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,微,专题大素养,12,应用,广泛的新型化学电源,随着,全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，应用广泛的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。,高考中的新型化学电源，一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量,(,单位质量释放的能量,),高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大，因此许多考生感觉难度大。但应用的解题原理仍然还是原电池的基础知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。,一、新型电源中的,“,交换膜,”,例,1,科学家设计出质子膜,H,2,S,燃料电池，实现了,利用,H,2,S,废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜,H,2,S,燃料,电,池,的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是,(,),A,电极,a,为电池的负极,B,电极,b,上发生的电极反应为,O,2,4H,4e,=,=2H,2,O,C.,电路中每流过,4 mol,电子，在正极消耗,44.8 L H,2,S,D,每,17 g H,2,S,参与反应，有,1 mol H,经质子膜进入正极区,答案：,C,解析,：,电极,a,上,H,2,S,转化为,S,2,，发生氧化反应，则电极,a,为电池的负极，,A,项正确；电极,b,上,O,2,转化为,H,2,O,，电极反应式为,O,2,4H,4e,=,=2H,2,O,，,B,项正确；负极反应式为,2H,2,S,4e,=,=S,2,4H,，电路中每流过,4 mol,电子，在负极消耗,2 mol H,2,S,，而不是正极，且题中未指明,H,2,S,所处的状态，,C,项错误；根据,2H,2,S,4e,=,=S,2,4H,知，,17 g,（,0.5 mol,）,H,2,S,参与反应，生成,1 mol H,经质子膜进入正极区，,D,项正确。,练,1,我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。,下列叙述不正确的是,(,),A,放电时，,a,电极反应为,I,2,Br,2e,=,=2I,Br,B,放电时，溶液中离子的数目增大,C,充电时，,b,电极每增重,0.65 g,，溶液中有,0.02 mol I,被氧化,D,充电时，,a,电极接外电源负极,答案：,D,解析：,由工作原理示意图中,Zn,2,迁移的方向可判断放电时,a,为正极，,b,为负极。放电时，,a,极得到电子，发生还原反应，使溶液中离子数目增大，,A,、,B,项正确；充电时，,a,极接外接电源的正极，,D,项错误；充电时，,b,极为阴极，电极反应式为,Zn,2,2e,=,=Zn,，每增重,0.65 g,，转移,0.02 mol,电子，,a,极为阳极，电极反应式为,2I,Br,2e,=,=I,2,Br,，转移,0.02 mol,电子，有,0.02 mol I,被氧化，,C,项正确。,练,2,我国科技工作者首次提出一种新型的,Li,电池，该电池正极为含有,I,、,Li,的水溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为,LiNO,3,溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示,。,下列有关判断正确的是,(,),A,甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图,B,放电时，液态电解质溶液的颜色加深,C,充电时，,Li,穿过隔膜从右侧移向左侧,D,放电时，负极反应式为,答案：,D,解析：,“,负极为固态有机聚合物,”,，即固态有机聚合物在负极失,电,子,，电极反应式,为,，,故乙是原电池工作原理图，,A,错误、,D,正确；放电时，正极电极反应式为,2e,=,=3I,，,被还原为,I,，液态电解质溶液颜色变浅，,B,错误；充电过程为电解过程，阳离子从阳极移向阴极，即甲中,Li,从左侧移向右侧，,C,错误。,二、,“,微生物,”,燃料电池,例,2,一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中有机物可用,C,6,H,10,O,5,表示。下列有关说法不正确的是,(,),A,Cl,由中间室移向左室,B,X,气体为,CO,2,C,处理后的含,废水的,pH,降低,D,电路中每通过,4 mol,电子，,产生,标准,状况下,X,气体的体积为,22.4 L,答案：,C,解析：,该电池中，,N,得电子发生还原反应，则装置中右边电极是正极，电极反应为,2N,10e,12H,=,=N,2,6H,2,O,，装置左边电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应生成,X,，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳。放电时，电解质溶液中阴离子,Cl,移向负极室（左室），,A,项正确；有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，所以,X,气体为,CO,2,，,B,项正确；正极反应为,2N,10e,12H,=,=N,2,6H,2,O,，,H,参加反应导致溶液的,pH,增大，,C,项错误；根据负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应为,C,6,H,10,O,5,24e,7H,2,O,=,=6CO,2,24H,知，电路中每通过,4 mol,电子，产生标准状况下,X,气体的体积为,6,22.4,22.4,（,L,），,D,项正确。,练,3,关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：,微生物促进了电子的转移,微生物所在电极区放电时发生还原反应,放电过程中，,H,从正极区移向负极区,正极反应式为：,MnO,2,4H,2e,=,=Mn,2,2H,2,O,，正确的是,(,),A.,B,C,D,答案：,C,解析,：,在微生物作用下,C,m,（,H,2,O,）,n,转化为,CO,2,促进电子的转移，正确；,微生物在右侧，右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误；,根据电流的方向，放电过程中，,H,从负极区移向正极区，错误；,电池左侧为电池的正极区，,MnO,2,在,H,条件下发生得电子反应，所以正极反应式为：,MnO,2,4H,2e,=,=Mn,2,2H,2,O,，,正确。,三、,“,复杂原电池装置图,”,的审读,例,3,环保、安全的铝,空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是,(,),A,NaCl,的作用是增强溶液的导电性,B,正极的电极反应式为：,O,2,4e,2H,2,O,=,=4OH,C,电池工作过程中，电解质溶液的,pH,不断增大,D,用该电池做电源电解,KI,溶液制取,1 mol KIO,3,，消耗铝电极的质量为,54 g,答案：,C,解析,：,由图示可知,Al,电极为负极，电极反应式为：,Al,3e,3OH,=,=Al,（,OH,）,3,，,O,2,在正极反应：,O,2,4e,2H,2,O,=,=4OH,，总反应方程式为：,4Al,3O,2,6H,2,O,=,=4Al,（,OH,）,3,，,pH,基本不变，,A,、,B,正确，,C,项错误；,D,项，,1 mol KI,制得,1 mol KIO,3,转移,6 mol,电子，消耗,2 mol Al,，即,54 g,铝，正确。,练,4,锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置,(,如图所示,),，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是,(,),A,放电时负极的电极反应式为,Zn,2e,=,=Zn,2,B,充电时电极,a,连接电源的负极,C,阳离子交换膜可阻止,Br,2,与,Zn,直接发生反应,D,放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大,答案：,B,解析：,由题知电解液为溴化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电极上发生氧化反应：,2Br,2e,=,=Br,2,，则左侧电极为阳极，充电时电极,a,连接电源的正极；充电时右侧电极上发生还原反应：,Zn,2,2e,=,=Zn,，则右侧电极为阴极，充电时电极,b,连接电源的负极，,B,选项错误。该电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应，即,Zn,2e,=,=Zn,2,，,A,选项正确。阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止,Br,2,与,Zn,直接发生反应，,C,选项正确。该电池放电时正极反应为充电时阳极反应的逆反应，即为,Br,2,2e,=,=2Br,，放电时作原电池，原电池阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子通过，即左侧电极上生成了,Br,，同时,Zn,2,不断移向左侧电极区，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，,D,选项正确。,
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