2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專(zhuān)題45 蓄電池講解

2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專(zhuān)題45 蓄電池講解 一、高考題再現(xiàn) 6．（2018課標(biāo)Ⅱ）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. 放電時(shí)，ClO4－向負(fù)極移動(dòng) B. 充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2 C. 放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2+4e? ＝2CO32－+C D. 充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na++e?＝Na 【答案】D 二、考點(diǎn)突破 1、鎳氫電池 典例1（2018年貴州省普高等學(xué)校招生適應(yīng)性考試）第三代混合動(dòng)力車(chē)目前一般使用鎳氫電池(M表示儲(chǔ)氫合金；汽車(chē)在剎車(chē)或下坡時(shí)，電池處于充電狀態(tài))。鎳氫電池充放電原理的示意圖如下： 其總反應(yīng)式為。根據(jù)所給信息判斷，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A． 混合動(dòng)力汽車(chē)上坡或加速時(shí)，乙電極的電極反應(yīng)式為：NiOOH+H2O+eˉ==Ni(OH)2+OHˉ B． 混合動(dòng)力汽車(chē)上坡或加速時(shí)，電解液中OHˉ向甲電極移動(dòng) C． 混合動(dòng)力汽車(chē)下坡或剎車(chē)時(shí)，甲電極周?chē)芤旱膒H減小 D． 混合動(dòng)力汽車(chē)下坡或剎車(chē)時(shí)，電流的方向?yàn)椋杭纂姌O→發(fā)動(dòng)機(jī)→乙電極 【答案】C B正確；C和D相當(dāng)于電解池。此時(shí)甲是陰極，乙是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式分別為2H 2 O +2e - = H 2+2OH - 、2Ni(OH) 2 +2OH - －2e - ＝2NiOOH+2H 2 O；C、混合動(dòng)力汽車(chē)下坡或剎車(chē)時(shí)，甲電極周?chē)芤旱膒H增大，C錯(cuò)誤；D、混合動(dòng)力汽車(chē)下坡或剎車(chē)時(shí)，電流的方向?yàn)椋宏帢O到陽(yáng)極，即為：甲電極→發(fā)動(dòng)機(jī)→乙電極，D正確。 2、鈉-氯化鎳電池 63．（2018屆北京市門(mén)頭溝區(qū)高三5月綜合練習(xí)二）鈉-氯化鎳電池以 β-Al2O3(Al2O3?x Na2O)作為固體電解質(zhì)構(gòu)成的一種新型電池(2Na+NiCl2Ni+2NaCl ), 其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是 A． 放電時(shí) NaCl在熔融電解質(zhì)中生成 B． 充電時(shí)陰極反應(yīng): Na+ + e- ═ Na C． 氯離子通過(guò)β-Al2O3(s)在兩電極間移動(dòng) D． 如果電池過(guò)度放電, AlCl4-可能被還原 【答案】C 【解析】鈉離子向正極移動(dòng)、氯離子向負(fù)極移動(dòng)，所以放電時(shí) NaCl在熔融電解質(zhì)中生成，A正確；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)陰極反應(yīng): Na+ + e- ═ Na，B正確；氯離子通過(guò)β-Al2O3(s)向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；如果電池過(guò)度放電, AlCl4-可能被還原為Al，D正確。 3、鋰電池 典例3（2018屆湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)高考押題卷三）在新型儲(chǔ)能體系，可充電鋰二氧化碳電池被稱(chēng)為“可呼吸電池2.0”,該電池的總反應(yīng)式為:Li+CO2+O2Li2CO3(未配平).其工作原理如下圖所示(放電時(shí)產(chǎn)生的碳酸鋰固體儲(chǔ)存于碳納米管中,TEGDME是一種有機(jī)溶劑)。下列說(shuō)法中正確的是 A． 放電時(shí),CO2發(fā)生還原反應(yīng) B． 若有1.12L.CO2參與反應(yīng),則有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 C． 放電時(shí)，Li+從右向左移動(dòng) D． 充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+ 【答案】D 4、鋁-石墨雙離子電池 典例4（2018屆天津市十二重點(diǎn)中學(xué)高三下學(xué)期畢業(yè)班聯(lián)考二）鋁-石墨雙離子電池是一種高效電池。原理為：AlLi + Cx(PF6) Al+xC+Li++PF6-,電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A． 放電時(shí)外電路中電子向鋁鋰電極移動(dòng) B． 放電時(shí)正極反應(yīng)為Cx(PF6)+e-= xC+ PF6- C． 充電時(shí)，鋁石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng) D． 以此電池為電源，電解NaCl飽和溶液，當(dāng)生成11.2LH2時(shí)，電池負(fù)極質(zhì)量減少7g 【答案】B 5、液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池 典例5（2018屆安徽省馬鞍山市高三第二次教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)）2009年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的唐納德·撒多維教授領(lǐng)導(dǎo)的小組研制出一種鎂一銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池。該電池工作溫度為700攝氏度，其工作原理如圖所示: 該電池所用液體密度不同，在重力作用下分為三層，充放電時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說(shuō)法正確的是 A． 該電池放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Mg2+-2e-=Mg B． 該電池放電時(shí)，Mg(液)層生成MgCl2，質(zhì)量變大 C． 該電池充電時(shí)，Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應(yīng) D． 該電池充電時(shí)，熔融鹽中的Cl-進(jìn)入Mg-Sb(液)層 【答案】C 【解析】試題分析：由圖中電子的流向可知，Mg為負(fù)極。因?yàn)槭莾?chǔ)能電池，所以該電池可以放電也可以由此充電。放電時(shí)鎂被氧化為鎂離子，所以充電時(shí)，鎂離子被還原為鎂。A. 該電池放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Mg2++2e-=Mg，A不正確；B. 該電池放電時(shí)，Mg(液)層生成Mg2+進(jìn)入熔融鹽中，質(zhì)量變小，B不正確；C. 該電池充電時(shí)，Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；D. 該電池充電時(shí)，熔融鹽中的Cl-不進(jìn)入Mg-Sb(液)層，而是Mg2+進(jìn)入熔融鹽中，D不正確。 6、釩電池 典例6（2018屆重慶市南開(kāi)中學(xué)高三上學(xué)期期中考試）據(jù)報(bào)道，我國(guó)釩電池研究獲得重大突破，未來(lái)十年市場(chǎng)有望突破1000億美元。某釩電池反應(yīng)為2VCl2+BrCl2— 2VCl3+Br—，電極均為惰性材料，儲(chǔ)液罐里存有反應(yīng)物和酸性電解質(zhì)溶液，模擬裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A． 放電時(shí)，I極的電極反應(yīng)式為VCl2—e—+Cl—= VCl3 B． 放電時(shí)，H+由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移 C． 充電時(shí)，I極與電源負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng) D． 充電時(shí)，Ⅱ極的電極反應(yīng)式為2Cl—+Br——2e—= BrCl2— 【答案】B