2019年高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化专项突破十二新型化学电源试题的解题方略学案鲁科版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 (十二 )新型化学电源试题的解题方略 (对应学生用书第 127页 ) 要点归纳 1背景介绍 近几年的高考题中的新型化学电源，有 “ 氢镍电池 ”“ 高铁电池 ”“ 锌锰碱性电池 ”“ 海洋电池 ”“ 燃料电池 ”“ 锂离子电池 ”“ 银锌电池 ”“ 纽扣电池 ” 等，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。虽然该类试题题材新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，主要考查的是学生迁移应用的能力。只要细心分析，实际上得分相对比较容易。 2命题分析 命题人常常根据新型化学

2、电池的装置特点，以新介质、新燃料、轻金属为背景，涉及下列命题角度。 (1)电极的判断及其电极反应式的书写或判断。 (2)两极产物及两极反应类型的判断。 (3)两极附近溶液的 pH变化或计算。 (4)电子、电流、离子移动方向，交换膜的判断。 (5)电子守恒的相关计算。 3新型化学电源示例分析 (1)(2016 全国 卷 )MgAgCl电池 (海水为电解质溶液 )。 负极反应式： Mg 2e =Mg2 ； 正极反应式： 2AgCl 2e =2Ag 2Cl ； 总反应式： Mg 2AgCl=2Ag MgCl2。 (2)(2015 全国 卷 )微生物电池如图 所示 负极反应式： C6H12O6 24e

3、 6H2O=6CO2 24H ； 正极反应式： 6O2 24e 24H =12H2O。 (3)镍氢电池 (KOH 溶液 )： NiOOH MH 放电充电 Ni(OH)2 M 【 精品教育资源文库 】 负极反应式： MH e OH =M H2O； 正极反应式： NiOOH e H2O=Ni(OH)2 OH 。 (4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。总反应 式为 PbSO4 2LiCl Ca=CaCl2Li2SO4 Pb。 负极反应式： Ca 2e 2Cl =CaCl2； 正极反应式： PbSO4 2e =SO24 Pb。 (5)高铁电池 (KOH 溶液 )总反应式为 3Zn 2K2FeO4

4、 8H2O 放电充电 3Zn(OH)2 2Fe(OH)3 4KOH。 负极反应式： 3Zn 6e 6OH =3Zn(OH)2； 正极反应式： 2FeO24 6e 8H2O=2Fe(OH)3 10OH 。 (6)锂离子电池总反应式为 xLi Li1 xMn2O4 放电充电 LiMn2O4。 负极反应式： xLi xe =xLi ； 正极反应式： Li1 xMn2O4 xe xLi =LiMn2O4。 典例导航 (2017 全国 卷 )全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为 16Li xS8=8Li2Sx(2 x8) 。下列说法错

5、误的是 ( ) 【导学号： 95160174】 A电池工作时，正极可发生反应： 2Li2S6 2Li 2e =3Li2S4 B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol电子，负极材料减重 0.14 g C石墨烯的作用主要是提高电极 a的导电性 D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多 审题指导 (1)16Li xS8=8Li2Sx(2 x8) ? Li作负极，电极反应式为 16Li 16e =16Li S8作正极，电极反应式为 xS8 16e 16Li =8Li2Sx ?放电时 电极 a作正极，放电时间越长， Li2Sx中 x越小 【 精品教育资源文库 】 ?充电时 电极 a作阳极，充

6、电时间越长， Li2Sx中 x越大 (2)负极 Li生成 Li 移向正极，减重 0.02 mol1 7 gmol 1 0.14 g 【答案】 D (1)放电时负极反应式为 _， 正极反应式 (当 x 6时 )为 _， 放电过程中 Li2S8 Li 2S6的正极反应式为 _ _。 (2)充电时，阳极反应式 (Li2S2 Li 2S4)_ _。 【答案】 (1)Li e =Li 6S8 16e 16Li =8Li2S6 3Li2S8 2e 2Li =4Li2S6 (2)2Li2S2 2e =Li2S4 2Li 对点训练 1 (2018 厦门模拟 )一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确

7、的是 ( ) 【导学号： 95160175】 A a电极发生还原反应，作电池的正极 B b电极反应式为 2NO3 10e 12H =N2 6H2O C H 由右室通过质子交换膜进入左室 D标准状况下，电路中产生 6 mol CO2同时产生 22.4 L的 N2 B A项，在该燃料电池中 通入燃料的电极为负极，故电极 a为负极，电极 b为正极，a电极发生氧化反应，错误； B项， b电极为正极，发生还原反应，反应式为 2NO3 10e 12H =N2 6H2O，正确； C项，溶液中 H 由负极移向正极，即由左室通过质子交换膜进入右室，错误； D项，不能确定有机物中碳元素的化合价，则不能计算转移的电

8、子数，也不能通过二氧化碳计算氮气的体积，错误。 2 (2018 石家庄联考 )某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应式为 Li1 xCoO2 LixC6=LiCoO2 C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A放电时， Co元素的化合价升高 B放电时，正极的电极反应式为 Li1 xCoO2 xe xLi =LiCoO2 C充电时， Li 在电解液中由阳极向阴极迁移 D充电时，阴极的电极反应式为 C6 xLi xe =LixC6 A 由放电时电池的总反应式可知，放电时 Co 元素的化合价降低， A 项错误；放电时正极的电极反应式为 L

9、i1 xCoO2 xe xLi =LiCoO2， B 项正确；充电时阳离子由阳极向阴极迁移， C项正确；充电时阴 极反应与放电时负极反应互为逆反应，阴极反应式为 C6 xLi xe =LixC6， D项正确。 3大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池 (Ni-MH 电池 )正极板材料为 NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的是 ( ) A放电电池内部 H 向负极移动 B充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连 C充电时阳极反应式为 Ni(OH)2 OH e =NiOOH H2O D放电时负极的电极反应式为 MHn ne =M nH C A 项，根据原电池工作

10、原理，阳 离子向正极移动，错误； B 项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误； C项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式： NiOOH H2O e =Ni(OH)2 OH ，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式： Ni(OH)2 OH e =NiOOH H2O，正确；D项，该电池的环境是碱性环境，不能有大量 H 存在，电极反应式： MHn nOH ne =MnH2O，错误。 4 (2018 黑龙江五校联考 )斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队 发明了一种 “ 一分钟充满电 ” 的新型铝离子电池。该电池的电极材料为铝和 Cn

11、AlCl4(Cn 为石墨 )，有机物阳离子和 AlCl4 组成离子液体，电池放电时，在负极附近形成 Al2Cl7 。充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。下列说法不正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A放电时，铝为电池负极，电极反应式为 Al 3e =Al3 B放电时，负极材料和正极材料质量均减少 C充电和放电过程中，有机物阳离子移动方向相反 D充电时，阳极的电极反应式为 AlCl4 Cn e =CnAlCl4 A 选项 A，题目信息提示，负极形成 Al2Cl7 ，故电极反应式为 Al 7AlCl4 3e =4Al2Cl7 ，错误。选项 B，放电时， Al溶解，负极质量减少，正极反应式为 CnAlCl4 e =AlCl4 Cn，质量也减少，正确。选项 C，放电时，阳离子从负极移向正极，充电时，阳离子从阳极移向阴极，正确。选项 D，充电时，电池的阳极发生氧化反应，正确。