（江苏选考）2021版新高考化学一轮复习 专题6 化学反应与能量变化 3 小专题突破4 新型化学电源及电极反应式的书写教学案 苏教版

小专题突破4新型化学电源及电极反应式的书写专题精讲近几年高考中的新型化学电源种类繁多，如“生物燃料电池”“新型二次电池”“空气电池”“锂硫电池”等，这些新型化学电源常以选择题的形式呈现。解答这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正、负极或阴、阳极，以及会书写电极反应式等。1电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)两电极反应式相加，与总反应式对照验证2已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne)。步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极，得电子的电极为正极；确定溶液的酸碱性。步骤三：写电极反应式。负极反应：还原剂ne=氧化产物正极反应：氧化剂ne=还原产物(2)书写技巧若某电极反应式较难写时，可先写出较易写的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如ch3och3(二甲醚)酸性燃料电池中，总反应式为ch3och33o2=2co23h2o，正极反应式为3o212h12e=6h2o，则负极反应式为ch3och33h2o12e=2co212h。简单电极反应中转移的电子数必须与总反应式中转移的电子数相同。专题精练1(新型化学电源在生产、生活中的最新应用)我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车的发展扫除了障碍，装置原理如图所示，其中固体薄膜只允许li通过。锂离子电池的总反应为xlili1xmn2o4limn2o4。下列有关说法错误的是()a放电时，li穿过固体薄膜进入电解质水溶液中b放电时，正极反应为li1xmn2o4xlixe=limn2o4c充电时，电极b为阳极，发生氧化反应d该电池的缺点是存在副反应2li2h2o=2liohh2解析：选d。li为活泼金属，放电时，发生氧化反应，故电极a为负极，阳离子从负极移向正极，即li穿过固体薄膜进入电解质水溶液中，然后移向电极b，a、b项正确；充电时，电池正极接外电源正极，发生氧化反应，电极b是阳极，c项正确；由于固体薄膜只允许li通过，水不能与li接触，故不存在li与水的反应，d项错误。2(双选)我国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池(图甲)，电池的工作原理如图乙。下列有关说法正确的是()a放电时，纸张中的纤维素做锂电池的正极b放电时，li由正极经过有机电解质溶液移向负极c开关k闭合给锂电池充电，x为直流电源负极d充电时，阳极的电极反应式为li2o22e=o22li解析：选cd。纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨做电池正极，a项错误；电池放电时，电解质中的阳离子移向正极，故锂电池放电时，带正电荷的li由负极经过有机电解质溶液移向正极，b项错误；充电时，直流电源负极与电池负极(金属锂)相连，故x为直流电源负极，c项正确；充电时，空气电极做阳极，此时li2o2失去电子生成o2：li2o22e=o22li，d项正确。可充电电池电极反应式书写技巧书写电池电极反应式时，一般都是先书写放电的电极反应式。充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。根据正确书写的电极反应式，可顺利判断各电极周围溶液ph的变化。 3(1)(2018高考天津卷)o2辅助的alco2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用co2，电池反应产物al2(c2o4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：_。电池的正极反应式：6o26e=6o6co26o=3c2o6o2反应过程中o2的作用是_。该电池的总反应式：_。(2)feso4在一定条件下可制得fes2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池。电池放电时的总反应为4lifes2=fe2li2s。正极反应式是_。(3)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时alcl和al2cl两种离子在al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极al的电极反应式为_。解析：(1)该电池中al做负极，电解质为含alcl3的离子液体，故负极反应为al3e=al3。正极为多孔碳电极，根据正极反应式，得正极总反应为6co26e=3c2o，o2不参与正极的总反应，故o2为催化剂。将负极反应：2al6e=2al3和正极反应：6co26e=3c2o相加，可得该电池的总反应式为2al6co2=al2(c2o4)3。(2)正极发生还原反应，由总反应式知，fes2(fe显2价)fe(fe显0价)、fes2(s显1价)li2s(s显2价)，结合电解质溶液中含li可知，正极反应式为fes24e4li=fe2li2s或fes24e=fe2s2。(3)因为没有其他离子放电，因此负极反应式为al3e7alcl=4al2cl。答案：(1)al3e=al3(或2al6e=2al3)催化剂2al6co2=al2(c2o4)3(2)fes24e4li=fe2li2s(或fes24e=fe2s2)(3)al3e7alcl=4al2cl4(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以co2和h2o为原料制备hcooh和o2的原理示意图。电极b做_极，表面发生的电极反应为_。(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取licl的同时又获得了电能。x为_极，y极反应式为_。y极生成1 mol cl2时，_mol li移向_(填“x”或“y”)极。(3)一种以肼(n2h4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气做氧化剂，koh做电解质。负极反应式为_；正极反应式为_。解析：(1)从图示可以看出，左侧h2o转变成o2，o元素化合价升高，电极a为负极，电极反应式为2h2o4e=4ho2，h通过质子交换膜进入右侧发生反应，右侧通入的co2转变成hcooh，c元素化合价降低，电极b为正极，电极反应式为co22e2h=hco