专题五 化学反应与能量变化 章末能力整合五 一、 有关电化学装置的分析 二、 浓差电池 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”，依据阴离子移向负极区域，阳离子移向正极区域判断电池的正、负极，这是解题的关键。 三、 微生物燃料电池 微生物燃料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(如氧气)在正极得到电子被还原。 四、 锂电池与锂离子电池 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。工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋，负极反应均为Li－e－===Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。 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”原理；在两极形成的电势差的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的空间中“嵌入”或“脱嵌”。 (2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－===C6＋xLi＋。 (3)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、LiCoO2、LiMn2O4等。 五、 物质循环转化型电池 根据物质转化中，注意电极反应与电极区反应，元素化合价的变化或离子的移动(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，是分析该电池的关键。 类型1 浓差电池 1. 由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池，当两极室离子浓度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示，下列说法中不正确的是( ) A. 该电池的隔膜为阳离子交换膜 B. 铜电极Ⅱ上发生氧化反应 C. 该电池工作时，化学能主要转化为电能 D. 电池工作一段时间后，右极室CuSO4浓度增大 2. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为1 L 1 mol·L－1 AgNO3溶液；溶液B为1 L 4 mol·L－1 AgNO3溶液)。下列说法错误的是( ) A. 电池放电过程中Ag(2)为正极 B. b电极为电解池阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C. c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜 D. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可新生成80 g NaOH 3. (2025·延安高三一模)利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀的机理如图所示。下列说法正确的是( ) A. 金属缝隙内表面为正极，外自由表面为负极 B. 缝隙内溶液的pH增大，加快了缝隙内的腐蚀速率 C. 为了维持电中性，海水中大量的Cl－进入缝隙 D. 正极的电极反应式为O2＋2H2O－4e－===4OH－ 类型2 微生物燃料电池 4. (2024·扬州中学一模)利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是( ) A. 该电池能在高温下工作 B. 该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极 C. A电极是负极，电极反应式为－2e－=== ＋2H＋ D. 电池工作过程中，H＋从右室透过质子交换膜移动到左室 5. 水体中氨氮含量过高会造成水体富营养化。利用微生物燃料电池可以对废水中氨氮进行处理的装置如图，两极材料均为石墨棒， ... ...
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