第6章 专项突破12 新型化学电源试题的解题方略.doc

(十二)新型化学电源试题的解题方略 (对应学生用书第120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“镍氢电池”“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：Mg2e=Mg2；正极反应式：2AgCl2e=2Ag2Cl；总反应式：Mg2AgCl=2AgMgCl2。(2)(2015全国卷)微生物电池如图负极反应式：C6H12O624e6H2O=6CO224H；正极反应式：6O224e24H=12H2O。(3)镍氢电池(KOH溶液)：NiOOHMHNi(OH)2M负极反应式：MHeOH=MH2O；正极反应式：NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH。(4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。总反应式为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb负极反应式：Ca2e2Cl=CaCl2；正极反应式：PbSO42e=SOPb。(5)锂离子电池总反应式为xLiLi1xMn2O4LiMn2O4负极反应式：xLixe=xLi；正极反应式：Li1xMn2O4xexLi=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16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC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)16LixS8=8Li2Sx(2x8)Li作负极，电极反应式为16Li16e=16LiS8作正极，电极反应式为xS816e16Li=8Li2Sx 放电时电极a作正极，放电时间越长，Li2Sx中x越小 充电时电极a作阳极，充电时间越长，Li2Sx中x越大(2)负极Li生成Li移向正极，减重7 gmol10.14 g【答案】D(1)放电时负极反应式为_，正极反应式(当x6时)为_，放电过程中Li2S8Li2S6的正极反应式为_。(2)充电时，阳极反应式(Li2S2Li2S4)_。【答案】(1)Lie=Li6S816e16Li=8Li2S63Li2S82e2Li=4Li2S6(2)2Li2S22e=Li2S42Li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的是 ()Aa电极发生还原反应，作电池的正极Bb电极反应式为2NO10e12H=N26H2OCH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N2BA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2NO10e12H=N26H2O，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Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是() 【导学号：97500109】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Li1xCoO2xexLi=LiCoO2C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C6xLixe=LixC6A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Li1xCoO2xexLi=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C6xLixe=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放电时电池内部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)2OHe=NiOOHH2OD放电时负极的电极反应式为MHnne=MnHCA项，根据原电池工作原理，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：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，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)2OHe=NiOOHH2O，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：MHnnOHne=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CnAlCl4(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()A放电时，铝为电池负极，电极反应式为Al3e=Al3B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AlCl4Cne=CnAlCl4A选项A，题目信息提示，负极形成Al2Cl7，故电极反应