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第41 讲 新型化学电源分类突破
[复习目标] 1.熟悉常考新型化学电源的类型及考查方式。2.会分析新型化学电源的工作原
理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。
类型一 固体电解质电池
1．以硝酸盐为离子导体的Na-O2电池装置与其某一电极M 附近的反应机理如图所示。下列
说法错误的是( )
A．镍电极上发生还原反应
B．M 的电极反应为4Na＋＋O2＋2NO＋2e－===4NaNO2
C．Na2O 是该过程中的中间产物
D．固体电解质能起到隔绝空气的作用
2．(2023·四川乐山高三统考)固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机
物，一种以RbAg4I5晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示，固体电解质内迁移
的离子为Ag＋，氧气流通过该传感器时，O2可以透过聚四氟乙烯膜进入体系，通过电位计
的变化可知O2的含量。下列说法正确的是( )
A．银电极为正极，多孔石墨电极为负极
B．O2透过聚四氟乙烯膜后与AlI3反应生成I2
C．银电极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag
D．当传感器内迁移2 mol Ag＋时，有标准状况下22.4 L O2参与反应
类型二 打破思维定势的浓差电池
3．(2023·山东，11 改编)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如
图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。
下列说法正确的是( )
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A．甲室Cu 电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋
D．NH3扩散到乙室不会对电池电动势产生影响
4．(2022·浙江1 月选考，21)pH 计是一种采用原电池原理测量溶液pH 的仪器。如图所示，
以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl 溶液，并插入Ag-AgCl 电极)和另一
Ag-AgCl 电极插入待测溶液中组成电池，pH 与电池的电动势E 存在关系：pH＝。下列说法
正确的是( )
A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(0.1
mol·L－1)
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
(1)浓差电池是仅由一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池。电池内部，当某种
电解质离子或分子浓度越大时，其氧化性或还原性越强。
(2)“浓差电池”的分析方法
浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离
子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阳离子移向正极区域、阴离子移向负极区域判断
电池的正、负极，这是解题的关键。
类型三 基于废物利用的微生物燃料电池
5．利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列有关
说法正确的是( )
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A．X 电极是负极
B．Y 电极上的反应式：Cmn－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋
C．H＋由左向右移动
D．有1 mol CO2生成时，消耗1 mol MnO2
6．(2020·山东，10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废
水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl 溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置
处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋
B．隔膜1 为阳离子交换膜，隔膜2 为阴离子交换膜
C．当电路中转移1 mol 电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
类型四 太阳能转化电池
7．我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解H2S 研究中获得新进展，相关装置如图所
示。下列说法不正确的是( )
A．该装置的总反应为H2S=====H2＋S
B．能量转化方式主要为“光能→电能→化学能”
C．a 极上发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋
D．a 极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
8．(2023·山东临沂一模)一种光照充电电池结构如图所示，充电时TiO2光辅助电极受光激发
产生电子和空穴，在空穴作用下NaI 转化为NaI3。下列说法正确的是( )
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A．充电过程中，光能最终转化为电能
B．充电效率只与光照产生的电子量有关
C．放电时，电极M 为正极，电极反应为S＋6e－===4S2－
D．放电时N 电极室增加2 mol 离子，理论上外电路转移1 mol 电子
类型五 液流储能电池
9．(2022·辽宁，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )
A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋
B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 mol 电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl 溶液浓度增大
复杂载体电极反应分析的一般思路
在二次电池中，复杂的电极反应物和产物多为难溶物质，附着在导电的惰性材料上用作电极。
分析电极组成时，常把惰性物质元素的化合价看成0 价，仅起导电作用，不参与电极反应。
例如：充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－。MH 看成是M 吸附H，
其中M 看成0 价，反应H(＋1)得到电子还原成(0 价)H，而不是MH以简化问题。由于石墨烯
具有稳定、导电性好和比表面积大的优点，常用作气体吸附或离子电池的载体电极。用载体
电极分析的事例比较常见，例如某锂离子电池的总反应为LixC＋Li1 －xCoO2C＋
LiCoO2，LixC 中的C 也可以看成载体电极，反应前后元素化合价都为0 价。用载体电极的
思想分析反应，常可以使复习问题简单化，如：3LiFePO4＋Li4Ti5O12Li7Ti5O12＋
3FePO4，把FePO4、Li4Ti5O12分别看成一个整体A、B 分析：3LiA＋BLi3B＋3A。
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