1.4 专题强化练2 新型化学电源的原理和电解原理的应用 -（ppt同步课件）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（苏教版）

该高中化学课件聚焦“化学反应与能量变化”专题，核心围绕新型化学电源原理及电解原理应用，通过全铁液流电池、铁—铬液流电池等典型题目导入，连接电极反应、离子移动等基础概念与储能、提锂等实际应用，构建知识支架帮助学生梳理脉络。 其亮点在于以真实情境题目（如“大气固碳”电池、水系液流电池）为载体，通过分析电极反应、离子交换膜作用培养科学思维（证据推理、模型建构）和化学观念（物质转化、能量变化）。例如“大气固碳”电池题，学生需结合充放电反应推断电极反应及CO₂固定量，既体现学科特色的问题解决方法，又助学生理解化学价值，为教师提供优质例题提升教学效果。

专题1 化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 专题专项练 专题强化练2　新型化学电源的原理和电解 原理的应用 第1讲　描述运动的基本概念 1.[2026河北沧衡名校联盟联考]科学家利用磷钼酸溶液(PMA)作为阳极液,与废旧磷酸铁锂(sLFP)粉末 进行快速的固液氧化还原反应。高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后,被还原的钼蓝分子(用Mo表 示)通过蠕动泵泵入再生装置中再生,用于后续锂的持续提取。下列叙述错误的是 ( )   　C     A.电子从b极流向Q极,再由P极流入a极 B.Q极的电极反应式为2H2O+2e-  2OH-+H2↑ C.离子交换膜为阴离子交换膜 D.PMA促进锂离子脱离sLFP进入阳极室溶液中 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,a为电源正极,则P为电解池的阳极,发生氧化反应,b为电源负极,则Q为电解池的阴 极,电极反应式为2H2O+2e-  2OH-+H2↑,电子从b极流向Q极,再由P极流入a极,电子不能在溶液中传 递,A、B正确;　高氧化性的PMA从sLFP中选择性提Li后,被还原的钼蓝分子(用Mo表示)通过蠕动泵泵 入再生装置中再生,PMA促进Li+脱离sLFP进入阳极室溶液中　 ,然后Li+通过离子交换膜进入阴 极室,与阴极生成的OH-结合形成LiOH,LiOH经泵泵入LiOH收集罐中,则离子交换膜为阳离子交换膜,C 错误、D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026河南南阳期中]全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电 极。下列说法正确的是 ( )   A.隔膜为阳离子交换膜 B.充电时,a极为阳极 C.放电时,隔膜两侧溶液中Fe2+浓度均减小 D.理论上,Fe3+每减少1 mol,Fe2+总量相应增加1.5 mol 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　结合全铁液流电池工作原理图,a极区中的阳离子为Fe2+,b极区的阳离子为Fe2+、Fe3+,故a极为 负载铁的石墨电极,b极为石墨电极,电池总反应为Fe+2Fe3+  3Fe2+。因为a极区的电解质溶液中含有 Fe2+,不含Fe3+,为防止Fe3+进入a极区,故隔膜应为阴离子交换膜,A错误;放电时a极为负极,充电时a极为阴 极,B错误;放电时a极Fe被氧化为Fe2+,b极Fe3+被还原为Fe2+,两侧溶液中c(Fe2+)均增大,C错误;放电时总反 应为2Fe3++Fe  3Fe2+,则理论上Fe3+减少1 mol时,Fe2+总量增加1.5 mol,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 A.放电时,M为正极 B.充电时,阴极反应式为Cr3++e- Cr2+ C.若用该电池电解饱和食盐水,当有2.24 L Cl2 生成时,则有0.2 mol Cr2+被氧化 D.充电时,28 g Fe2+被氧化时,则有0.5 mol H+由 左向右通过质子交换膜 3.铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一,其工作原理如图所 示。下列说法错误的是 ( )   　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,放电时,M极反应式为Fe3++e- Fe2+,N极反应式为Cr2+-e- Cr3+,则M为正极、N 为负极,A正确;充电时,N为阴极,电极反应式为Cr3++e- Cr2+,B正确;未指明Cl2所处温度和压强,无法计 算Cl2的物质的量,C错误;充电时,M为阳极,电极反应式为Fe2+-e- Fe3+,28 g Fe2+(即0.5 mol)被氧化时,电 路中转移0.5 mol电子,为传递电荷,则有0.5 mol H+由阳极(左)通过质子交换膜向阴极(右)迁移,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 A.放电时,电极M上发生还原反应 B.理论上消耗HCOOH与O2的物质的量相等 C.放电过程中需补充的物质X为KOH D.理论上,若有1 mol HCOO-反应时,则有2 mol K+ 通过交换膜 4.[2026江苏苏州桃坞高级中学月考]一种以HCOOH为燃料的电池装置如图所示。下列说法正确的是      ( )   　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,电极M上有HCOO-转化成HC ,C元素化合价升高,发生氧化反应,A错误;M电极 作负极,电极反应式为HCOO--2e-+2OH- HC +H2O,N电极作正极,电极反应式为Fe3++e- Fe2+,酸 性条件下生成的Fe2+与通入的O2反应生成Fe3+和H2O,对应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+  4Fe3++2H2O, 根据电路中转移电子数相等可知,存在关系式:2HCOO-~4e-~4Fe2+~O2,则理论上消耗HCOOH与O2的 物质的量不相等,B错误;根据题图可知,可得到K2SO4产物,则放电过程中K+由负极区通过交换膜移向正 极区,需与溶液中的S 结合生成K2SO4,且Fe2+转化为Fe3+时不断消耗H+,则放电过程中需补充的物质X 应为H2SO4,C错误;由上述分析可知,当1 mol HCOO-参加反应时,电路中转移2 mol电子,则理论上有2 mol K+通过交换膜,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 5.一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示,该电池在充电时,通过催化剂的选择性控制,只有Li2 CO3被氧化,释放出CO2和O2。下列说法不正确的是 ( )   A.图中Li+的移动方向是放电时的移动方向 B.充电时阳极发生的反应为C+2Li2CO3-4e-  3CO2↑+4Li+ C.该电池不可选用含Li+的水溶液作电解质溶液 D.该电池每循环充、放电子各4 mol,理论上可 固定标准状况下22.4 L CO2 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,放电时,电极A为原电池的负极,Li在负极失去电子发生氧化反应生成Li+,电极B为 正极,CO2在正极得到电子生成C和Li2CO3。放电时,阳离子向正极移动,则题图中Li+的移动方向是放电 时的移动方向,A正确;充电时,电极B为阳极,Li2CO3在阳极失去电子发生氧化反应生成Li+、CO2和O2,电 极反应式为2Li2CO3-4e-  4Li++2CO2↑+O2↑,B错误;金属锂与水反应生成LiOH和H2,所以该电池不可 选用含Li+的水溶液作电解质溶液,C正确;放电时,电极B为正极,电极反应式为3CO2+4e-+4Li+  2Li2CO3+C,充电时,电极B为阳极,电极反应式为2Li2CO3-4e-  4Li++2CO2↑+O2↑,则该电池每循环充、 放电子各4 mol,理论上可固定1 mol CO2,标准状况下体积为22.4 L,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2026福建福州华侨中学月考]一款新型的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图如下,锂离子导体膜只 允许Li+通过。该电池总反应式为xCa2++2LiFePO4  xCa+2Li1-xFePO4+2xLi+。下列说法不正确的是  ( )   A.充电时,钙电极与直流电源的负极相连 B.充电时,每转移0.2 mol电子,左室中电解质的质量减小4.0 g C.Li1-xFePO4/LiFePO4电极充电时发生Li+脱嵌,放电时发生Li+嵌入 D.放电时,正极反应为Li1-xFePO4+xe-+xLi+  LiFePO4 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由总反应可知,放电时,钙电极发生氧化反应,为负极,则Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极。放电 时钙电极为负极,则充电时,钙电极与直流电源的负极相连,A正确;充电时,每转移0.2 mol电子,左室中有 0.1 mol Ca2+转化为Ca,同时有0.2 mol Li+迁移到左室中,故左室中电解质的质量减小0.1 mol×40 g/mol- 0.2 mol×7 g/mol=2.6 g,B错误;　Li1-xFePO4/LiFePO4电极充电时为阳极,发生氧化反应,LiFePO4转化为 Li1-xFePO4,发生Li+脱嵌,放电时为正极,Li1-xFePO4转化为LiFePO4,发生Li+嵌入　 ,C正确;放电时 Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极,Li1-xFePO4得到电子发生还原反应生成LiFePO4,正极反应为Li1-xFePO4+ xe-+xLi+  LiFePO4,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2025广东稳派联考]我国科学家开发了基于吩嗪衍生物1,8-ESP(中性电解液)/K4［Fe(CN)6］的新型 水系液流电池,在充放电过程中可实现生成碱捕获CO2,结构示意图如下。下列说法正确的是 ( )   A.放电时,电极b作正极 B.充电时,b室可实现CO2捕获 C.放电时,K+从a室经过离子交换膜到b室 D.充电时,阳极的电极反应式为[Fe(CN)6]3--e-   [Fe(CN)6]4- 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,充电时,b室中R→RH2,则R在中性电解液中发生还原反应生成RH2:R+2e-+2H2O   RH2+2OH-,则电极b为阴极,放电时电极b为负极,A错误;由A项分析可知,充电时b室生成OH-,电解液 碱性增强,可通过反应:CO2+2OH- C +H2O、CO2+OH- HC 捕获CO2,B正确;放电时,阳离子向 正极方向移动,则K+应从b室经过离子交换膜到a室,C错误;结合题图可知,充电时,a极(阳极)电极反应式 为[Fe(CN)6]4--e-  [Fe(CN)6]3-,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026湖南长沙周南中学月考]科学家利用电化学装置实现分子的耦合转化,其原理如图所示。下列 说法正确的是 ( )   A.a为电源的正极 B.若生成的乙烯和乙烷的物质的量之比为2∶1, 则消耗CH4和CO2的物质的量之比为6∶5 C.O2-从电极Y传导到电极X D.每消耗1 mol CH4,电路中转移3 mol电子 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　电极X上CO2→CO,C元素化合价降低,发生还原反应,则电极X为阴极,a为电源的负极,A项错 误;固体电解质传导O2-,则阴极反应式为CO2+2e-  CO+O2-,电极Y为阳极,设生成乙烯和乙烷的物质的 量分别为2 mol、1 mol,由碳原子守恒可知,消耗甲烷的物质的量为6 mol,2CH4~C2H4~4e-、2CH4~C2H6~ 2e-,由得失电子守恒可知,消耗n(CO2)= =5 mol,则消耗甲烷和CO2的物质的量之比为6∶5, B项正确;O2-向阳极移动,即从电极X传导到电极Y,C项错误;不知阳极产物中乙烯和乙烷的物质的量,无 法确定转移电子数,D项错误。 第1讲　描述运动的基本概念 9.据报道,我国已研制出“可充室温钠—二氧化碳电池”。该电池的总反应式为4Na+3CO2  2Na2CO3+C,其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体贮存于多壁碳纳米管中)。 (1)放电时,钠箔为该电池的______极(填“正”或“负”);电解质溶液中 流向_______(填“钠箔” 　钠箔     　负     或“多壁碳纳米管”)电极。(2)放电时每消耗3 mol CO2,转移电子的物质的量为__________。 (3)充电时,多壁碳纳米管连接直流电源的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为___________ ___________________。 4e-  3CO2↑+4Na+     　2Na2CO3+C- 　正     　4 mol     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由4Na+3CO2  2Na2CO3+C可知,放电时,Na为负极,电解质溶液中阴离子移向负极,即电解 质溶液中Cl 流向钠箔。(2)放电时,每消耗3 mol CO2,4 mol Na失去电子,转移4 mol电子。(3)充电时为 电解池,C失去电子生成CO2,即多壁碳纳米管为阳极,与外加电源正极相连,充电时阳极的电极反应式为 2Na2CO3+C-4e-  4Na++3CO2↑。 第1讲　描述运动的基本概念 $