专题05 化学能与电能的转化（讲）-2023年高考化学二轮复习讲练测（新高考专用）

专题05 化学能与电能的转化 课 标 解 读 内容 原电池原理及其应用 电解原理及其应用 解读 1. 理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式 2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施 3.了解常见化学电源的种类及其工作原理 理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式 考情分析 电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是热点考查内容。通常会以新型二次电池为载体考查原电池原理与电解原理。试题难度中等，预计今后以新型电源及含有离子交换膜的原电池、电解池为背景，以选择题、填空题形式考查工作原理、离子、电子移动方向、电极反应的书写和判断、电解质溶液的判断和计算、交换膜的应用。考查考生的核心素养和探究能力。 备考策略 本专题命题往往以可充电电池的工作原理及电解原理的应用为背景，考查电极反应式的书写、离子移动方向、金属的电化学腐蚀及防护等知识。同时也对信息提取、应用能力进行考查。备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点的复习和电极反应式书写技巧的掌握。 核心素养 变化观念与平衡思想 证据推理与模型认知 高频考点一 新型电池的工作原理分析 1．突破原电池工作原理 2．原电池的改进 【特别提醒】(1)改进后的优点是电流效率的提高，电流持续稳定。 (2)盐析的三个作用 ①隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定； ②通过离子的定向移动，构成闭合回路； ③平衡电极区的电荷。 (3)离子交换膜的作用：离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。 3．二次电池充电时连接模型(“正”接“正”，“负”接“负”) 注意：放电时负极反应与充电时的阴极反应相反，同理放电时正极反应与充电时阳极反应相反。如铅蓄电池： 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4 阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO 例1.（2022·山东卷）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 A. 装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大 B. 装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C. 乙室电极反应式为 D. 若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 【答案】BD 【解析】由于乙室中两个电极的电势差比甲室大，所以乙室是原电池，甲室是电解池，然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误；若甲室Co2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)= ，乙室Co2+增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e-)=，说明此时已进行过溶液转移，D正确；故选BD。 【方法技巧】 (1)放电时，正、负极的判断。 (2)充、放电时两极反应式书写判断。 (3)充、放电时，电子、离子的移动方向。 (4)电极附近溶液性质的变化。 (5)充、放电两极反应类型判断。 (6)充电连接判断。 (7)基本电化学计算。 【变式探究】（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是 A. 放电时负极反应： B. 放电时透过多孔活性炭电极向中迁移 C. 放电时每转移电子，理论上吸收 D. 充电过程中，溶液浓度增大 【答案】A 【解析】放电时负极反应：，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：，故A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；放电时每转移电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，理论上释放，故C错误；充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，溶液浓度减小，故D错误；故选A。 【举一反三】（2022·全国乙卷）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电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述