电化学-新型化学电源

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高考化学新型化学电源

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选择题押题练（五）新型化学电源

1．我国成功研发一种新型铝－石墨双离子电池，这种新型电池采用石墨、铝锂合金作

为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池总反应为C x(PF6)＋LiAl 放电

充电

x C

＋PF－6＋Li＋＋Al。该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()

A．放电时，B极的电极反应为LiAl－e－===Li＋＋Al

B．Li2SO4溶液可作该电池的电解质溶液

C．充电时A极的电极反应式为x C＋PF－6－e－===C x(PF6)

D．该电池放电时，若电路中通过0.01 mol电子，B电极减重0.07 g

解析：选B电池总反应为C x(PF6)＋LiAl 放电

充电

x C＋PF－6＋Li＋＋Al，放电时锂离

子向A极移动，则A极为正极，B极为负极。负极上LiAl失电子发生氧化反应，电极反应为LiAl－e－===Li＋＋Al，故A正确；锂铝合金会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以该电池的电解质溶液不能使用任何水溶液，故B错误；充电时A极为阳极，电极反应式为x C ＋PF－6－e－===C x(PF6)，故C正确；该电池放电时，若电路中通过0.01 mol电子，则B极有0.01 mol Li失去电子变成Li＋，B电极减重0.07 g，故D正确。

2．[双选]利用微生物处理有机废水并脱盐的装置如图所示，下列说法不正确的是()

A．X、Y分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜

B．M极上发生的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．微生物电极为负极

D．处理后的废水的pH比有机废水的pH大

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

2023届高三化学二轮复习选择题突破题型(三)电化学(共62张PPT)

目录
命题视角
创新设计
4.(2022·浙江6月选考)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3 和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通
过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( C )
A.电极A为阴极，发生还原反应 B.电极B的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－=== MnO2＋4H＋ C.电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变 D.电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2 B.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
目录
命题视角
创新设计
解析充电时光照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)，则充电时总反应为Li2O2===2Li＋O2， A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，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；放电时总反应为2Li＋O2===Li2O2，则正极反应为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确。

应用电化学课件第三章化学电源

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2019/11/13
2
化学电源—第一章化学电源基本知识
一.化学电源的发展化学电源是将物质化学反应产生的能量直接转换成电能的一种装置。 ①．1859 年普朗克（Pantle）试制成功化成式铅酸电池 ②．1868 年勒克朗谢（Lelanche）研制成功以 NH4Cl 为电解液的Zn-MnO2 电池 ③．1888 年加斯纳（Gassner）制出了Zn-MnO2 干电池 ④．1895 年琼格（Junger）发明Cd-Ni 电池 ⑤．1900 年爱迪生（Edison）创制了Fe-Ni 蓄电池
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2019/11/13
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化学电源—第一章化学电源基本知识
四. 化学电源基本知识 1.1化学电源的组成
化学电源是一种能把化学能直接转化为电能的装置，通常被称为电池。在实现化学能转变为电能的过程中，必须具备以下条件：
1. 在化学反映的过程中，电子的得失，必须分别在两个
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化学电源—第一章化学电源基本知识
③环保问题为电池的发展提出了新的要求
一次电池的大量使用造成了资源的浪费，为了节约资源，２０世纪８０～９０年代研究的重点是可重复使用的二次电池，原有的一次电池也向二次电池转向。为了保护环境及人体的健康，禁止在电池中使用有害元素，尽管Ｃｄ-Ｎｉ电池性能优异，而且技术不断成熟，却开发了取代它的ＭＨ-Ｎｉ电池。汽车工业中大量使用的铅酸电池已经实现了密闭化和免维护。

高考化学第二轮专题复习：新型化学电源

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高考二轮专题复习·化学
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石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能
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3．掌握新型电源中电极反应书写的“三”步骤
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高考二轮专题复习·化学
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A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4
第一部分高考选择题突破
命题板块五电化学
题型一新型化学电源

2021年高考化学热点化学电源

D．当无水 LiCl﹣KCl 混合物受热熔融后电池才能工作
例 8（2018 届辽宁省重点高中协作校高三第三次模拟考试）锂碘电池的正极材料是聚 2-乙烯吡啶(简写为 P2VP)
和 I2 的复合物，电解质是熔融薄膜状的碘化锂，正极的电极反应式为
P2VP·nI2+2e-+2Li+=P2VP·(n-1)I2+2LiI。下列说法正确的是
A．该电池比钠一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
Baidu Nhomakorabea
C． Al2O3 的作用是导电、隔离电极反应物 D．充电时，外电路中通过 0.2mol 电子，阳极区单质硫的质量增加 3.2g
B．负极的电极反应：Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣= CaCl2(s) C．可用 LiCl 和 KCl 水溶液代替无水 LiCl﹣KCl
C．有机电解液可以是乙醇等无水有机物
D．放电时，正极的电极反应式为 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
3、固体电解质
典例 5（2018 年山东省聊城市高三一模）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

高三化学课件新型化学电源

对点训练
7.一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法不正确的是 A.Cl－由中间室移向左室 B.X气体为CO2
√C.处理后的含 NO－3 废水的pH降低
D.电路中每通过4 mol电子，产生X气体的体积在标准状况下为22.4 L
A.a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋ B.电池工作时质子通过质子交换膜由负极区向正极区移动
√C.a电极上的电势比b电极上的电势高 √D.电池工作时b电极附近溶液的pH保持不变
原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B正确；
a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C错误；电池工作时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋ 4H＋===2H2O，H＋浓度减小，故b电极附近溶液的pH增大，D错误。
C项错误；
根据负极上电极反应为C6H10O5－24e－＋7H2O===6CO2↑＋24H＋，可知电路中每通过4 mol电子，产生标准状况下X气体的体积为( 244×6×22.4) L＝22.4 L， D项正确。
8.微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是

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。

新型化学电源的高考考点例析

０，，Ｃ正确；在反应过程中，能力的损耗和热效应的产有
生，可能实现化学能和电能的完全转化，不故Ｄ错误。
【答案】Ｃ
由于能源问题逐渐成为社会热点问题，因此化学反
应中的能量变化也成为近几年高考命题的一个热点，几
有关该电池的下列中，的是：正确ＡＬ．ｌ电池中作为负极材料，料中Ｌ的化合．ｉ在Ａ该材ｉ
价为＋价１
Ｂ该电池的电池反应式为：２ｉＦＳｉ＋ｅ．Ｌ＋ｅ＝Ｌ，ＦＳ
Ｃ负极的电极反应式为Ａ１ｅＡ１．．一３３＝
多托不锈曩固体骏骥
石蕞
生成的ｍ（ｕ＝．２×６Ｃ）０５／４：１ｇ６。
【答案】（）① 正极￣４Ｈ－４～２２＋０。１Ｏ一ｅ＝ＨＯ２ｆ
③２８ ④ １ｇ．Ｌ６近年高考试题中，算题型的比例近两年呈递增的计趋势，用守恒法解题可以避免书写繁琐的化学方程式，运
参考文献
［］魏万青．１金版教程（第三版）Ｍ．［］内蒙古：内蒙古大学出版社，０Ｏ２１

人教版高中化学(选修4) 最困难考点系列：考点10 化学电源新型电池

考点10 化学电源新型电池

【考点定位】本考点考查化学电源新型电池，主要是结合原电池原理和电解池工作原理分析新型电池工作时发生的电极反应，巩固对电化学理论的认识。

【精确解读】

一、锌锰干电池(一次电池)

1．普通干电池的反应原理：

Zn+2MnO2+2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl2+2NH3↑+H2O

负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+

正极(MnO2和C)：2MnO2 +2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O

表示方法：(-)Zn|NH4Cl+ZnCl2|MnO2，C(+)

2．碱性锌锰电池的反应原理：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2

正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

表示方法：(-)Zn|KOH|MnO2(+)

3．锌银电池(纽扣电池)的反应原理

Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2

正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

表示方法：(-)Zn|KOH|Ag2O(+)

优缺点：碱性锌锰电池、锌银电池的比能量和储存时间等比普通锌锰电池性能有所提高．但只能一次使用，不能充电；价格较贵．锂电池是目前常用的一种升级换代产品，它的比能量高、电压高、工作温度宽，可储存时间长．

二、铅蓄电池(二次电池)

二次电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理；在充电时是电解池，遵循电解原理；给二次电池充电充电时，外加电源的负极连接电池的负极．

新高考新教材广西专版2024届高考化学二轮总复习专题9电化学课件

解析固氮时该装置为原电池装置,镁为活泼金属,作负极,被氧化成Mg2+;钌
复合电极为正极,氮气在该电极上发生还原反应生成N3-,与熔融电解质中
镁离子生成Mg3N2,所以总反应为3Mg+N2 === Mg3N2,A项正确。脱氮时,-3 价的氮元素被氧化,钌复合电极上应发生氧化反应,Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气,电极反应为Mg3N2-6e- === 3Mg2++N2↑,B项正确。固氮时,镁电极为负极,外电路中电子由镁电极流向钌复合电极,C项错误。无水LiCl-
解析根据图示和总反应知,放电时,N极为负极,Zn失去电子,发生氧化反应;
M极为正极,[Fe(CN)6]3-得电子,发生还原反应。充电时,N极为阴极, [Zn(OH)4]2-得电子,发生还原反应;M极为阳极,[Fe(CN)6]4-失去电子发生氧化反应:[Fe(CN)6]4-- e-═[Fe(CN)6]3-,A项错误。放电时,N极为负极,M极为正极,则N极的电势低于M极,B项错误。在配合物[Fe(CN)6]3-中,CN-与铁离子之间有6个配位键,在每个CN-内部有一个σ共价键,所以1 mol该配合物中含
MgCl2混合物常温下为固体,无自由移动离子,不能导电,受热熔融后产生自由移动离子后,电池才能工作,D项正确。
考向2 离子交换膜电池真题示例 2- 1.(2022广东卷)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无须离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图所示)。充电时电极a的反应为 NaTi2(PO4)3+2Na++2e-═Na3Ti2(PO4)3。

高三化学课件：常考专题讲座(六) 关注新型化学电源的高考命题视角

2．可充电电池电极反应式的书写方法书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式 (书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存 )；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电的正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电的负极反应的逆过程。(充电时，电池负极接外电源的负极) 3．对溶液中离子的移动方向判断放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
例2
铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为 4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 负极： _______________________________________________。正极：______________________________________________。
常考专题讲座(六)
关注新型化学电源的高考命题视角
命题研究
新型电池一般具有高能环保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时，又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。

第29讲+常见新型化学电源-高考化学一轮复习课件

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NH3 D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
三、有机物电池
• 电极材料：种类较多（微生物膜） • 电极反应：有机物之间的氧化还原反应
• 离子导体：非水电解质溶液
• 电子导体：导线
锂离子电池考点1——原电池
锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确的是
A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li+通过有机电解质向水溶液处移动
√C．正极的电极反应：O2+4e- == 2O2-
D.电池总反应：4Li+O2+2H2O == 4LiOH
A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2 B.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
锂离子电池考点3——钴酸锂(LiCoO2)电池
钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池

2024届高考一轮复习化学课件：新型化学电源及分析

答案 B 解析放电时,N电极为电池的正极,电极反应式为Br2+2e-===2Br-,M电极为负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。充电时,M电极与电源的负极相连,作电解池的阴极,N电极与电源的正极相连,作阳极。放电时,N电极为电池的正极,A正确;放电时,左侧储液器中溴化锌的浓度不会减小,B错误;充电时,M电极与电源的负极相连,作电解池的阴极,电极反应式为Zn2++2e===Zn,C正确;放电或充电时,交换膜允许锌离子和溴离子通过,维持两侧溴化锌溶液的电中性,D正确。
答案 A
解析放电时,负极失电子,发生氧化反应,电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e===NaTi2(PO4)3+2Na+,A正确;放电时阴离子移向负极,故Cl-透过多孔碳电极向NaCl溶液中迁移,B错误;放电时正极反应为Cl2+2e-===2Cl-,转移1 mol 电子,理论上CCl4释放出0.5 mol Cl2,C错误;充电过程中,阳极反应为2Cl--2e===Cl2↑,消耗了Cl-,则NaCl溶液浓度减小,D错误。
新题速递 (2022广东卷,6)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( ) 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

高考一轮复习化学课件常考新型化学电源

总结归纳常考题型和解题方法
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
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
根据电极材料的比表面积、孔径分布等因素，采用理论计算或实验测试方法确定电容器的电容量。
应用场景及优缺点分析
作为医院、学校、商场等公共设施的备用电源或主电源，可实现冷热电联产，提高能源利用效率。
用于潜艇、无人机、单兵装备等军事装备的动力源，具有隐蔽性好、续航能力强等优点。
例如，日本丰田公司的Mirai 燃料电池汽车，采用氢氧燃料电池技术，续航里程可达 650公里以上；美国Bloom Energy公司的固体氧化物燃料电池系统，可为大型企业提供清洁、高效的分布式能源解决方案。
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