知识网络体系，便于理解和记忆 。
解题技巧训练与提高途径
多做高考真题
01
通过做高考真题，了解考试难度和出题规律，提高解题能力和
原电池。
优势
铝空气电池具有较高的能量密度 和较长的使用寿命；铝元素储量 丰富，成本较低；同时，铝空气 电池在放电过程中不会产生有害
物质。
应用领域
水下航行器、应急电源、电动汽 车等领域。
06
高考一轮复习策略与方法
知识点梳理与总结归纳
1 2 3
梳理新型化学电源相关知识点
包括各类电池的工作原理、电极反应、电池总反 应等，确保对基础知识的全面掌握。
新型化学电源是指采用新型化学反应体系和技术，具有高能量密度、 长循环寿命、环保安全等优点的电源。
根据电解质种类，新型化学电源可分为锂离子电池、锂硫电池、钠离 子电池、固态电池等；根据应用场景，可分为动力电池、储能电池、 消费电池等。
发展历程及趋势
发展历程
新型化学电源的研究始于20世纪70年代，随着材料科学、电 化学等学科的不断发展，新型化学电源技术得到了快速进步 。目前，锂离子电池已成为主流电源之一，其他类型的新型 化学电源也在不断发展和完善中。
02
03
结构类型
按照电极材料、电解质和 隔膜的不同组合方式，可 分为对称型和非对称型超 级电容器。
性能指标
包括电容量、能量密度、 功率密度、循环寿命等， 是衡量超级电容器性能优 劣的重要参数。
电容量计算
2025届高考化学一轮总复习第7章化学反应与能量第35讲新型化学电源课件
c(Fe3＋)减少1 mol/L
解析：由题图可知，充电时，左侧亚铁离子失去电子发生氧化反应生成铁 离子，a为阳极；右侧三价铬离子得到电子发生还原反应生成二价铬离子， b为阴极；放电时该装置为原电池。A．阴极在充电过程中，氢离子可能得 到电子发生还原反应生成H2，A正确； B．由分析可知，a为阳极，接输电网的正极，a极的电极电势高于b极的， B正确； C．由分析可知，充电时，阳极上Fe2＋失电子生成Fe3＋，电极反应为Fe2＋ －e－===Fe3＋，C正确； D．放电时，该装置为原电池，阴离子向负极(b极)移动，故每1 mol Cl－移 向b极，就有1 mol铁离子参与反应，但溶液体积未知，故不确定铁离子减 少的浓度，D错误。
√D．相同压强下，电势差越大，空气中氧气含量越高
解析：A．纯氧气在反应中得到电子发生还原反应转化为O2－，故参比电极 为正极，负极上O2－失电子生成氧气，熔融金属氧化物电离出的氧离子向 负极定向移动可用于传递O2－，A正确； B．电子由负极经外电路流向正极，故工作时，电子由测量电极经外电路 流向参比电极，B正确； C．由工作原理知，负极上氧离子失去电子发生氧化反应会不断生成氧气， 混合气体中氧气浓度增大，故用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确， C正确； D．两极氧气浓度差越大，两极电势差越大，故相同压强下，电势差越大， 空气中氧气含量越低，D错误。
2.利用同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池，利 用浓差电池可测定混合气体中某气体含量。实验室通过氧气浓差电池测定 空气中氧气含量的工作原理示意图如下，其中在参比电极上通入纯氧气， 测量电极上通入空气。下列说法错误的是( ) A．熔融ZrO2、CaO混合物可用于传递O2－ B．工作时，电子由测量电极经外电路流向参比电极 C．工作时，用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确
电镀过程中使用的电源类型
电镀过程中使用的电源类型在电镀过程中，电源是至关重要的设备之一，它提供所需的电能和电荷，以使电镀过程正常进行。
根据电流类型、电流强度和电源结构的不同，电镀过程中使用的电源可以分为以下几种类型：1. 直流电源（DC Power Supply）：直流电源是电镀过程中最常用的电源类型之一、它提供稳定的直流电流，可以控制和调节电流强度、电压和极性。
直流电源一般分为电化学电源和电子电源两种类型。
-电化学电源：电化学电源通过化学反应将化学能转化为电能。
常见的电化学电源有电池和电堆。
这些电源能够提供稳定的直流电流和电压，并常用于电镀、电解和电化学处理等领域。
-电子电源：电子电源通过电子器件（如整流器、稳压器和控制电路等）将交流电转换为直流电。
电子电源具有调节范围广、电流稳定性好、响应速度快等特点，广泛应用于电镀、焊接和电子设备制造等行业。
2. 交流电源（AC Power Supply）：交流电源是指提供交流电流和电压的电源设备。
它通常用于一些特殊的电镀过程或特殊的工艺要求。
交流电源不同于直流电源，其电压和电流呈正弦波形式，且其极性在周期内反复变换，因此需要特殊的处理和控制。
-可变频交流电源：可变频交流电源是一种能够调节频率的交流电源。
通过改变频率，可以调节交流电的性质，如电流强度、电压和频率等。
可变频交流电源广泛用于医疗设备、电机测试和电器标准实验室等领域。
-带有特殊波形的交流电源：一些特殊的电镀过程需要特殊的波形，如方波、脉冲波、正弦变频波等。
这些波形可以通过带有电子器件或控制系统的交流电源产生。
3. 脉冲电源（Pulsed Power Supply）：脉冲电源是一种提供脉冲电流或脉冲电压的电源装置。
脉冲电源通常用于一些要求高反应速度和许多电源周期内的高峰值电流的特殊电镀过程，如脉冲电镀、脉冲电解和脉冲磁控溅射等。
-放电式脉冲电源：放电式脉冲电源通过蓄能电容器的放电过程产生高峰值的脉冲电流。
它具有高能量密度、快速响应和可调节的脉冲参数等特点，常用于脉冲电镀和脉冲电子束焊接等领域。
化学选择性必修1原电池新型电池
【解析】由示意图可知放电时铝为负极,被氧化生成Al2Cl7-,电极方程 式为Al+7AlCl4--3e-====4 Al2Cl7-,正极反应为3Cn(AlCl4)+3e==3Cn+3AlCl4-,电解时阳极发生氧化反应,电极反应为3Cn+3AlCl4--3e=3Cn(AlCl4),阴极发生还原反应,电极方程式为4Al2Cl7-+3e=Al+7AlCl4-,据此分析解答。 放电时铝为负极,被氧化生成Al2Cl7-,发生氧化反应,电极反应式为 Al+7 AlCl4- -3e-=4 Al2Cl7-,A错误;放电时,石墨烯为正极,发生还原 反应,电极反应为3Cn(AlCl4)+3e-====3Cn+3AlCl4-,B正确;放电时,石 墨烯为正极,充电时,Cn为阳极,与电源的正极相连,C正确;充电时,阳 极电极反应为3Cn+3 AlCl4--3e-====3Cn(AlCl4),阴极电极方程式为 4Al2Cl7-+3e-====Al+7AlCl4-,因此充电时的总反应为3Cn+4Al2Cl7==Al+4AlCl4- +3Cn(AlCl4),D正确。
时,Ag+注入无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色。对 于该变化过程,下列叙述错误的是( )
A.Ag为阳极 B.Ag+由银电极向变色层迁移 C.W元素的化合价升高 D.总反应为WO3+xAg === AgxWO3
答案 C
【解题思路】 第一步,根据图示判断电化学装置的类型。该装置为电解装 置。 第二步,根据粒子变化,判断阴、阳极。由通电产生Ag+可知, 通电时Ag极失电子,作阳极;透明导电层作阴极。 第三步,根据电极反应原理确定各电极上发生的反应。阳极 反应为Ag-e- === Ag+;阴极反应为xAg++WO3+xe- === AgxWO3。 第四步,逐项分析判断。
2025届高考化学复习第36讲新型化学电源
第36讲新型化学电源1.知道常考新型化学电源的类型及考查方式。
2．会分析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及电池反应方程式。
考点一锂电池和锂离子电池1.锂电池锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋，负极反应均为Li－e－===Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。
2．锂离子二次电池(1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压降的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。
(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为(C6+xLi+)＋x e－===Li x C6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：Li x C6－x e－===C6＋x Li＋。
(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、(LiCoO2)、LiMn2O4等。
【教考衔接】典例1[2022·全国乙卷，12]LiO2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LiO2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听课笔记典例2[2021·浙江6月，22]某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。
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电化学——新型化学电源（建议用时：120 min）1、【2019·全国卷Ⅰ】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV+2/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
下列说法错误的是（ B ）A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应：H2+ 2MV+2=== 2H++ 2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【第1题】【第2题】2、【2018·全国卷Ⅱ】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na–CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+ 4Na2Na2CO3+ C。
下列说法错误的是（ D ）A．放电时，ClO-向负极移动4B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+ 4-e=== 2CO-23+ CD．充电时，正极反应为：Na++-e=== Na3、【2017·海南高考】一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。
下列叙述错误的是（ A ）A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式为：N2+ 6H++ 6-e=== 2NH3 C．H+由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H2【第3题】【第4题】4、【2018·全国卷Ⅲ】一种可充电锂—空气电池如图所示。
当电池放电时，O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2－x （x ＝0或1）。
下列说法正确的是（ D ）A ．放电时，多孔碳材料电极为负极B ．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C ．充电时，电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D ．充电时，电池总反应为：Li 2O 2－x === 2Li + ⎝⎛⎭⎫1-x 2 O 2 5、环境监察局常用“定电位”NO x 传感器来监测化工厂尾气中的氮氧化物是否达到排放标准，其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是（ D ）A ．“对电极”是负极B ．“工作电极”上发生的电极反应为：NO 2 + 2H + + 2-e=== NO + H 2OC ．传感器工作时，H +由“对电极”移向“工作电极”D ．“工作电极”的材料可能为活泼金属锌【第5题】 【第6题】 6、尿素[CO(NH 2)2]与NO 在碱性条件下可形成燃料电池，如图所示，反应的方程式为：2CO(NH 2)2 + 6NO + 4NaOH === 5N 2 + 2Na 2CO 3 + 6H 2O 。
下列说法正确的是（ D ）A ．甲电极为电池的负极，发生还原反应B ．电子流向：甲电极→负载→乙电极→溶液→甲电极C ．一段时间后，乙电极周围溶液酸性增强D ．甲电极的反应式为：CO(NH 2)2 - 4-e + 8OH - === CO - 23 + N 2↑+ 6H 2O7、【2019·山东八校联考】熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（600～700 ℃），具有效率高、噪声低、无污染等优点。
熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
下列说法正 确的是（ B ）A ．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B ．负极反应式为：H 2 - 2-e + CO - 23 === CO 2 + H 2OC ．电子流向：电极a →负载→电极b →熔融碳酸盐→电极aD ．电池工作时，外电路中通过0.2 mol 电子，消耗3.2 g O 2【第7题】【第8题】8、【2019·昆明摸底】一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li1－x NiO2+ x LiC6LiNiO2+ x C6。
下列说法错误的是（ B ）A．该锂离子电池为二次电池B．该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极C．该锂离子电池放电时，Li+从a极移向b极D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为：Li1－x NiO2+ x-e+ x Li+=== LiNiO29、【2019·全国卷Ⅲ】为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D–Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D–Zn–NiOOH 二次电池，结构如图所示。
电池反应为：Zn（s）+ 2NiOOH（s）+ H2O（l）ZnO（s）+ 2Ni(OH)2（s）。
下列说法错误的是（ D ）A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B．充电时阳极反应为：Ni(OH)2（s）+ OH-（aq）--e=== NiOOH（s）+ H2O（l）C．放电时负极反应为：Zn（s）+ 2OH-（aq）- 2-e=== ZnO（s）+ H2O（l）D．放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区【第9题】【第10题】10、有人设想以N2和H2为反应物，以溶有物质A的稀盐酸为电解质溶液，制造出一种新型燃料电池，装置如图所示，下列有关说法正确的是（ C ）A．通入N2的一极的电极反应式为：N2+ 6-e+ 6H+=== 2NH3B．通入H2的一极的电极反应式为：H2+ 2-e=== 2H+C．物质A是NH4Cl D．反应过程中左边区域溶液的pH逐渐减小11、【2019·辽宁五校联考】高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。
下列说法错误的是（ C ）A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应为：2H2O+ 2-e=== H2↑+ 2OH-C．断电时，锌环上的电极反应为：Zn+2+ 2-e=== ZnD．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀【第11题】【第12题】12、直接煤空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是（ A ）A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少- 4-e=== 3CO2↑B．负极的电极反应式为：C+ 2CO-23C．电极X为负极，O-2向X极迁移D．直接煤空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高13、工业上可利用如图所示电解装置吸收和转化SO2（A、B均为惰性电极）。
下列说法正确的是（ B ）A．A电极接电源的正极B．A极区溶液的碱性逐渐增强C．本装置中使用的是阴离子交换膜D．B极的电极反应式为：SO2+ 2-e+ 2H2O=== SO-24+ 4H+【第13题】【第14题】14、用电解法可提纯粗KOH溶液（含K2SO4、K2CO3等），其工作原理如图所示。
下列说法正确的是（ B ）A．电极f为阳极，电极e 上H+发生还原反应B．电极e的电极反应式为：4OH-- 4-e=== 2H2O+ O2↑C．d处流进粗KOH溶液，g处流出纯KOH溶液D．b处每产生11.2 L气体，必有1 mol K+穿过阳离子交换膜15、一种生物电化学方法脱除水体中NH+的原理如下图所示。
下列说法正确的是（ B ）4A．装置工作时，化学能转变为电能B．装置工作时，a极周围溶液pH降低脱除率一定越大C．装置内工作温度越高，NH+4- 2-e=== N2↑+ 3O2↑D．电极b上发生的反应之一是：2NO-3【第15题】【第16题】16、电–Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术。
其反应原理如图所示，电解过程产生的H2O2与Fe+2发生Fenton反应：Fe+2+ H2O2=== Fe+3+ OH-+·OH，生成的羟基自由基（·OH）能氧化降解有机污染物。
下列说法不正确的是（ B ）A．电源的A极是负极B．电解池中只有O2、Fe+3发生还原反应C．阳极上发生电极反应：H2O - 2-e===·OH+ H+D．消耗1 mol O2，可以产生4 mol·OH17、深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关说法错误的是（ C ）+ 5H2O + 8-e=== HS-+ 9OH-A．正极反应：SO-24B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·x H2OD．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀【第17题】【第18题】18、某种利用垃圾渗透液发电的装置示意图如下。
工作时，下列说法中不正确的是（A ）A．盐桥中Cl-向Y极移动B．化学能转化为电能C．电子由X极沿导线流向Y极D．Y极发生的反应为：2NO-+ 10-e+ 12H+=== N2↑+ 6H2O，周围pH增大319、【2019·天津高考】我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是（ D ）A．放电时，a电极反应为：I2Br-+ 2-e=== 2I-+ Br-B．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I-被氧化D．充电时，a电极接外电源负极【第19题】【第20题】20、【2019·郑州质检】科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置，总反应方程式为：2CO2=== 2CO + O2。
下列说法正确的是（ C ）A．由图分析N电极为正极B．OH-通过离子交换膜迁向左室C．阴极的电极反应为：CO2+ H2O+ 2-e=== CO+ 2OH-D．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强21、验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。
下列说法不正确的是（ D ）A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼22、垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。
下列说法正确的是（ C ）A．电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极B．放电过程中，正极附近pH 变小C．若1 mol O2参与电极反应，有4 mol H+穿过质子交换膜进入右室D．负极电极反应为：H2PCA+ 2-e=== PCA+ 2H+【第22题】【第23题】23、金属锂燃料电池是一种比锂离子电池具有更高能量密度的新型电池。
它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作原理如图所示，下列说法正确的是（D）A．有机电解液可以是乙醇等无水有机物B．放电时，充入O2的一极作负极C．放电时，电池反应为：4Li+ O2=== 2Li2OD．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液24、用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH同时得到某种副产品。