適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量?？键c(diǎn)6新型化學(xué)電源課件新人教版

?？键c(diǎn)6新型化學(xué)電源方法突破一、鋰電池與鋰離子電池1.鋰電池鋰電池是一類由金屬鋰或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時(shí)金屬鋰失電子被氧化為L(zhǎng)i+,負(fù)極反應(yīng)均為L(zhǎng)i-e-===Li+,負(fù)極生成的Li+經(jīng)過(guò)電解質(zhì)定向移動(dòng)到正極。2.鋰離子二次電池(1)鋰離子電池基于電化學(xué)“嵌入/脫嵌”反應(yīng)原理,替代了傳統(tǒng)的“氧化—還原”原理。(2)鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)式一般為C6+xLi++xe-===LixC6;放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是充電時(shí)陰極反應(yīng)的逆過(guò)程:LixC6-xe-===C6+xLi+。(3)鋰離子電池的正極材料一般為含Li+的化合物,目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。二、微生物燃料電池微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是在負(fù)極室厭氧環(huán)境下,有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子,電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和負(fù)極之間進(jìn)行有效傳遞,并通過(guò)外電路傳遞到正極形成電流,而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到正極,氧化劑(如氧氣)在正極得到電子被還原。三、濃差電池1.在濃差電池中,為了限定某些離子的移動(dòng),常涉及“離子交換膜”。(1)常見(jiàn)的離子交換膜陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子(包括H+)和水分子通過(guò)陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過(guò)質(zhì)子交換膜只允許H+和水分子通過(guò)(2)離子交換膜的作用①能將兩極區(qū)隔離,阻止兩極物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②能選擇性地允許離子通過(guò),起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。(3)離子交換膜的選擇依據(jù)離子的定向移動(dòng)。2.“濃差電池”的分析方法濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差,離子均是由“高濃度”移向“低濃度”,依據(jù)陰離子移向負(fù)極區(qū)域,陽(yáng)離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極,這是解題的關(guān)鍵。[例1]

利用如圖所示裝置可以將非氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池——濃差電池。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)存在濃度差,導(dǎo)致半電池上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)程度不同,從而產(chǎn)生電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是(

)編號(hào)電極A電解質(zhì)A電解質(zhì)B電極B①Pt/H2(g)H+(aq)OH-(aq)Pt/H2(g)②Pt/H2(g,p1)H+(aq,c)H+(aq,c)Pt/H2(g,p2)③Pt/O2(g)H+(aq)OH-(aq)Pt/O2(g)A.①號(hào)電池中,電極B上產(chǎn)生H2B.①號(hào)電池中,電解質(zhì)A中陽(yáng)離子通過(guò)鹽橋流入電解質(zhì)BC.②號(hào)電池中,若氫氣壓強(qiáng)p1<p2,則A為負(fù)極D.③號(hào)電池中,電池總反應(yīng)為H++OH-===H2O,電極B為負(fù)極D解析

濃度差電池放電時(shí),兩個(gè)電極區(qū)的電解質(zhì)溶液濃度差會(huì)減小,當(dāng)兩個(gè)電極區(qū)的電解質(zhì)濃度相等時(shí)放電停止,在濃差電池中,氧化劑多的電勢(shì)高,作正極,還原劑多的電勢(shì)低,作負(fù)極。①號(hào)電池中,H+得到電子,A極作正極,B極為負(fù)極,發(fā)生4OH--4e-===O2↑+2H2O,B極產(chǎn)生O2,A錯(cuò)誤;①號(hào)電池中,H+得到電子,A極作正極,根據(jù)原電池原理,陽(yáng)離子移動(dòng)到正極,B錯(cuò)誤;②號(hào)電池中,若氫氣壓強(qiáng)p1<p2,在壓強(qiáng)作用下B中H2失電子,B為負(fù)極,C錯(cuò)誤;③號(hào)電池中,根據(jù)總反應(yīng)方程式及氧氣作電極可知,電極反應(yīng)中會(huì)有氧氣生成,則B中的OH-生成O2,電解質(zhì)B作還原劑,則B為負(fù)極,D正確。[例2]

(2023·安徽皖南八校一診)一種新型電池裝置如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.鎳鈷電極反應(yīng):N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2OB.Ⅱ區(qū)的Na+通過(guò)a交換膜向Ⅰ區(qū)遷移,Cl-通過(guò)b交換膜向Ⅲ區(qū)遷移C.該裝置工作時(shí)總反應(yīng):N2H4+4OH-+4H+===N2↑+4H2OD.該裝置工作時(shí)利用了中和能C解析

由圖可知,鉑電極發(fā)生的電極反應(yīng)為4H++4e-===2H2↑,得電子為原電池的正極,鎳鈷電極發(fā)生的電極反應(yīng)為N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O,失電子為原電池的負(fù)極。鎳鈷電極反應(yīng)為N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O,A正確;原電池中陽(yáng)離子向正極遷移,陰離子向負(fù)極遷移,所以Ⅱ區(qū)的Na+通過(guò)a交換膜向Ⅰ區(qū)遷移,Cl-通過(guò)b交換膜向Ⅲ區(qū)遷移,B