(共16张PPT)
一、新型化学电源的解答步骤
1.根据题意分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。
2.注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。O2-在水溶液中不存在，在酸性环境中转化为H2O，在碱性环境中转化为OH－。
3.依据原电池原理或正、负极反应式，分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。
4.灵活应用守恒法、关系式法进行计算。
二、二次电池充放电原理分析
三、燃料电池分析的几个关键
1.通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。
2.通过介质中离子的移动方向，也可判断正、负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
3.书写电极反应式时，要明确介质是电解质溶液还是熔融盐或固体氧化物，注意产物与电解质是否发生反应。
1.(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是( )
A.b电极为电池正极
B.电池工作时，海水中的Na＋ 向a电极移动
C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供 37 mol电子的电量
A
D
2.(2025·安徽亳州高二期中)我国学者利用催化剂的选择性(可选择性的促进某种反应的进行)成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图，固体电解质只允许钠离子通过)，有望用于航海指示灯的能源。下列说法正确的是( )
A.有机液若换为稀硫酸，电池使用效率更高
B.放电时，钠电极的电势高于催化电极
C.催化电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D.放电时，电路中转移2 mol电子，钠电极质量减少46 g
解析 由题意和示意图可知，钠为活泼金属，故钠极为负极，负极反应为Na－e－===Na＋，催化电极为正极，故正极反应为2H2O＋4e－＋O2===4OH－；有机液若换为稀硫酸，金属钠是活泼金属，会与酸发生剧烈的反应，会导致金属钠被消耗，电池使用效率下降，故A错误；放电时，钠为负极，正极电极的电势高于负极，故B错误；放电时，催化电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故C错误；根据得失电子守恒，每转移 2 mol电子，理论上有2 mol Na反应溶解，钠电极质量减少46 g，D正确。
C
3.以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH O2、N2H4 O2、(CH3)2NNH2 O2清洁燃料电池。下列说法正确的是( )
A.放电过程中，K＋均向负极移动
B.放电过程中，KOH物质的量均减小
C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2 O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1 mol O2时，理论上N2H4 O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
C
4.(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( )
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
解析 充电时Zn2+向阴极移动，A错误；由题意知，放电时，MnO2转化为MnOOH和ZnMn2O4，B错误；放电时，MnO2电极为正极，发生的反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，C正确；根据放电时Zn电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2+可知，Zn电极质量减少0.65 g(0.010 mol)时，电路中通过0.020 mol电子，故MnO2电极有 0.020 mol MnO2发生反应，但MnO2转化为MnOOH和少量ZnMn2O4，故生成的MnOOH的量小于0.020 mol，D错误。
B
5.(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
C
6.(2025·北京昌平高二期末)液流电池是储能领域的研究热点，能将剩余的电能存储起来，需要时再释放。一种钒液流电池放电状态时的结构和工作原理如下图所示：(共16张PPT)
一、电化学“多室”装置
1.常见的离子交换膜
离子交换膜由特殊高分子材料制成，常见的离子交换膜分为四类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，即允许OH－和其他阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
(4)双极膜：阴、阳复合膜，能解离出H＋和 OH－。
2.离子交换膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
二、电化学“多池”装置
1.两大模型图解
(1)外接电源与电解池的串联
有外接电源时，各电池均为电解池。
(2)原电池与电解池的串联
①无外接电源，有活泼性不同电极的为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的为电解池。
②无外接电源，如燃料电池、铅酸蓄电池在电池中作为电源，其他均为电解池。
2.解题思维步骤
1.(2024·重庆卷)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将CO2电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是( )
D
解析 催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子交换膜进入中间室，氢氧根离子和氢离子生成水、甲酸根离子和氢离子生成甲酸，则M是阴极，那么N是阳极，阳极上水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，氢离子通过阳离子交换膜进入中间室。酸性条件下，电解时电极N上水失去电子发生氧化反应生成氧气：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，A错误；催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲酸，B错误；由分析，阳离子交换膜有1种离子通过，C错误；由分析，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D正确。
D
2.(2025·黑龙江牡丹江高二期末)关于如图所示的装置的说法正确的是( )
A.A池、C池是原电池，B池是电解池
B.A池、B池、C池都是原电池
C.A池、B池是原电池，C池是电解池
D.A池是原电池，B池是电解池，C池是电镀池
解析 A池中存在自发的氧化还原反应，能将化学能转化为电能，所以A池应为原电池，则B池、C池均为电解池。其中C池中Cu作阴极，Ag作阳极，可实现在Cu表面镀银，C池也可视为电镀池，故D正确。
3.一种高压可充电碱—酸—Zn—PbO2混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(减少参加电极反应的离子迁移更有利于放电)，该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法正确的是( )
D
C
4.(2025·宁夏、陕西、山西、青海八省联考卷)为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是( )
A.电路中电子的流向随着电极互换而改变
B.电极2上发生的反应为Ag－e－===Ag＋
C.理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
D.理论上，电路通过1 mol电子时，有 0.5 mol Li＋富集在右侧电解液中
解析 为从海水中提取锂，电极1的电极反应式为FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4，则电极1为阴极，则电极2为阳极，电极3为阴极，电极4为阳极，在电极4上发生氧化反应：LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，实现了锂的提取。保持电源正负极不变，则电子流向不变，故A错误；由分析可知，电极2为阳极，海水中有Cl－，则电极2的电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，故B错误；由分析可知，通过相同电量，电极1上附着的Li＋的量和电极4上失去的Li＋的量相等，所以理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变，故C正确；根据电子守恒，电路中各处的电量相等，所以理论上，电路通过 1 mol电子时，有1 mol Li＋ 富集在右侧电解液中，故D错误。
B
5.(2025·山东济南高二期末)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置。下列说法正确的是( )
A.电势：Co电极>石墨电极
B.外电路每通过1 mol电子，Ⅲ室溶液质量理论上减少65 g
C.移除阳离子交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D.电解过程中，Ⅱ室盐酸浓度变小
解析 由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳
极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，
B
6.(2023·广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋ 和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( )
A.电解总反应：KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋
KOH
B.每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有 9 mol 的H2O解离
C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
