2020年高考化学第二轮专题复习：新型化学电源(共38张PPT)

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2 ． (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( )
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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H2－2e－＋CO23－===CO2＋H2O C．电子流向：电极a→负载→电极b→熔融碳酸盐 →电极a D．电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗
过0.2 mol电子，消耗氧气的物质的量为0.05 mol，质量
为1.6 g，D项错误。
制 作 者：状元桥
适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、
Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统
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4．(2017·全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、
成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石
墨烯的S8材料，电池反应为：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤ x ≤8)。下列说法错误的是( )
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A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋ ＋2e－===3Li2S4
3.2 g O2 答案 B
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解析
电池工作时，负极反应式：H2－2e－＋CO
2－ 3
===CO2＋H2O，正极反应式：O2＋4e－＋2CO2===
来自百度文库
2CO
2－ 3
，故熔融碳酸盐不仅起到导电的作用，还参与了
电极反应，A项错误、B项正确；电子不会通过熔融碳
酸盐，C项错误；根据正极的反应式可知，外电路中通
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5．把握可充电电池题目的解答思路
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1．(2019·云南昆明调研)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：Li1－xNiO2
＋xLiC6
放电 充电
LiNiO2＋xC6。下列说法错误的是(
)
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D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－
x 2
)
O2 答案 D
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解析 放电时，O2与Li＋在多孔碳电极处反应，说 明电池内，Li＋向多孔碳电极移动，所以多孔碳电极为 正极，A项错误；因为多孔碳电极为正极，电子在外电 路应该由锂电极流出，再流向多孔碳电极(由负极流向 正极)，B项错误；充电和放电时电池中离子的移动方向 应该相反，放电时，Li＋向多孔碳电极移动，则充电时 向锂电极移动，C项错误；
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－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2 答案 B
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解析 根据图示可知该储能电池左边为太阳能电 池，右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知： 放电时a极为负极，b极为正极；则充电时a极为阴极，b 极为阳极。题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为 二次电池，A项正确；
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充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，B项 错误；电池放电时，Li＋从负极向正极移动，即Li＋从a 极向b极移动，C项正确；电池放电时，b极为正极，发 生还原反应，其电极反应式为Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋ ===LiNiO2，D项正确。
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必备知能整合
1．理解原电池的工作原理
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2．清楚原电池正、负极判断的“五”方法
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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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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
历年真题研习 必备知能整合
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历年真题研习 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MV2＋/MV＋在电极与酶之 间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是
()
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和 ， A 项 正 确 ； 该 生 物 燃 料 电 池 中 ， 左 端 由 H2 变 为 H ＋，则左端电极是负极，在氢化酶作用下，发生反应H2 ＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，B项错误；
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右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，是正极， 在正极区N2得到电子生成NH3，发生还原反应，C项正 确；原电池中，内电路中H＋通过交换膜由负极区向正 极区移动，D项正确。
2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是( )
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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)－2e－===
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熔融盐介 质，如 K2CO3
负极
CH3OH－6e－＋3CO
2－ 3
===4CO2↑＋
2H2O
正极 32O2＋6e－＋3CO2===3CO23－
高温下能传 负极 CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O
导O2－的固 体作电解质
正极
32O2＋6e－===3O2－
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二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反 应，元素化合价升高，由电池总反应可知负极反应为 Zn(s) ＋ 2OH － (aq) － 2e － ===ZnO(s) ＋ H2O(l) ， C 项 正 确；二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区 向负极区移动，D项错误。
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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
力，C项正确；电池充电时为电解池，此时电解总反应
为8Li2Sx
通电
=====
16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量会越来
越少，D项错误。
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该类试题常以新型化学电源为载体，综合考查原电 池、电解池原理及应用的分析判断。命题主要涉及以下 几点：离子移动方向的判断(特别注意盐桥中离子的运 动以及离子对于指定交换膜的通过问题)电子移动方向 的判断，能量转换类型的判断，
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电极材料及其作用的判断，正负极、阴阳极及其电 极反应，常见现象的判断，有关电子守恒的计算等。顺 利解题需要考生熟练掌握原电池、电解池原理，灵活运 用氧化还原反应的概念规律来分析问题。旨在考查考生 分析问题和探究问题的能力，及证据推理与模型认知的 核心素养。
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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
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答案 B
解析 该反应中，可产生电流，反应条件比较温
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2．(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)＋H2(l)
放电
充电
ZnO(s)＋
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3．(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，O2与Li＋在多孔 碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0 或1)。下列说法正确的是( )
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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
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根据图示和上述分析，电池的正极反应是O2与Li＋得电
子，转化为Li2O2－x，电池的负极反应是单质Li失电子转
化为Li＋，所以总反应为2Li＋(1－
x 2
)O2===Li2O2－x，充
电的反应与放电的反应相反，所以为Li2O2－x===2Li＋(1
－x2)O2，D项正确。
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极
材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 答案 D
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解析 原电池中阳离子移向正极，根据图示中Li＋ 移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由 总 反 应 可 知 正 极 依 次 发 生 S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→ Li2S2的还原反应，A项正确；电池工作时负极电极方程 式为Li－e－===Li＋，当外电路中流过 0.02 mol电子时， 负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质量为0.14 g， B项正确；
ZnO(s)＋H2O(l) D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
答案 D
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解析 三维多孔海绵状Zn为多孔结构，具有较高的 表面积，所沉积的ZnO分散度高，A项正确；二次电池 充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合 价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－ (aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)，B项正确；
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4．燃料电池电极反应式的书写面面观
以甲醇、O2的燃料电池为例：
酸性介 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
质，如稀 H2SO4
正极
32O2＋6e－＋6H＋===3H2O
碱性介
负极 CH3OH－6e－＋8OH－===CO
2－ 3
＋
质，如
6H2O
KOH溶液 正极 32O2＋6e－＋3H2O===6OH－