高考化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí) 第六章 第2講 原電池 化學(xué)電源課件 新人教版.ppt

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第2講原電池化學(xué)電源 考點(diǎn)突破題型透析 學(xué)科素養(yǎng)技能提升 考點(diǎn)二化學(xué)電源 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 考綱要求 第六章化學(xué)反應(yīng)與能量 考點(diǎn)三原電池原理的應(yīng)用 備選素材 考綱要求 1 了解原電池的工作原理 能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式 2 了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 知識(shí)梳理思維深化 1 概念把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置 2 工作原理以鋅銅原電池為例 化學(xué) 電 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 鋅片 銅片 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) Cu 正 負(fù) 3 原電池的構(gòu)成條件 1 一看反應(yīng) 看是否有能 的氧化還原反應(yīng)發(fā)生 一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng) 2 二看兩電極 一般是活潑性不同的兩電極 3 三看是否形成閉合回路 形成閉合回路需三個(gè)條件 電解質(zhì)溶液 兩電極直接或間接接觸 兩電極插入電解質(zhì)溶液 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 自發(fā)進(jìn)行 1 正誤判斷 1 所有的氧化還原反應(yīng)都能設(shè)計(jì)成原電池 2 只有金屬才能做原電池的電極 3 原電池的兩極中較活潑的金屬一定為負(fù)極 4 鋅銅原電池工作時(shí) 外電路電子由負(fù)極流向正極 5 在原電池中 電子流出的一極是負(fù)極 被還原 6 原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能 提示 1 2 3 4 5 6 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 2 下列裝置可以形成原電池的是 并寫出形成原電池的電極材料及電極反應(yīng)式 正極 負(fù)極 提示 B銀片 2Ag 2e 2Ag銅片 Cu 2e Cu2 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 3 鹽橋電池的構(gòu)成有什么特點(diǎn) 提示 1 一般情況下 金屬插入其可溶性鹽溶液中 組成負(fù)極和正極 2 為使溶液保持電中性 鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路 3 鹽橋電池的兩個(gè)電極材料可以不同 也可以相同 但環(huán)境絕對(duì)不同 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 4 鹽橋有什么作用 提示 1 使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路 代替兩溶液直接接觸 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)一原電池及其工作原理 1 有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是 A CaO H2O Ca OH 2 可以放出大量的熱 故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池 把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B 某原電池反應(yīng)為Cu 2AgNO3 Cu NO3 2 2Ag 裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C 原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成D 理論上說(shuō) 任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池 CaO H2O Ca OH 2不是氧化還原反應(yīng) KCl和AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生 作電極的不一定是金屬 如石墨棒也可作電極 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一原電池原理的考查 解析 答案 D 2 下圖為一原電池裝置 下列敘述中正確的是 A 銅離子在銅片表面被還原B 鹽橋中的K 移向ZnSO4溶液C 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D 銅是陽(yáng)極 銅片上有氣泡產(chǎn)生 該原電池裝置中Zn片作負(fù)極 Zn 2e Zn2 Cu作正極 Cu2 2e Cu 鹽橋中的K 移向正極 Cl 移向負(fù)極 電子從Zn片流向Cu片 電流從Cu片流向Zn片 解析 答案 圖顯 隱 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一原電池原理的考查 A 3 將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合 下列判斷正確的是 A Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B 電子沿Zn a b Cu路徑流動(dòng)D 片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色 A項(xiàng) Zn作原電池的負(fù)極 Cu作原電池的正極 Cu電極發(fā)生還原反應(yīng) B項(xiàng) 電子流向是負(fù)極到正極 但a b這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電 是離子導(dǎo)電 電子并沒(méi)沿此路徑流動(dòng) C項(xiàng) 硫酸根離子濃度基本保持不變 D項(xiàng) 濾紙a點(diǎn)是陰極 氫離子放電 溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度 顯堿性 試紙變紅色 解析 答案 圖顯 隱 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一原電池原理的考查 A 規(guī)避原電池工作原理的4個(gè)易失分點(diǎn) 1 只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能通過(guò)設(shè)計(jì)成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 2 電解質(zhì)溶液中陰 陽(yáng)離子的定向移動(dòng) 與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路 3 無(wú)論在原電池還是在電解池中 電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液 4 原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù) 題組設(shè)計(jì)思維建模 4 分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置 其中結(jié)論正確的是 A 中Mg作負(fù)極 中Fe作負(fù)極B 中Mg作正極 電極反應(yīng)式為6H2O 6e 6OH 3H2 C 中Fe作負(fù)極 電極反應(yīng)式為Fe 2e Fe2 D 中Cu作正極 電極反應(yīng)式為2H 2e H2 解析 答案 題組二原電池正 負(fù)極判斷 題組設(shè)計(jì)思維建模 圖顯 隱 B 5 原電池正 負(fù)電極的極性不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān) 也與電解質(zhì)溶液有關(guān) 下列由不同材料組成的原電池 電極反應(yīng)正確的是 A 由Fe Cu與稀硫酸組成的原電池 其負(fù)極反應(yīng)式為Fe 3e Fe3 B 由Al Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池 其負(fù)極反應(yīng)式為Mg 2e 2OH Mg OH 2C 由Pb Cu與氯化鐵溶液組成的原電池 其正極反應(yīng)式為Cu 2e Cu2 D 由Al Cu與濃硝酸組成的原電池 其負(fù)極反應(yīng)式為Cu 2e Cu2 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二原電池正 負(fù)極判斷 D 1 原電池正 負(fù)極判斷方法 題組設(shè)計(jì)思維建模 2 原電池正負(fù)極判斷的注意點(diǎn) 1 原電池正 負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 如果給出一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式判斷正 負(fù)極 可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來(lái)判斷 發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極 發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極 2 判斷電極時(shí) 不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活潑來(lái)判斷 要看反應(yīng)的具體情況 如 a Al在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子 Al作負(fù)極 Mg作正極 b Fe Al在濃HNO3中鈍化后 比Cu等金屬更難失電子 Cu等金屬作負(fù)極 Fe Al作正極 題組設(shè)計(jì)思維建模 6 2015 安徽無(wú)為中學(xué)模擬 控制合適的條件 將反應(yīng)2Fe3 2I 2Fe2 I2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池 下列判斷不正確的是 A 反應(yīng)開始時(shí) 乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 反應(yīng)開始時(shí) 甲中石墨電極上Fe3 被還原C 電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí) 反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D 電流計(jì)讀數(shù)為零后 在甲中溶入FeCl2固體 乙中的石墨電極為負(fù)極 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組三原電池與化學(xué)平衡的移動(dòng) 解析 答案 圖顯 隱 D 由圖示結(jié)合原電池原理分析可知 Fe3 得電子變成Fe2 被還原 I 失去電子變成I2被氧化 所以A B正確 電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)Fe3 得電子速率等于Fe2 失電子速率 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) D項(xiàng)在甲中溶入FeCl2固體 平衡2Fe3 2I 2Fe2 I2向左移動(dòng) I2被還原為I 乙中石墨為正極 D不正確 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組三原電池與化學(xué)平衡的移動(dòng) 向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸 向B燒杯中逐滴加入40 NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn) 試回答下列問(wèn)題 1 兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn) 2 兩次操作過(guò)程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?試用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋之 3 操作 過(guò)程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組三原電池與化學(xué)平衡的移動(dòng) 4 操作 過(guò)程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為 5 操作 過(guò)程中 鹽橋中的K 移向 燒杯溶液 填 A 或 B 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組三原電池與化學(xué)平衡的移動(dòng) 1 2014 高考北京卷 下列電池工作時(shí) O2在正極放電的是 解析 答案 高考真題明確考向 B 2 2014 高考新課標(biāo) 卷 2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述錯(cuò)誤的是 A a為電池的正極B 電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4 Li1 xMn2O4 xLiC 放電時(shí) a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D 放電時(shí) 溶液中Li 從b向a遷移 根據(jù)題給裝置圖判斷 b電極為原電池的負(fù)極 電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i e Li a電極為原電池的正極 A正確 電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4 Li1 xMn2O4 xLi B正確 放電時(shí) a極錳的化合價(jià)發(fā)生變化 C錯(cuò)誤 放電時(shí) 溶液中Li 從b向a遷移 D正確 解析 答案 圖顯 隱 高考真題明確考向 C 3 2014 高考福建卷 某原電池裝置如圖所示 電池總反應(yīng)為2Ag Cl2 2AgCl 下列說(shuō)法正確的是 A 正極反應(yīng)為AgCl e Ag Cl B 放電時(shí) 交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應(yīng)隨之改變D 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時(shí) 交換膜左側(cè)溶液中約減少0 02mol離子 解析 答案 圖顯 隱 高考真題明確考向 D 反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的 通入氯氣的一極是正極 反應(yīng)式為Cl2 2e 2Cl A錯(cuò)誤 放電時(shí) 左側(cè)Ag是負(fù)極 負(fù)極反應(yīng)式為Ag e Ag 然后發(fā)生反應(yīng)Ag Cl AgCl 白色沉淀 B錯(cuò)誤 由于鹽酸中H 只是移動(dòng) 沒(méi)有參與反應(yīng) 故可以用氯化鈉代替 總反應(yīng)不變 C錯(cuò)誤 根據(jù)負(fù)極反應(yīng)可知 每有0 01mol電子轉(zhuǎn)移 減少0 01molCl 同時(shí)有0 01molH 通過(guò)離子交換膜進(jìn)入右側(cè) D正確 4 2013 高考江蘇卷 Mg H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器 該電池以海水為電解質(zhì)溶液 示意圖如下 該電池工作時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 A Mg電極是該電池的正極B H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C 石墨電極附近溶液的pH增大D 溶液中Cl 向正極移動(dòng) 該電池中Mg電極為負(fù)極 A項(xiàng)錯(cuò)誤 石墨電極為正極 H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)式為 H2O2 2e 2OH 電極附近溶液pH增大 B項(xiàng)錯(cuò)誤 C項(xiàng)正確 溶液中Cl 移向Mg電極 即Cl 應(yīng)向負(fù)極移動(dòng) D項(xiàng)錯(cuò)誤 解析 答案 圖顯 隱 高考真題明確考向 C 考點(diǎn)二化學(xué)電源 知識(shí)梳理思維深化 1 一次電池 堿性鋅錳干電池總反應(yīng) Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 Zn Zn 2OH 2e 碳棒 2MnO2 2H2O Zn OH 2 2e 2MnOOH 2OH 2 二次電池 以鉛蓄電池為例 1 放電時(shí)的反應(yīng) 負(fù)極 氧化反應(yīng) 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)二化學(xué)電源 正極 還原反應(yīng) 總反應(yīng) Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 2 充電時(shí)的反應(yīng) 陰極 還原反應(yīng) 陽(yáng)極 氧化反應(yīng) 總反應(yīng) 2PbSO4 s 2H2O l Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)二化學(xué)電源 3 燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池 可分為酸性和堿性兩種 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)二化學(xué)電源 2H2 4e 4H 2H2 4OH 4e 4H2O O2 4H 4e 2H2O O2 2H2O 4e 4OH 1 原電池反應(yīng)中 兩極材料本身一定發(fā)生反應(yīng)嗎 提示 不一定 如燃料電池 兩極是鉑電極 本身不參與反應(yīng) 參與反應(yīng)的是H2和O2 2 可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正負(fù)極如何連接 提示 應(yīng)將可充電電池的負(fù)極接外電源的負(fù)極 正極接外電源的正極 3 依據(jù)鉛蓄電池充 放電原理 說(shuō)明在放電時(shí)電解液中H2SO4的濃度將如何改變 提示 鉛蓄電池在放電時(shí)總反應(yīng) Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 從電池總反應(yīng)式可知 隨著電池放電 H2SO4不斷被消耗 因此 其濃度逐漸變小 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)二化學(xué)電源 4 氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí) 工作一段時(shí)間后 電解質(zhì)溶液的濃度如何變化 溶液的pH如何變化 當(dāng)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí) 又會(huì)如何變化 提示 無(wú)論以KOH溶液作電解質(zhì)溶液還是以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液 總反應(yīng)均為2H2 O2 2H2O 所以反應(yīng)一段時(shí)間后 因?yàn)橛蠬2O的生成而使電解質(zhì)溶液的濃度均降低 但KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)pH減小 H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)pH增大 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)二化學(xué)電源 1 Li Al FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池 該電池中正極的電極反應(yīng)式為 2Li FeS 2e Li2S Fe 有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中 正確的是 A Li Al在電池中作為負(fù)極材料 該材料中Li的化合價(jià)為 1價(jià)B 該電池的電池反應(yīng)式為 2Li FeS Li2S FeC 負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al 3e Al3 D 充電時(shí) 陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 Li2S Fe 2e 2Li FeS 由正極的電極反應(yīng)式知 在負(fù)極上Li失去電子被氧化 所以Li Al在電池中作為負(fù)極材料 該材料中Li的化合價(jià)為0價(jià) A錯(cuò)誤 負(fù)極的電極反應(yīng)式為 2Li 2e 2Li C錯(cuò)誤 該電池的電池反應(yīng)式為正 負(fù)電極的電極反應(yīng)式之和 2Li FeS Li2S Fe B正確 由于充電時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng) 所以陰極的電極反應(yīng)式為 2Li 2e 2Li D錯(cuò)誤 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一化學(xué)電源中電極反應(yīng)的書寫 解析 答案 B 2 研究人員最近發(fā)明了一種 水 電池 這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電 在海水中電池總反應(yīng)可表示為 5MnO2 2Ag 2NaCl Na2Mn5O10 2AgCl 下列 水 電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是 A 正極反應(yīng)式 Ag Cl e AgClB 每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子C Na 不斷向 水 電池的負(fù)極移動(dòng)D AgCl是還原產(chǎn)物 本題考查電化學(xué) 意在考查電極反應(yīng)式的書寫 電子轉(zhuǎn)移情況和溶液中離子的移動(dòng)情況 電池的正極得電子 A錯(cuò)誤 陽(yáng)離子向正極移動(dòng) C錯(cuò)誤 Ag化合價(jià)升高形成AgCl AgCl是氧化產(chǎn)物 D錯(cuò)誤 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一化學(xué)電源中電極反應(yīng)的書寫 B 加減法 書寫電極反應(yīng)式 1 先確定原電池的正負(fù)極 列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì) 并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失 2 根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理寫出電極反應(yīng)式 負(fù)極反應(yīng)負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) 注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存 若不共存 則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式 題組設(shè)計(jì)思維建模 正極反應(yīng)正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng) 當(dāng)正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2時(shí) 若電解質(zhì)溶液為中性或堿性 則水必須寫入正極反應(yīng)式中 O2生成OH 寫為O2 2H2O 4e 4OH 若電解質(zhì)溶液為酸性 則H 必須寫入正極反應(yīng)式中 O2生成水 寫為O2 4H 4e 2H2O 3 寫出電池總反應(yīng)方程式結(jié)合電子守恒將正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得到電池總反應(yīng)方程式 題組設(shè)計(jì)思維建模 3 以甲烷燃料電池為例來(lái)分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法 1 酸性條件燃料電池總反應(yīng)式 CH4 2O2 CO2 2H2O 燃料電池正極反應(yīng)式 O2 4H 4e 2H2O 2 得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式 2 堿性條件燃料電池總反應(yīng)式 CH4 2O2 2NaOH Na2CO3 3H2O 燃料電池正極反應(yīng)式 O2 2H2O 4e 4OH 2 得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式 題組二燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 題組設(shè)計(jì)思維建模 3 固體電解質(zhì) 高溫下能傳導(dǎo)O2 燃料電池總反應(yīng)式 CH4 2O2 CO2 2H2O 燃料電池正極反應(yīng)式 O2 4e 2O2 2 得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式 4 熔融碳酸鹽 如 熔融K2CO3 環(huán)境下電池總反應(yīng)式 CH4 2O2 CO2 2H2O 正極電極反應(yīng)式 O2 2CO2 4e 2 得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 4 肼 N2H4 空氣燃料電池是一種堿性燃料電池 電解質(zhì)溶液是20 30 的KOH溶液 下列說(shuō)法中 不正確的是 A 該電池放電時(shí) 通入肼的一極為負(fù)極B 電池每釋放1molN2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NAC 通入空氣的一極的電極反應(yīng)式是 O2 2H2O 4e 4OH D 電池工作一段時(shí)間后 電解質(zhì)溶液的pH將不變 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 D 圖顯 隱 該堿性燃料電池的總反應(yīng)方程式為 N2H4 O2 N2 2H2O N2H4中N化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極反應(yīng) A正確 每生成1molN2轉(zhuǎn)移電子4mol B項(xiàng)正確 堿性條件下O2放電結(jié)合水電離產(chǎn)生的H 生成OH O2 2H2O 4e 4OH C項(xiàng)正確 從總反應(yīng)可知放電過(guò)程生成H2O KOH溶液濃度降低 pH降低 D項(xiàng)錯(cuò)誤 5 2015 鄭州模擬 CO無(wú)色無(wú)味有毒 世界各國(guó)每年均有不少人因CO中毒而失去生命 一種CO分析儀的工作原理如圖所示 該裝置中電解質(zhì)為氧化釔 氧化鈉 其中O2 可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng) 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A 負(fù)極的電極反應(yīng)式為 CO O2 2e CO2B 工作時(shí)電極b作正極 O2 由電極a向電極b移動(dòng)C 工作時(shí)電子由電極a通過(guò)傳感器流向電極bD 傳感器中通過(guò)的電流越大 尾氣中CO的含量越高 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 圖顯 隱 B 根據(jù)題意可知 a電極為負(fù)極 電極反應(yīng)式為 CO O2 2e CO2 b電極為正極 電極反應(yīng)式為 O2 4e O2 總反應(yīng)為2CO O2 2CO2 工作時(shí)電子由電極a通過(guò)傳感器流向電極b O2 由電極b向電極a移動(dòng) 傳感器中通過(guò)的電流越大 說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電子越多 尾氣中CO的含量越高 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫第一步 寫出電池總反應(yīng)式 燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致 若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng) 如甲烷燃料電池 電解質(zhì)為NaOH溶液 的反應(yīng)式為 CH4 2O2 CO2 2H2O CO2 2NaOH Na2CO3 H2O 式 式得燃料電池總反應(yīng)為 CH4 2O2 2NaOH Na2CO3 3H2O 題組設(shè)計(jì)思維建模 第二步 寫出電池的正極反應(yīng)式 根據(jù)燃料電池的特點(diǎn) 一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2 電解質(zhì)溶液不同 其電極反應(yīng)有所不同 其實(shí) 我們只要熟記以下四種情況 1 酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式 O2 4H 4e 2H2O 2 堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式 O2 2H2O 4e 4OH 3 固體電解質(zhì) 高溫下能傳導(dǎo)O2 環(huán)境下電極反應(yīng)式 O2 4e 2O2 題組設(shè)計(jì)思維建模 4 熔融碳酸鹽 如 熔融K2CO3 環(huán)境下電極反應(yīng)式 O2 2CO2 4e 第三步 根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式 電池的總反應(yīng)式 電池正極反應(yīng)式 電池負(fù)極反應(yīng)式 注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí) 要約去正極的反應(yīng)物O2 題組設(shè)計(jì)思維建模 1 2014 高考大綱全國(guó)卷 右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 A 放電時(shí)正極反應(yīng)為 NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 電池的電解液可為KOH溶液C 充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為 MH OH H2O M e D MH是一類儲(chǔ)氫材料 其氫密度越大 電池的能量密度越高 高考真題明確考向 解析 答案 圖顯 隱 C 在金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 中 MH M為零價(jià) H為零價(jià) 在負(fù)極發(fā)生反應(yīng) MH OH e M H2O NiOOH在正極發(fā)生反應(yīng) NiOOH H2O e Ni OH 2 OH 電解液可為KOH溶液 A B正確 充電時(shí) 陰極反應(yīng)式為M H2O e MH OH C錯(cuò)誤 MH中氫密度越大 單位體積電池所儲(chǔ)存電量越多 即電池能量密度越高 D正確 2 2013 高考新課標(biāo) 卷 銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑 這是生成了Ag2S的緣故 根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理 在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液 再將變黑的銀器浸入該溶液中 一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去 下列說(shuō)法正確的是 A 處理過(guò)程中銀器一直保持恒重B 銀器為正極 Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C 該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al 3Ag2S 6Ag Al2S3D 黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 根據(jù)電化學(xué)原理可知 Al為負(fù)極 電極反應(yīng)為 2Al 6e 2Al3 銀器為正極 電極反應(yīng)為 3Ag2S 6e 6Ag 3S2 溶液中反應(yīng)為 2Al3 3S2 6H2O 2Al OH 3 3H2S 三反應(yīng)相加可得該過(guò)程的總反應(yīng)為 2Al 3Ag2S 6H2O 2Al OH 3 6Ag 3H2S 故B正確 C D錯(cuò)誤 銀器表面黑色的Ag2S變成了Ag 質(zhì)量必然減小 A錯(cuò)誤 解析 答案 高考真題明確考向 B 3 2013 高考課標(biāo) 卷 ZEBRA 蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示 電極材料多孔Ni NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔 下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是 A 電池反應(yīng)中有NaCl生成B 電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子C 正極反應(yīng)為 NiCl2 2e Ni 2Cl D 鈉離子通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 結(jié)合蓄電池裝置圖 利用原電池原理分析相關(guān)問(wèn)題 A項(xiàng) 在負(fù)極Na失電子生成Na 正極反應(yīng)為NiCl2 2e Ni 2Cl 故電池反應(yīng)中有NaCl生成 B項(xiàng) 電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價(jià)鎳離子 C項(xiàng) 正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)為NiCl2 2e Ni 2Cl D項(xiàng) 鈉在負(fù)極失電子 被氧化生成Na Na 通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩極間移動(dòng) 解析 答案 圖顯 隱 高考真題明確考向 B 4 2013 高考安徽卷 熱激活電池可用作火箭 導(dǎo)彈的工作電源 一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示 其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl KCl混合物受熱熔融后 電池即可瞬間輸出電能 該電池總反應(yīng)為PbSO4 2LiCl Ca CaCl2 Li2SO4 Pb 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A 正極反應(yīng)式 Ca 2Cl 2e CaCl2B 放電過(guò)程中 Li 向負(fù)極移動(dòng)C 每轉(zhuǎn)移0 1mol電子 理論上生成20 7gPbD 常溫時(shí) 在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì) 指針不偏轉(zhuǎn) 解析 答案 圖顯 隱 高考真題明確考向 仔細(xì)分析題給信息 結(jié)合原電池工作原理進(jìn)行分析判斷 A項(xiàng) 分析電池總反應(yīng) Ca在反應(yīng)中失電子 所以Ca應(yīng)作負(fù)極 PbSO4中的Pb2 得電子生成單質(zhì)鉛 所以正極反應(yīng)物應(yīng)是PbSO4 所以A項(xiàng)錯(cuò)誤 B項(xiàng) 放電過(guò)程中 負(fù)極失電子 電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極 所以正極表面聚集大量電子 能夠吸引電解質(zhì)中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 所以B項(xiàng)錯(cuò)誤 C項(xiàng) 根據(jù)方程式知 每轉(zhuǎn)移0 1mol電子 生成0 05mol鉛 其質(zhì)量為10 35g 所以C項(xiàng)錯(cuò)誤 D項(xiàng) 根據(jù)題給信息 該電池為熱激活電池 常溫下 無(wú)水LiCl KCl為固態(tài) 沒(méi)有自由移動(dòng)的離子 該裝置不能形成閉合回路 處于非工作狀態(tài) 所以沒(méi)有電流產(chǎn)生 即電流表或檢流計(jì)的指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) D 考點(diǎn)三原電池原理的應(yīng)用 知識(shí)梳理思維深化 1 比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱原電池中 一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作 而活動(dòng)性弱的金屬 或非金屬 作 2 加快化學(xué)反應(yīng)速率一個(gè) 進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率 如Zn與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí) 可向溶液中滴加少量CuSO4溶液 形成Cu Zn原電池 加快反應(yīng)進(jìn)行 3 用于金屬的防護(hù)使需要保護(hù)的金屬制品作原電池正極而受到保護(hù) 例如要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管或鋼鐵橋梁 可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連 使鋅作原電池的負(fù)極 負(fù)極 正極 自發(fā) 增大 4 設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 1 首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng) 2 根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn) 結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正 負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 如溶解于溶液中的空氣 但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行 中間連接鹽橋 則兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子 如在Cu Zn 硫酸構(gòu)成的原電池中 負(fù)極Zn浸泡在含有Zn2 的電解質(zhì)溶液中 而正極Cu浸泡在含有Cu2 的電解質(zhì)溶液中 知識(shí)梳理思維深化 考點(diǎn)三原電池原理的應(yīng)用 1 有A B C D E五塊金屬片 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) A B用導(dǎo)線相連后 同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中 A極為負(fù)極 C D用導(dǎo)線相連后 同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中 電流由D 導(dǎo)線 C A C相連后 同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中 C極產(chǎn)生大量氣泡 B D相連后 同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中 D極發(fā)生氧化反應(yīng) 用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液 E先析出 據(jù)此 判斷五種金屬的活動(dòng)性順序是 A A B C D EB A C D B EC C A B D ED B D C A E 金屬與稀H2SO4溶液組成原電池 活潑金屬為負(fù)極 失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) 較不活潑的金屬為正極 H 在正極表面得到電子生成H2 電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極 正極 電流方向則由正極 負(fù)極 在題述原電池中 A B原電池 A為負(fù)極 C D原電池 C為負(fù)極 A C原電池 A為負(fù)極 B D原電池 D為負(fù)極 E先析出 E不活潑 綜上可知 金屬活動(dòng)性 A C D B E 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一判斷金屬活動(dòng)性 解析 答案 B 2 四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池 相連時(shí) 外電路電流從 流向 相連時(shí) 為正極 相連時(shí) 上有氣泡逸出 相連時(shí) 的質(zhì)量減少 據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是 A B C D 相連時(shí) 外電路電流從 流向 說(shuō)明 為負(fù)極 相連時(shí) 為負(fù)極 相連時(shí) 上有氣泡 說(shuō)明 為負(fù)極 相連時(shí) 的質(zhì)量減少 說(shuō)明 為負(fù)極 綜上所述可知 這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序?yàn)?B正確 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組一判斷金屬活動(dòng)性 B 比較金屬活潑性的 三種方法 1 根據(jù)原電池 一般情況下 負(fù)極大于正極 2 根據(jù)電解池 易得電子的金屬陽(yáng)離子 相應(yīng)金屬的活動(dòng)性較弱 3 根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表 題組設(shè)計(jì)思維建模 3 2015 文登模擬 將鎘 Cd 浸在氯化鈷 CoCl2 溶液 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 Co2 aq Cd s Co s Cd2 aq aq表示溶液 如將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為如圖的原電池 則下列說(shuō)法一定錯(cuò)誤的是 A Cd作負(fù)極 Co作正極B 原電池工作時(shí) 電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極C 根據(jù)陰陽(yáng)相吸原理 鹽橋中的陽(yáng)離子向負(fù)極 甲池 移動(dòng)D 甲池中盛放的是CdCl2溶液 乙池中盛放的是CoCl2溶液 將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池時(shí) Cd作負(fù)極 電極反應(yīng)為Cd 2e Cd2 Co作正極 電極反應(yīng)為Co2 2e Co 鹽橋中的陽(yáng)離子向正極 乙池 移動(dòng) 解析 答案 題組二原電池的設(shè)計(jì) 題組設(shè)計(jì)思維建模 圖顯 隱 C 4 2015 合肥模擬 根據(jù)氧化還原反應(yīng) 2Ag aq Cu s Cu2 aq 2Ag s 設(shè)計(jì)的原電池如圖所示 其中鹽橋?yàn)榄傊?飽和KNO3鹽橋 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 電極X的材料是 電解質(zhì)溶液Y是 2 銀電極為電池的 極 寫出兩電極的電極反應(yīng)式 銀電極 X電極 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二原電池的設(shè)計(jì) 3 外電路中的電子是從 電極流向 電極 4 鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是 填序號(hào) 根據(jù)題給原電池反應(yīng)可知 負(fù)極材料為銅 正極材料為Ag 1 銅AgNO3溶液 2 正2Ag 2e 2AgCu 2e Cu2 3 銅 X Ag 4 B 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二原電池的設(shè)計(jì) 5 據(jù) 中國(guó)環(huán)境報(bào) 報(bào)道 由美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家洛根率領(lǐng)的一個(gè)研發(fā)小組宣布 他們研制出一種新型微生物燃料電池 不僅可以產(chǎn)生氫 作為清潔能源 也可以凈化有機(jī)廢水 這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)有望把污水處理變成一個(gè)有利可圖的產(chǎn)業(yè) 閱讀上述信息 回答下列問(wèn)題 1 洛根設(shè)計(jì)的電池裝置 一個(gè)圓柱形的樹脂玻璃密閉槽 里面裝有8條負(fù)極石墨棒 它們圍繞著一個(gè)正極棒 密閉槽中間以質(zhì)子交換膜間隔 密閉槽外部以銅線組成閉合電路 作為電子流通的路徑 工作時(shí) 只需要把污水注入反應(yīng)槽 然后細(xì)菌酶就可以將污水中的有機(jī)物分解 在此過(guò)程中釋放出電子和質(zhì)子 該過(guò)程中 釋放出的電子通過(guò) 填 溶液 或 銅線 流向 填 正極 或 負(fù)極 質(zhì)子流向 填 正極 或 負(fù)極 密閉槽中的質(zhì)子交換膜的作用是 寫出正極反應(yīng)式 提示 正極反應(yīng)有氧氣參與 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二原電池的設(shè)計(jì) 2 這種燃料電池的燃料是廢水中的有機(jī)化合物 這些有機(jī)化合物在負(fù)極附近被細(xì)菌分解 分解的產(chǎn)物除電子和質(zhì)子外還有 填序號(hào) A 二氧化碳B 氫氣C 氧氣D 氮?dú)?3 這種新型微生物燃料電池最適宜處理的廢水是 填序號(hào) A 硫酸廠廢水B 畜牧廠的廢水C 電鍍廠廢水D 生活污水 1 洛根設(shè)計(jì)的這種微生物燃料電池裝置中 膜 的作用是允許穿過(guò)特殊的離子 這種微生物燃料電池裝置的 膜 是為了讓氫離子穿過(guò) 負(fù)極附近細(xì)菌分解污水中的有機(jī)化合物 失去的電子沿外電路的導(dǎo)線到達(dá)正極 而氫離子從溶液中穿過(guò) 膜 到達(dá)正極 在正極電子 氫離子和氧氣一起生成水 2 在負(fù)極附近細(xì)菌分解氧化有機(jī)化合物 其產(chǎn)物之一是氫離子 而有機(jī)化合物中含有碳元素和氫元素 氫元素轉(zhuǎn)化為氫離子 化合價(jià)沒(méi)有變化 而碳元素的化合價(jià)應(yīng)該升高 所以產(chǎn)物中還有二氧化碳 3 這種新型微生物燃料電池的燃料 原料 是有機(jī)化合物 所以污水中必須有有機(jī)化合物 解析 答案 題組設(shè)計(jì)思維建模 題組二原電池的設(shè)計(jì) 1 銅線正極正極使質(zhì)子穿過(guò)到達(dá)正極O2 4H 4e 2H2O 2 A 3 BD 2013 高考廣東卷節(jié)選 能量之間可相互轉(zhuǎn)化 電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 設(shè)計(jì)兩種類型的原電池 探究其能量轉(zhuǎn)化效率 限選材料 ZnSO4 aq FeSO4 aq CuSO4 aq 銅片 鐵片 鋅片和導(dǎo)線 1 完成原電池甲的裝置示意圖 見圖 并作相應(yīng)標(biāo)注 要求 在同一燒杯中 電極與溶液含相同的金屬元素 2 銅片為電極之一 CuSO4 aq 為電解質(zhì)溶液 只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙 工作一段時(shí)間后 可觀察到負(fù)極 3 甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是 其原因是 高考真題明確考向 解析 圖顯 隱 1 由題給材料及用品 結(jié)合原電池的形成條件可知可以組合的原電池是 鋅銅 鋅鐵 鐵銅原電池 由圖示所給電子移動(dòng)方向可知左邊為負(fù)極 相對(duì)活潑金屬 右邊為正極 相對(duì)不活潑金屬 則組裝的原電池可以如圖所示 2 由所給的電極材料可知 當(dāng)銅片作電極時(shí) 銅片一定是正極 則負(fù)極是比銅活潑的金屬 失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 反應(yīng)的現(xiàn)象是電極逐漸溶解 3 以Zn和Cu作電極為例 如果不用鹽橋則Zn與CuSO4反應(yīng) 置換出的Cu附著在Zn表面 阻礙了Zn與CuSO4的接觸 不能提供穩(wěn)定的電流 解析 答案 高考真題明確考向 1 答案不唯一 合理即可 2 電極逐漸溶解 3 甲可以避免活潑金屬如Zn和CuSO4的接觸 從而提供穩(wěn)定電流 高考中的新型電池 有 氫鎳電池 高鐵電池 鋅 錳堿性電池 我國(guó)首創(chuàng)的 海洋電池 燃料電池 如新型細(xì)菌燃料電池 氫氧燃料電池 丁烷燃料電池 甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池 CO燃料電池 鋰離子電池 銀鋅電池 紐扣電池 等 這些電池一般具有高能環(huán)保 經(jīng)久耐用 電壓穩(wěn)定 比能量 單位質(zhì)量釋放的能量 高等特點(diǎn) 取材于這些知識(shí)點(diǎn)的試題 由于題材廣 信息新 陌生度大 所以 大多數(shù)考生對(duì)這類試題感到難 而難在何處又十分迷茫 實(shí)際上這些題目主要考查的是學(xué)生遷移應(yīng)用的能力 具體有以下幾種考查角度 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 角度一新型電池 放電 即原電池反應(yīng) 時(shí)正極 負(fù)極的判斷 知識(shí)基礎(chǔ) 在Zn Cu 稀硫酸 原電池中 較活潑的金屬材料作負(fù)極 較不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極 負(fù)極 Zn 2e Zn2 正極 2H 2e H2 解題指導(dǎo) 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 典例1 2015 哈爾濱月考 一種新型燃料電池 一極通入空氣 另一極通入丁烷氣體 電解質(zhì)是摻雜氧化釔 Y2O3 的氧化鋯 ZrO2 晶體 在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2 下列對(duì)該燃料電池說(shuō)法不正確的是 A 在熔融電解質(zhì)中 O2 移向負(fù)極B 電池的總反應(yīng)是 2C4H10 13O2 8CO2 10H2OC 通入空氣的一極是正極 電極反應(yīng)為 O2 4e 2O2 D 通入丁烷的一極是正極 電極反應(yīng)為 C4H10 26e 13O2 4CO2 5H2O 由原電池原理知陰離子移向負(fù)極 A正確 原電池反應(yīng)就是一個(gè)氧化還原反應(yīng) 只是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行 由丁烷的燃燒反應(yīng)知 該電池的總反應(yīng)為 2C4H10 13O2 8CO2 10H2O 且丁烷失電子 O2得電子 故選D 解析 答案 D 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 角度二新型電池 放電 即原電池反應(yīng) 時(shí)正極 負(fù)極上電極反應(yīng)式的書寫 知識(shí)基礎(chǔ) 鉛蓄電池 Pb PbO2 H2SO4溶液 電極反應(yīng)的書寫 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 解題指導(dǎo) 首先分析物質(zhì)得失電子的情況 然后再考慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng) 對(duì)于較為復(fù)雜的電極反應(yīng) 可以利用 總反應(yīng)式 較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式 較復(fù)雜一極電極反應(yīng)式 的方法解決 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 典例2 2015 江西八校聯(lián)考 被稱之為 軟電池 的紙質(zhì)電池 采用一個(gè)薄層紙片作為傳導(dǎo)體 在其一邊鍍鋅 而在其另一邊鍍二氧化錳 在紙內(nèi)的離子 流過(guò) 水和氧化鋅組成的電解液 電池總反應(yīng)為Zn 2MnO2 H2O ZnO 2MnOOH 下列說(shuō)法正確的是 A 該電池的正極為鋅B 該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用C 當(dāng)0 1molZn完全溶解時(shí) 流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1 204 1023D 電池正極反應(yīng)式為2MnO2 2e 2H2O 2MnOOH 2OH 解析 答案 D D D 由總反應(yīng)式可知 二氧化錳為氧化劑而不是催化劑 鋅為還原劑 應(yīng)為原電池的負(fù)極 A B錯(cuò) 電子只能經(jīng)外電路流動(dòng) 而不能在電解液中流動(dòng) 電解液內(nèi)電流的形成是由于陰 陽(yáng)離子的定向移動(dòng) C錯(cuò) 電池負(fù)極反應(yīng)式為Zn 2e 2OH ZnO H2O 用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式為2MnO2 2e 2H2O 2MnOOH 2OH 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 角度三新型電池 充電 即電解反應(yīng) 時(shí)陰極 陽(yáng)極的判斷 知識(shí)基礎(chǔ) 充電的實(shí)質(zhì)就是把放電時(shí)發(fā)生的變化再?gòu)?fù)原的過(guò)程 如鉛蓄電池 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 解題指導(dǎo) 首先應(yīng)搞明白原電池放電時(shí)的正 負(fù)極 再根據(jù)電池充電時(shí)陽(yáng)極接正極 陰極接負(fù)極的原理 即可以看成是放電時(shí)的負(fù)極與充電時(shí)的陰極互為逆反應(yīng) 放電時(shí)的正極與充電時(shí)的陽(yáng)極互為逆反應(yīng) 然后進(jìn)行分析 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 典例3 2015 湖南永州模擬 市場(chǎng)上經(jīng)常見到的標(biāo)記為L(zhǎng)i ion的電池稱為 鋰離子電池 它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料 碳作為金屬鋰的載體 電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li 的高分子材料 這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為 下列說(shuō)法不正確的是 A 放電時(shí) 負(fù)極的電極反應(yīng)式 Li e Li B 充電時(shí) Li0 85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C 該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D 放電過(guò)程中Li 向負(fù)極移動(dòng) A項(xiàng) Li從零價(jià)升至正價(jià) 失去電子 作為負(fù)極 正確 B項(xiàng) 反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí) 反應(yīng)物只有一種 故化合價(jià)既有升又有降 所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng) 正確 C項(xiàng) 由于Li可以與水反應(yīng) 故電解質(zhì)應(yīng)為非水材料 正確 D項(xiàng) 原電池中陽(yáng)離子應(yīng)遷移至正極得電子 錯(cuò)誤 解析 答案 D 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 角度四新型電池充 放電時(shí) 電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷 知識(shí)基礎(chǔ) 原電池中 陽(yáng)離子移向正極 陰離子移向負(fù)極 如Zn Cu 稀H2SO4 電池中 H 移向Cu極 SO移向Zn極 電解池中 陽(yáng)離子移向陰極 陰離子移向陽(yáng)極 符合帶電微粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 解題指導(dǎo) 首先應(yīng)分清電池是放電還是充電 再判斷出正 負(fù)極或陰 陽(yáng)極 進(jìn)而即可確定離子的移動(dòng)方向 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 典例4 2015 長(zhǎng)沙模擬 LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高 安全 對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn) 可用于電動(dòng)汽車 電池反應(yīng)為 FePO4 LiLiFePO4 電池的正極材料是LiFePO4 負(fù)極材料是石墨 含Li 導(dǎo)電固體為電解質(zhì) 下列有關(guān)LiFePO4電池說(shuō)法不正確的是 A 可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B 放電時(shí)電池內(nèi)部Li 向正極移動(dòng)C 充電過(guò)程中 電池正極材料的質(zhì)量減小D 放電時(shí)電池正極反應(yīng)為 FePO4 Li e LiFePO4 由于Li能和稀H2SO4 H2O反應(yīng) 因此電解質(zhì)不能用硫酸 放電過(guò)程為原電池原理 在原電池中 陰離子向負(fù)極移動(dòng) 陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 充電過(guò)程是電解的過(guò)程 電解池的陽(yáng)極失電子 即LiFePO4 e Li FePO4 因此陽(yáng)極材料 LiFePO4 質(zhì)量會(huì)減小 將電解池陽(yáng)極反應(yīng)倒過(guò)來(lái)就是原電池的正極反應(yīng) 綜合上述分析可知B C D正確 解析 新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo) 答案 A