专题4 微专题1 原电池原理及应用(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考化学大二轮专题复习

赢在微点 考前顶层设计 化学 专题四 电化学 高 考 专 题 攻 略 微专题1　原电池原理及应用 专题四　电化学 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应 为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH， 电池构造示意图如图所示。下列有关说 法正确的是(　　) A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 B.电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，A项错误;电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，B项错误；环境温度过 低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C项正确；由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 电池工作时，下列叙述错误的是(　　) A.电池总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C.消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=== 4OH-；b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O-2e-+2OH-===2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6+ O2===2C6H12O7，A项正确；b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B项正确；根据反应2C6H12O6+O2 ===2C6H12O7可知，1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C项错误；原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列说法错误的是(　　) A.放电时，电池总反应为2CO2+Mg===MgC2O4 B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C.充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移 D.放电时，每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 放电时正极反应式为Mg2++2CO2+2e-===MgC2O4，负极反应式为Mg-2e-===Mg2+，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应Mg+2CO2===MgC2O4，A项正确；充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，B项正确；充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2+向阴极迁移，C项错 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 误；根据放电时的电极反应式Mg2++2CO2+2e-===MgC2O4可知，每转移2 mol电子，有2 mol CO2参与反应，因此每转移1 mol电子,理论上可转化1 mol CO2，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如图。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B.电池总反应为+Zn Zn2++3I- C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP D.放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子 标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N原子提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键，A项正确；由图中 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料，负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，正极电极反应为+2e-===3I-,则电池总反应为+Zn Zn2++3I-，B项正确；充电时，阴极电 极反应式为Zn2++2e-===Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C项错误；放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01 mol)，理论上转移0.02 mol电子，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.图解原电池工作原理 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.原电池正、负极的判断方法 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.电极反应式的书写 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.可充电电池题目的解答思路 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·全国甲卷)科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2===ZnMn2O4 C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH- D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A项不正确；电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O 2MnOOH+2OH-+Zn2+(主要)，Zn+2MnO2 ZnMn2O4，充电时会发生ZnMn2O4===Zn+2MnO2，B项不正确；放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-，C项正确；放电 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020 mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D项不正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·长春质检)某研究团队发现向锂空气电池(2Li+O2 Li2O2)的有机电解液中添加LiNO3，充电时可发生如图转化(图中所示不完全)而使充电过程更稳定。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.电极Li与反应生成和Li2O B.充电时，阳极区域涉及反应：Li2O2+2NO2===2Li++O2+2 C.充电时，每转移1 mol电子，阳极质量增加23 g D.放电时，Li+由a极移至b极 电解液中的由Li与反应得来，故电极Li与发生反应2Li+===Li2O+，A项正确；由题图可知，充电时，发生 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 反应：-e-===NO2和Li2O2+2NO2===2Li++O2+2，即在阳极区产生氧气，B项正确；充电时，阳极反应式为Li2O2-2e-===2Li+ +O2↑，每转移1 mol电子，阳极消耗0.5 mol Li2O2，质量减少23 g, C项错误；由上述分析可知，充电时b为阳极，a为阴极，则放电时a为负极，b为正极，Li+由负极(a极)移至正极(b极)，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·东北三省三校三模)甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.物质A是H2SO4 B.半透膜是阳离子交换膜 C.a极电极反应式为HCOO-+2e-+2H+===+H2O D.Fe3+可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A项正确；装置中K+由负极流向正极，则半透膜是阳离子交换膜，B项正确；a电极上HCOOH被氧化为HC，其电极反应式为HCOO--2e-+2OH-===+H2O，C项错误；Fe3+先被还原为Fe2+，Fe2+又被O2氧化生成Fe3+，Fe3+可以循环，可看作是该反应的催化剂，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·石家庄质检)高性能钠型电池工作 原理如图所示，电池反应为Cx(PF6)+NaSn Cx+Sn+NaPF6。下列说法正确的是 (　　) A.放电时，a为正极 B.充电时，阴极反应为Sn+Na++e-===NaSn C.放电时，Sn在很大程度上被腐蚀 D.充电时，当电路中通过1 mol e-，理论上有1 mol P从石墨烯中脱嵌并向左迁移 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据电池反应可知，放电时，NaSn电极为负极，失电子生成Na+和Sn，即a电极为负极，A项错误；充电时，NaSn电极为阴极，Na+得电子与Sn反应生成NaSn，电极反应式正确，B项正确；放电时，NaSn电极为负极，失电子生成Na+和Sn，Sn未被腐蚀，C项错误；充电时，阳极上失电子结合Cx生成Cx(PF6)，电极反应式为-e-+Cx===Cx(PF6)，当电路中通过1 mol电子时，理论上有1 mol 失电子向阳极移动，并嵌入石墨烯中，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题微练10 $$