化学一轮复习导学案学案34新型化学电源的高考命题角度及其解题策略

1、学案 34新型化学电源的高考命题角度及其解题策略高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌 锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇 质子交换膜燃料电池、co 燃料电池 、“锂离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等；这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳固、比能量单位质量释放的能量高等特点；取材于这些学问点的试题，由于题材广、信息新、生疏度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又非常迷茫；实际上这些题目主要考查的是同学迁移应用的才能；详细有以下几种考查角度：题型一新型电池“放电”时正极、负极的判定学问基础在

2、 zn cu 原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极；负极：zn 2e =zn2 ；正极： 2h 2e；解题指导=h 2新型电池中负极材料正极材料元素化合价上升的物质发生氧化反应的物质元素化合价降低的物质发生仍原反应的物质典例导悟 1被称之为“软电池”的纸质电池，采纳一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰；在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液；电池 总反应为zn 2mno 2 h2o=zno 2mnooh ；以下说法正确选项 a 该电池的正极为锌b 该电池反应中二氧化锰起催化剂作用c当 0.1 mol zn 完全溶解时，流经电解液的电

3、子个数为21 204× 1023d 电池正极反应式为2mno听课记录： 2e 2h2o=2mnooh 2oh题型二新型电池“放电”时正极、负极上电极反应式的书写学问基础铅蓄电池 pb pbo2h 2so4 溶液 电极反应的书写：负极： pb 2e =pb2 ； pb2 so2 =pbso ；把二者合起来，即负极反应式：pb44 2e so2；4 =pbso4正极： pbo 得电子变为pb2 ： pbo 2e 4h 2 2h2跟 so2结合生成22=pb2o； pb4pbso4： pb2 so24=pbso4；把二者合起来，即正极反应式：pbo2 2e 4h so24=pbso4 2h

4、2o；总反应式正极反应式负极反应式，即：pbopb 4h2so2 =2pbso 2h o；2442解题指导第一分析物质得失电子的情形，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应；对于较为复杂的电极反应，可以利用总反应较简洁一极电极反应式较复杂一极电极反应式的方法解决；典例导悟 22021 ·广东， 14可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以nacl 溶液或naoh 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极；以下说法正确选项a 以 nacl 溶液或 naoh 溶液为电解液时，正极反应都为：o2 2h2o 4e =4ohb 以 naoh 溶液为电解液时，负极反应为a

5、l 3oh3e=aloh 3c以 naoh 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的ph 保持不变d 电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极听课记录：题型三新型电池“充电”时阴极、阳极的判定学问基础充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程；如铅蓄电池：解题指导第一应搞明白原电池放电时的正、负极，再依据电池充电时，阳极接正极，阴极接负极的原理，进行分析；典例导悟 3 2021 ·浙江理综， 12 市场上常常见到的标记为 li- ion 的电池称为“锂离子电池”；它的负极材料是金属锂和碳的复合材料 碳作为金属锂的载体 ，电解质为一种能传导 li 的高分子材料；这种锂离子电池的电池反

6、应式为：li 2li 0.35nio 22li 0.85nio 2以下说法不正确选项a 放电时，负极的电极反应式：li e =lib 充电时， li 0.85nio 2 既发生氧化反应又发生仍原反应c该电池不能用水溶液作为电解质d 放电过程中li听课记录：向负极移动题型四新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判定2学问基础原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，如zn cu稀 h2so4电池中： h移向 cu 极； so4 移向 zn 极；电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，符合带电微粒在电场中的运动规律；解题指导第一应分清电池是放电仍是充电；再判定出正、负极或阴、阳极， 进而

7、即可确定离子的移动方向；典例导悟 42021 ·安徽理综， 11某固体酸燃料电池以cahso4 固体为电解质传递h ，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2h 2 o2=2h 2o，以下有关说法正确选项a 电子通过外电路从b 极流向 a 极b b 极上的电极反应式为o2 2h2o4e =4ohc每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 l 的 h 2d h由 a 极通过固体酸电解质传递到b 极听课记录：1 2021 课·标全国卷， 11铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为fe ni 2o3 3h2o=feoh 2 2nioh 2以下有关该电池的说法不正确选项a 电池

8、的电解液为碱性溶液，正极为ni 2o3、负极为feb 电池放电时，负极反应为fe2oh 2e=feoh 2c电池充电过程中，阴极邻近溶液的ph 降低d 电池充电时，阳极反应为2nioh 2 2oh2e=ni 2o3 3h 2o3322021 ·苏州调研 下图、 分别是甲、 乙两组同学将反应aso 2i 2h=aso43 i 2 h2o 设计成的原电池装置，其中c1、c2 均为碳棒；甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图b 烧杯中逐滴加入适量40%naoh 溶液；以下表达正确选项a 甲组操作时，微安表指针不发生偏转 b 甲组操作时，溶液颜色不变c乙组操作时，c2 作正极d 乙组操作

9、时，c1 上发生的电极反应式为i 2 2e=2i3科学家胜利开发出便携式固体氧化物燃料电池， 它以丙烷气体为燃料； 电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导 o2；以下对该燃料电池的说法不正确选项 a 在熔融电解质中，o2由负极移向正极b 该电池的总反应是：c3h 8 5o2=3co24h 2oc电路中每通过5 mol 电子，约有5.6 l 标准状况下的丙烷被完全氧化d 通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：c 20e 10o 2 4h3h 8=3co22o42021 ·江苏，11下图是一种航天器能量储存系统原理示意图；以下说法正确选项a

10、 该系统中只存在3 种形式的能量转化b 装置 y 中负极的电极反应式为：o2 2h 2o 4e =4ohc装置 x 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生d 装置x 、y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化5.2021 四·川理综， 29 新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要位置，可用作节能环保电动汽车的动力电池；磷酸亚铁锂lifepo 4是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：方法一： 将碳酸锂、 乙酸亚铁 ch 3coo 2fe、磷酸二氢铵按肯定比例混合、充分研磨后，在 800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物

11、均以气体逸出；方法二：将肯定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀；沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂；在锂离子的电池中，需要一种有机聚合物作为正、负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一用 m 表示 的结构简式如下：请回答以下问题：(1) 上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必需在惰性气体氛围中进行；其缘由是 ；(2) 在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，仍有 、 、 填化学式 生成；(3) 在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为 ；(4) 写出 m 与足量氢氧化钠溶液反应

12、的化学方程式： ；(5) 已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，就该电池放电时正极的电极反应式为 ；专题学案 34新型化学电源的高考命题角度及其解题策略典例导悟1 d由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为仍原剂，应为原电池的负极， a 、b 错；电子只能经外电路流淌，而不能在电解液中流淌，电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移动，c 错；电池负极反应式为zn 2e总反应减去负极反应式得正极反应式为 h2o=zno 2h，用22mno 2e 2h； 2o=2mnooh 2oh2a电池工作时，正极上o2 得到电子被仍原，电极反应为：o2 2h 2o 4e =4o

13、h ， a 正确；电解液为naoh 溶液时，在负极上产生的是naalo 2 而不是 aloh 3， b 错误；电池的总反应为：4al 3o 2 4naoh=4naalo 2 2h 2o，消耗 naoh ， ph 减小；电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极；3 da 项， li 从零价升至正价，失去电子，作负极，正确；b 项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生仍原反应，正确；c 项，由于 li 可以与水反应， 故应为非水材料，正确； d 项， 原电池中阳离子应迁移至正极，故错； 4d仍原剂在负极失电子，氧化剂在正极得电子，因此a 为负极， b 为

14、正极；电子从负极经外电路流向正极；由于这是酸性电解质，不行能生成oh ，正极反应： o2 4h 4e =2h 2o；【专题集训区】1c由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生仍原反应，故fe 为负极， ni 2o3 为正极， a 正确；放电时，fe 失电子被氧化，负极反应为fe 2oh 2e =feoh 2，b 正确；充电时，阴极发生仍原反应，电极 反应为 feoh 2 2e =fe 2oh ， ph 增大， c 错误；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为 2nioh 2 2oh 2e=ni 2o3 3h2o， d 正确； 2 ad甲组操作时发生

15、的反应为aso 3 2i 2h 3 ih o，有碘单质生4=aso 322成，因此溶液的颜色变深，但装置构成的原电池中两极直接接触一极是 aso 33 ，另一3 /aso 4极是 i2/i，呈短路状态，因此微安表中无电流通过，a 正确， b 错；乙组操作时，由于向图3 b 烧杯中逐滴加入烧碱，此时原电池发生的反应为aso 3 i2 h3 2i 2h ，2o=aso4此时 c2 棒上发生氧化反应，作负极，c1 棒上发生仍原反应，作正极，电极反应式为i 2 2e；=2i3 a该燃料电池的化学原理是：c3h 8 5o2=3co2 4h 2o， b 正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：c 20e 1

16、0o 2 4h的电极为正极：3h 8=3co22o，d 正确； 通入 o2o2 4e =2o2 ，产生的o2 将向负极移动，a 项错； 4c题意中涉及的能量转化有：太阳能 电能，电能 机械能，电能 化学能，化学能 电能， 共 4 种能量转化； 装置 y 发生的化学反应应为2h2 o2=2h 2o，该原电池的负极反应式为h2 2e =2h；从转化图上分析装置y 仍供应工作马达能量，所以装置x 、y不能实现能量的完全转化；5 1 为防止亚铁化合物被氧化2co 2h2onh 33fe h 2po4 li 2e=lifepo 4 2hhoch 2ch 2oh na2co3 ch 3oh5fepo 4 li e =lifepo 4解析1lifepo 4 中有 fe2 ， fe2 简洁被氧化，所以制备lifepo 4 时要在无氧条件下操作；(2) 依据信息给定的方法一所发生的