第6章 热点专攻9 新型化学电源及分析（Word教参）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教单选版 新教材 新高考）

热点专攻9　新型化学电源及分析

1．新型液流电池及分析

(1)判断放电时电池的正极和负极：依据物质转化中元素化合价的变化，或离子的移动方向(电流的流向)等。

(2)结合原电池原理，确定正极、负极的反应式，判断电极区(或整个电解质溶液)的变化等。

(3)根据充电、放电时电极反应的互逆性，推测充电时电极反应及变化等。

【例1】(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：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋

B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移

C．放电时每转移1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2

D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大

A　解析： 放电时，负极失电子，发生氧化反应，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，A正确；放电时，阴离子移向负极，故Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl溶液中迁移，B错误； 放电时正极反应式为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，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，消耗Cl－，NaCl溶液浓度减小，D错误。

2．浓差电池及分析

浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，为了限制某些离子的移动，常使用离子交换膜。分析思路如下：

(1)结合目的及离子的定性移动判断离子交换膜的种类，确定是阳离子交换膜、阴离子交换膜还是质子交换膜等。

(2)判断电池的正、负极：两侧半电池中的特定物质存在浓度差，离子是由“高浓度”区移向“低浓度”区，阴离子移向负极，阳离子移向正极。

(3)结合原电池的工作原理，确定正极、负极的反应式，判断电极区(或电解质溶液)的pH变化等。

【例2】(2022·浙江1月选考)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag­AgCl电极)和另一Ag­AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝(E－常数)/0.059。下列说法正确的是(　　)

A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(0.1 mol/L)

B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化

C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH

D．pH计工作时，电能转化为化学能

C　解析：如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，发生氧化反应，A错误；pH与电池的电动势E存在关系：pH＝(E－常数)/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；结合pH＝(E－常数)/0.059，则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C正确；pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误。

1．(2021·湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：

下列说法错误的是(　　)

A．放电时，N极为正极

B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小

C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn

D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

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电极与直流电源的负极相连，作电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，作阳极。放电时，N电极为电池的正极，A正确；放电或充电时，左侧贮液器和右侧贮液器中溴化锌的浓度维持不变，B错误；充电时，M电极与直流电源的负极相连，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浓度保持不变，D正确。

2．我国自主开发应用的铁—铬液流储能电池的放电工作原理如图所示。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量；电极a、b均为惰性电极。下列说法正确的是(　　)