2026年人教版高考化学一轮复习课件 第六章 微专题14 新型化学电源

这是一份2026年人教版高考化学一轮复习课件 第六章 微专题14 新型化学电源，共28页。
一、锂电池与锂离子二次电池1.锂电池锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。工作时负极上金属锂失去电子被氧化为Li+,生成的Li+经过非水电解质溶液定向移动到正极。
2.锂离子二次电池(1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理,替代了传统的“氧化—还原”反应原理;在两极形成的电压降的驱动下,Li+可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。(2)锂离子电池的正极材料一般为含Li+的化合物,目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCO2、Li2Mn2O4等。
[典例1] (2021·浙江6月选考,22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示,电极A为非晶硅薄膜,充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中;电极B为LiCO2薄膜;集流体起导电作用。下列说法不正确的是(　　)
二、微生物电池微生物电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室厌氧环境下,有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子,电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递,并通过外电路传递到正极形成电流,而质子通过质子交换膜传递到正极,氧化剂(一般为氧气)在正极得到电子被还原与质子结合成水。
[典例4] 如图是利用微生物将废水中的乙二胺 [H2N(CH2)2NH2] 氧化为环境友好物质而制作的化学电源,可给二次电池充电。下列说法正确的是(　　)
[B] 充电时二次电池的正极应与M极相连[C] H+通过质子交换膜由N极向M极移动[D] 若N极消耗了标准状况下2.24 L O2,则有0.4 ml电子从N极流向M极
[典例5] 某大学在光催化应用研究中取得重大进展。某光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示:已知:电极a在光激发条件下会产生电子(e-)—空穴(h+)。下列说法错误的是(　　)[A] 电极电势:电极a>电极b[B] 光激发时,光生电子会与O2结合,光生空穴会与电极b产生的电子结合
[典例6] 沉积物—微生物燃料电池可处理含硫废水,其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)[A] 碳棒b为该微生物电池的正极
[C] 电流方向:碳棒b→电阻→碳棒a→含水沉积物→碳棒b[D] 氧气的含量、光照强度会影响电池的功率
三、液流电池液流电池是利用正、负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。它通过正、负极电解质溶液活性物质发生可逆氧化还原反应(即价态的可逆变化)实现电能和化学能的相互转化。充电时,阳极(正极)发生氧化反应使活性物质价态升高,阴极(负极)发生还原反应使活性物质价态降低。
[典例7] 锌铁液流电池由于安全、稳定、电解质溶液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一。以[Zn(OH)4]2-/Zn和 [Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图如图所示。已知:聚苯并咪唑(PBI)膜允许OH-通过。
[典例8] 目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如图所示,放电时电子由N极沿导线向M极移动,电解质溶液含硫酸。下列说法正确的是(　　)[A] 基态钒原子的价层电子排布式为4s2[B] 放电时H+由N极经离子交换膜向M极移动[C] 充电时V2+被氧化为V3+
四、浓差电池浓差电池是电化学电池的一种,其电动势取决于物质的浓度差,是由于一种物质从高浓度状态向低浓度状态转移而产生的。浓差电池一般分为溶液浓差电池和电极浓差电池。
[B] 玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化[C] 分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH[D] pH计工作时,电能转化为化学能
[典例10] (2024·河北张家口模拟)利用同种气体在两极浓度不同而产生电势差可设计成气体浓差电池,利用浓差电池可测定混合气体中某气体含量。实验室通过氧气浓差电池测定空气中氧气含量的工作原理如图所示,其中在参比电极上通入纯氧气,测量电极上通入空气。下列说法错误的是(　　)[A] 熔融ZrO2、CaO混合物可用于传递O2-[B] 工作时,电子由测量电极经外电路流向参比电极[C] 工作时,用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确[D] 相同压强下,电势差越大,空气中氧气含量越高
【解析】 参比电极通入的是纯氧气,浓度大,氧化性更强,作正极,氧气得电子转化为O2-,负极O2-失电子生成氧气,电子由负极经外电路流向正极,熔融金属氧化物电离出的氧离子向负极定向移动可用于传递O2-,A正确;电子由负极经外电路流向正极,故工作时,电子由测量电极经外电路流向参比电极,B正确;由工作原理知,负极氧离子失去电子发生氧化反应会生成氧气,混合气体中氧气浓度增大,故用初期读数计算所得空气中氧气含量更准确,C正确;两极氧气浓度差越大,两极电势差越大,则相同压强下,电势差越大,空气中氧气含量越低,D错误。