第四章 素养微专题09 新型化学电源(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（人教版）

素养微专题09　 新型化学电源 1 1．常见考查方向 ①电极的判断，②电子或电流的流向，③溶液中离子的流向，④电极的反应类型，⑤pH的变化，⑥电子的转移数目，⑦电极反应式的书写。 2．正、负极的判断 (1)根据装置图判断：①电子流向或电流流向，②电解质溶液中离子流向，③加入或生成物质的化合价变化。 (2)根据总方程式判断：根据化合价变化，化合价升高的为负极，化合价降低的为正极。 1 3．电极反应式的书写 (1)放电时电极反应式的书写 根据电极反应中化合价变化的物质，找出反应物和生成物，然后利用氧化还原反应的配平方法，写出电极反应式。 (2)充电时的电极反应式，利用放电时电极反应的逆方向书写。 4．常见新型化学电源类型 (1)新型燃料电池，如肼、Li-Cu空气电池、有机物等。 (2)新型熔融盐电池。 (3)新型元素形成的电池，如B、V。 (4)浓差电池。 1 特别提醒 1 例 1 1 1 [思考路径] 1 1 [答案]　A 1 [拓展探究] 1．放电过程中，当1 mol Zn参与反应时，理论上有多少 mol K＋发生迁移？ 2．充电过程中，左侧池中溶液pH如何变化？ 提示：充电过程中左侧Mn2＋不断失去电子并结合水生成MnO2，同时生成大量H＋，因此，pH不断减小。 1 (2020·全国卷Ⅰ，12)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 例 2 1 D 1 [思考路径] 1 1 [强化训练] 1．2019年度诺贝尔化学奖授予在锂离子电池发展做出贡献的三位科学家。某浓差电池的原理示意图如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) 1 A．该装置可在提取LiCl溶液的同时获得电能 B．电子由Y极通过外电路移向X极 C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．Y极每生成22.4 L Cl2，有2 mol Li＋从b区移至a区 解析：D　根据浓差电池右边Li＋浓度大，向左移动故X为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Y为负极电极反应式2Cl－－2e－===Cl2↑，电子由Y极移向X极，故A、B、C都正确，D中没有指明标准状况22.4 L不一定是1 mol故D错误。 1 A．放电时，左边电极为负极 B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动 C．充电时，右边电极上发生的电极反应：Ag－e－===Ag＋ D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻73 g C 1 解析：C　A．由题图可知，放电时左边电极发生氧化反应，为电池的负极，故A正确；B．原电池中阳离子向正极移动，即氢离子向右边电极移动，故B正确；C．充电时右边电极为阳极，发生氧化反应，即Ag－e－＋Cl－===AgCl，故C错误；D．由充电时的总反应式2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液中会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，故D正确。 1 3．研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．加入HNO3降低了正极反应的活化能 B．电池工作时正极区溶液的pH降低 C．1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原 D．负极反应为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ B 1 解析：B　乙醇燃料电池中，加入乙醇的一极为负极，电极反应式为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋，通入氧气的一极为正极，由工作原理图可知，正极发生反应HNO3＋3e－＋3H＋===NO↑＋2H2O，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，结合二者可得O2＋4e－＋4H＋===2H2O，则HNO3在正极起催化作用。A．HNO3在正极起催化作用，为催化剂，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，故A正确；B．电池工作时正极区的总反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，则溶液中H＋浓度减小，pH增大，故B错误；C．根据得失电子守恒可知，1 mol CH3CH2OH被完全氧化时，转移12 mol 电子，则有3 mol O2被还原，故C正确；D．由分析知，负极反应为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋，故D正确。 1 4．(2022·广东卷，16)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