2018版高考化学一轮复习第22讲化学电源、电极反应式的书写练习新人教版

1、内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯第22讲化学电源、电极反应式的书写【考纲要求】1. 了解常见化学电源的种类及其工作原理。2.能书写常见电源电极反应式和电池反应方程式。考点一|常见化学电源（基础送分型一一自主学习）授课提示：对应学生用书第108页巩固教材知识1 . 一次电池（碱性锌镒干电池）碱性锌镒干电池的工作原理如图：铮粕和&n H 的很合物负极（Zn）,电极反应式：Zn 2e + 20Hl =Zn（OH）;正极（MnO）,电极反应式：2MnO+ 2H2O+ 2e =2MnOOH2O口。总反应：Zn+ 2MnO+ 2H2O=2MnOOHZn（OH）22 .二次

2、电池（以铅蓄电池为例）(1)放电时的反应。负极反应：Pb- 2e +S0-=PbSO正极反应：PbO+2e +4H +SO=PbSg 2HQ总反应：Pb(s) + PbO(s) + 2H2SO(aq)= 2PbS0(s) +210(1) o(2)充电时的反应。阴极反应：PbSN 2e =Pb+ SO-;阳极反应：PbSO- 2e + 2HzO=Pb2> 4H+ + S(O-;总反应：2PbSO(s) + 2屋O(l)=Pb(s) + PbO(s) + 2H2SO(aq)。3 .燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。电池酸性碱性或中性负极反应式2Hb 4e =4H

3、2Hz4e + 40H=4HO正极反应式O2 + 4e + 4H =2HOQ+4e + 2HzO=4OH总反应式2屋+ Q=2HO4.正误判断，正确的打“，”，错误的打“X”。(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。()(3)若使反应Fe + 2Fe3+=3F4+以原电池方式进行，可用锌铁做电极材料。() 碱性锌镒干电池是一次电池，其中MnO是催化剂，可使锌镒干电池的比能量高、可储存时间长。()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。()(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e-=4H , O>+ 4e

4、 + 2H?O=4OH。()(7)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.2 mol电子时，消耗 0.1 mol H 2SO。()引充电一 十电池.一外接电源十。()(8)二次电池充电时接线方式为外接电源答案：(1)，(2) X (3) X (4) X (5) X (6) X (7) X (8)，练透基础小题题点一常见化学电源电极反应式的书写1.下列电池工作时，Q在正极放电的是()A.锌镒电池B.氢燃料电?C.铅蓄电池D.馍镉电池答案：B2. (RJ选彳4 - P 783题改编)镉馍可充电电池的充、放电反应按下式进行：Cd+ 2NiO(OH) +2HOCd(OH)2+2Ni(OH) 2由此判断错误的是

5、()A.放电时，Cd做负极B.放电时，NiO(OH)做负极C.电解质溶液为碱性溶液D.放电时，负极反应为Cd+ 2OH-2e =Cd(OH2答案：B3. (RJ选彳4 P781题改编)碱性锌镒电池总反应为 Zn+2MnO+ 2H2O=2MnOOHZn(OH)2,则 其正极反应为。答案：MnO+ H2O+ e =MnOOHOH题点二原电池的简单计算4. 酸性锌镒干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnZnCl2和NHCl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH(1)该电池的正极反应式为 , 电池反应的离子方程式为 。(2)维持电流强度为 0.5 A,电池工作

6、5分钟，理论上消耗锌 g。(已知F= 96 500 C- mol b解析：(1)该电池为酸性锌镒干电池，电极反应式负极为：Zn2e =ZrT,正极：2MnO+ 2e皿150 C+ 2H+=2MnOQH(2)电量 Q= It= 0.5 AX5X60 s= 150 C，贝"mZn)=96 500 C mol kX 65 g - mol 1 0.05 g 。答案：(1)MnO2+ Hl+ + e =MnOOH_+_2+2MnO+ Zn+ 2H =2MnOOHZn注：式中 Zn2+可写为Zn(NH3) 4 Zn(NH3)2Cl2等,H卡可写为 N由 (2)0.055.二甲醛(CH3OCH)直

7、接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW h kg -)。若电解质为酸性，二甲醛直接燃料电池的负极反应为 解析：二甲醛直接燃料电池的总反应为CHOCH+ 3Q=2C勿3H2。，负极反应式的书写步骤：第一步先写反应物、生成物：CHOCH-2CO;第二步写明转移电子数：CHOCH- 12e 2CO;第三步配平：3H2O+ CHOCH- 12e =2C/ 12H+O答案：CHOCH+ 3H2O 12e =2CO+ 12H+考点二|电极反应式的书写(重点保分型一一师生共研)授课提示：对应学生用书第109页考向精练提考能考向一 已知原电池总反应写电极反应式1 .

8、 L： 5。口2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl 4 SOC12° 电池的总反应可表示为 4Li + 2SOC2=4LiCl + S+ SQT。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为 , 发生的电极反应为。(2)电池正极发生的电极反应为 。解析：分析反应的化合价变化，可知 Li失电子，被氧化，为还原剂，SOC2得电子，被还原，为氧化剂。负极材料为Li(还原剂),4Li - 4e =4Li o(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOC2+4e=4C+ S+ SO T。答案： 锂 4Li 4e =4Li(2)2SOCl 2 + 4e

9、 =4Cl + S+ SOT2 .此 A前1电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为 2AgCl + Mg=Mg+ +2Ag+2C试书写该电池的正、负极电极反应式。答案：负极：Mg- 2e =Mc|正极：2AgCl + 2e =2A时 2Cl考向二燃料电池电极反应式的书写3 .以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。酸性介质(如HSO)负极： ;正极： ; 总反应式：。(2)碱性介质(如KOH)负极： ； 正极： ; 总反应式：。(3)固体电解质(高温下能传导C2 )负极： ; 正极： ; 总反应式：。(4)熔融碳酸盐(如熔融&CC)环境下负极： ；正极：

10、总反应式： 。答案：(1)CH 4 8e + 2H2。=3 8HI+2Q+8e + 84 =4HOCH+ 2C2=C(2H 2Ho(2)CH 4- 8e + 10CH =C6 + 7H2C2C2+8e +4H2C=8OHCH+ 2C2+ 20H=C6 + 3H2O(3)CH 4- 8e + 402 =CN 2H202Q+ 8e =40CH+ 2Q=CN 2Ho(4)CH 4- 8e + 4C0 =5C0 2H202Q+8e +4CO=4C6CH+ 2Q=C» 2Ho4 . (2015 全国高考课标卷I )微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列

11、有关微生物电池的说法错误的是()微生物|逑依卜C山血版云交换膜 厌里反应：行氧反应A.正极反应中有C0生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为 C6H2Q + 6Q=6C0+ 6H20解析：根据微生物电池工作原理示意图可知：QHhQ在负极上发生氧化反应，电极反应式为G6H206- 24e + 6H20=6C0t + 24H+ ; 0在正极上发生还原反应， 电极反应式为 602+ 24e + 24H +=12HQ负极有G0生成，A项错误；B项，微生物促进了反应中电子的转移，正确； G项， 质子通过交换膜从负极区移向正极区，正确；D项，电池总反应为

12、G6H2Q+6Q=6GN 6Ho正确。答案：A备考提醒"""总反应式法书写电极反应式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 )o步骤二：找出正、负极发生反应的物质。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-=化产物正极反应：氧化剂+ ne =至原产物2 .书写技巧若电极反应式较难时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即 得较难的电极反应式。八 放电Pb+ PbO+2H2SQ 充电考向三可充电电池电极反应式的书写 电池充电的实质就是放电时发生变化再复原的过程。如铅蓄电池:2PbSO+ 2H2

13、O放电时:充枪时:负极工Ph - pks5片 正极：Phd即41 网械：PbSO.Pb阳极：PhSO4 5. (2016 全国高考卷出)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH溶液，反应为 2Zn+Q+40Hl+2H20=2Zn(0HT。下列说法正确的是 ()A.充电时，电解质溶液中 如向阳极移动B.充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小C.放电时，负极反应为 Zn+ 40H-2e =Zn(0H)4D.放电时，电路中通过 2 mol电子，消耗氧气 22.4 L(标准犬况)解析：充电时为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，发生的反应为2Zn(0H)2 =2Zn+ 04+

14、 40H+2H0,电解质溶液中c(0H )增大，故A项、B项均错误；放电日负极反应为Zn+40H-2e =Zn(0H)4 ,故C项正确；每消耗 1 mol 0 2电路中通过4 mol电子，故D项错误。答案：C卜列叙述错误的是()6. 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。|-0-|a b-7LiMn/)4 Li一H快离子导体A. a为电池的正极B.电池充电反应为 LiMn2Q=L"xMr2Q+xLiC.放电时，a极锂的化合价发生变化D.放电时，溶液中 Li +从b向a迁移解析：由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li +从负极(b)向正极(a

15、)迁移， A项、D项正确；该电池放电时，负极：xLi xe-=xLi +,正极：Li 1-xMnQ+ xLi +xe =LiMr2Q, a极Mn元素的化合价发生变化， C项错误；由放电反应可得充电时的反应，B项正确。答案：C7. 一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol L -的 KOH§液。e(1)写出放电时的正、负极电极反应式。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。答案：(1)负极：H2-2e +2OH =2HQ正极：2NiO(OH) + 2H2O+ 2e =2Ni(OH)2 + 2OH(2)阴极：2H2O+ 2e =H T +

16、20H ;阳极：2Ni(OH) 2+ 20H 2e =2NiO(OH)+ 2H2。真题发掘知识串联串线索 固双基 回扣关键知识以两个甲烷燃料电池串联为载体串联原电池的相关知识授课提示：对应学生用书第110页高考载体(海南高考卷改编)新型高效的甲烷燃料电池采用钳为电极材料，两电极上分别通入CH和Q,电解质溶液为 KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如 图所示。KOH溶液溶液NKI饱和溶液知识串联高考还可以这样考(1)通入甲烷的一极作原电池的 极(填“正”或“负”下同)，通入Q的一极作原电池的 极。考查原电池正、负极的判断（2）该甲烷燃料电池中，负极

17、反应式为 ,正极反应式为 。考查原电池电极反应式的书写电池工作时，燃料电池中OH一向哪一极移动？ 。 Y向哪一极移动？。考查原电池中离子的移动方向（4）甲烷燃料电池工作时，若某一电极上消耗11.2 L（标准状况下）的CH气体，线路中转移电子的个数是多少？ 。考查原电池的计算（5）若将甲烷燃料电池的电解质溶液由 KOH§液改为稀硫酸，试分别写出其正、负极的电极反 应式。考查电极反应式的书写（6）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中 b极得到的气体是什么?考查电解原理答案： 负 正 (2)CH4+ 100H 8e =C6+7H2。2Q+4HO+ 8e =8OH (3)OH 向负极

18、移动 始向正极移动(4)4 NA (5)负极：CH+2H2O- 8e =C(2) 8H+ 正极：2Q+84 + 8e=4H0 (6)H 2课时彳业（授课提示：对应学生用书第287页）1. （2016 全国高考卷11） Mg双口电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（）A.负极反应式为 Mg- 2e =M2j+B.正极反应式为 Ag + e =AgC.电池放电时 C由正极向负极迁移D.负极会发生副反应 Mg+ 2H2O=Mg（OH升H T解析：Mq 4前1电池中，Mg为负极，AgCl为正极，故正极反应式应为AgCl + e =A（g+ Cl ,B项错误。答案：B2 Enfuc

19、elLSOFT BATTEliY2.（2017 北京朝阳统考）纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，图中这种碱 性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化镒。下列有关该纸电池说法不合理的是（）A. Zn为负极，发生氧化反应B.电池工作时，电子由MnO流向ZnC.正极反应： MnO+ e +HO=MnO（O呻 OHD.电池总反应： Zn + 2MnO+ 2H2O=Zn(OH)+ 2MnO(OH)解析：锌为负极，失电子发生氧化反应，A正确；电池工作时，电子由 Zn(负极)流向MnO(正极)，B错误；正极上 MnO得到电子，发生的反应为 MnO + e +H2O=MnO(OHOH

20、 , C正确； 电池总反应：Zn+ 2MnO + 2HzO=Zn(OH2+ 2MnO(OH) D正确。答案： B3研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A.放电时金属锂做负极B.放电时OH向正极移动C.水既是氧化剂又是溶剂D.总反应为 2Li + 2H2O=2LiO* H2 T解析：原电池中活泼金属做负极，锂比铁活泼，故锂做负极，A正确；原电池中，放电时阴离子向负极移动，B 错误；金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，水在电池中还是溶剂，C正确；锂水

21、电池中，金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，总反应为2Li+ 2HO=2LiOHb H4,故 D正确。答案： B4某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2 O2=2H2O， 正极反应为O2 2CO2 4e =2CO23 ，则下列推断正确的是()A.负极反应为 H2+2O口 2e-=2HOB.该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性C.该电7供应 2 mol水蒸气的同时转移 2 mol电子D.放电时负极有CO生成解析： 由总反应式减去正极反应式可得到负极反应式：2H2 2CO23 4e =2H2O 2CO

22、2， 则可判断负极有CO生成，A项错误，D项正确；该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾，在常温下碳酸钾为固体，电池无法工作，B 项错误；由电池总反应式可知，该电池供应2 mol 水蒸气时，转移的电子为4 mol, C项错误。答案： D5一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()H1电器A.电池总反应为 CH+H2O=3H+ CQ每消耗1 mol CH 4转移12 mol电子B.电极 A上H2参与的电极反应为 H2+2OFH-2e =2HOC.电池工作时，CCT向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为 Q+2CO+ 4e =2C（2T解析：1 mol CH 4-CO C元素

23、的化合价由4价一 + 2价，升高6价，故1 mol CH 4参加反应时共转移6 mol电子，故A错误；熔融碳酸盐环境中没有OH, A电极上代参与的电极反应式为H2+CO3 - 2e =C（2）+ H2O,故B错误；根据原电池工作原理可知，电极A是负极，电极 B是正极，阴离子向负极移动，故 C错误；根据电池原理可知，Q、CO共同参加反应，正极的电极反应式为 Q+2CO+ 4e =2C（2）,故D正确。答案：DB项，丫是NQ6.由NO、Q、熔融盐NaNO组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的是（）A.石墨I极为正极，石墨n极为负极B. Y的化学式可能

24、为 NOC.石墨I极的电极反应式为NO+NC3-e =rNC5D.石墨n极上发生氧化反应解析：A项，氧气在反应中被还原，所以石墨n是正极，石墨I是负极，错误;被氧化后的产物，应为 NQ,错误；D项，石墨n极上发生的是还原反应，错误。答案：C其基本结构如图所示， 电池总反应可表7 .某固体酸燃料电池以 NaHSO固体为电解质传递)多乱不锈钢 同体愉膜石果示为2H2 + Q=2HQ下列有关说法正确的是 （A.电子通过外电路从 b极流向a极8 . H+由a极通过固体酸电解质传递到b极9 . b极上的电极反应式为 Q+2H2O+ 4e =4OHD.每车t移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2解析

25、：代失电子发生氧化反应，则电池中，阳离子向正极移动，所以池为酸性燃料电池，则正极反应式为a为负极，电子通过外电路由 a极流向b极，故A错误；原H+由a极通过固体酸电解质传递到b极，故B正确；该电Q+4e+4H+=2HO,故C错误；因没有说明是否为标准状况，则消耗 Ha的体积不一定为1.12 L ,故D错误。答案：B8. （2016 四川高考卷）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Lii-xCoO+ Li xC6=LiCoQ+Q（x<1）。下列关于该电池的说法不正确的是（）A.放电时，Li +在电解质中由负极向正极迁移B.放电时，负极的电极反应式为Li xGxe-=x

26、Li + + C6C.充电时，若转移 1 mol e ,石墨（C6）电极将增重7x gD.充电时，阳极的电极反应式为LiCoOa xe =Li1 xCoQ+ xLi +解析：由放电时电池总反应可知，放电时负极反应式为 Li xC6-xe =（6）+ xLi+,正极反应式为Li 1 xCo（O+ xe +xLi =LiCoO,在原电池内部阳离子由负极向正极迁移，A B项均正确；充电时阴极反应式为 C6+ xLi + xe =LixC6,阳极反应式为 LiCoOa xe =Li1 xCoQ+xLi ,转 移x mole 一,石墨电极增重 7x g ,若转移1 mole 一,石墨电极将增重 7 g

27、, C项不正确，D 项正确。答案：C9. （2017 河南信阳五县联考）新型LiFePO4可充电锂离子动力电池放电时正极反应为FePO+ Li + + e =LiFePQ4,负极反应为 Li e =Li + o下列说法中正确的是 （）A.充电时动力电池上标注“ 十 ”的电极应与外接电源的正极相连B.放电时电?也反应为 FePO + Li + e =LiFePO4C.放电时电池内部 Li +向负极移动D.放电时，在正极上 Li .得电子被还原解析：充电时动力电池上标注“ 十 ”的电极上发生氧化反应，应与外接电源的正极相连，A正确；放电时电池总反应是FePO+ Li=LiFePO4, B错误；放电

28、时原电池内部 Li+向正极移动，C错误；放电时，在正极上 Fe3+得电子被还原为 Fe",故D错误。答案：A卜列说销电极光电根10. 一种全天候太阳能电化学电池的工作原理如图所示。法错误的是（）A.该电池与硅太阳能电池供电原理相同B.光照时，b极周围pH减小C.光照时，4由b极室透过质子膜进入 a极室D.夜间无光照时，a为电池的负极解析：该电池供电时发生化学变化，而硅太阳能电池是将光能转化为电能，不发生化学变化,所以供电原理不同， A错误；从原理图可知光照时，b电极发生反应 VO+ + H2Oe =VO+2H+ ,周围pH减小，B正确；产生的4由b极室透过质子膜进入 a极室，C正确；

29、夜间无光照时， 相当于蓄电池放电，a极的电极反应式为 V2+ e=V+,发生氧化反应，故 a为电池的负极， D正确。答案：A11 .科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用钳或碳化鸨做电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯 化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是(2)此电池的正极发生的电极反应是 ;负极发生的电极反应是 (3)电解液中的 H向 极移动；向外电路释放电子的电极是 极。(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是 答案：(1)2CH 30M 3Q=2C勿 4H2。(2)30 2+ 12川 + 12e =6H02CH