高三化学一轮复习 新型化学电源学案

《新型化学电源》学案【学习目标】1、掌握新型化学电源的工作原理：2、探究新型化学电源题型的解题方法3、以极度的热情投入课堂，体验学习化学的快乐【重点】新型化学电源的工作原理及应用【难点】探究归纳新型化学电源题型的解题方法【引入】2019年诺贝尔化学奖授予约翰．古迪纳夫等科学家，以嘉奖其在锂离子电池研发领域的贡献。锂离子电池就是一种新型化学电源，这节课我们就来归纳总结新型化学电源的解题方法。【走进高考】1、【2018.全国Ⅱ.12】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na﹣CO2二次电池，将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液。钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na⇌2Na2CO3+C，下列说法错误的是（）A．放电时，ClO4﹣向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+4e﹣=2CO32﹣+CD．充电时，正极反应为：Na++e﹣=Na【思维建模】

一、确定装置类别：定两极、定方向

1、放电—原电池：2、充电—电解池：二、电极反应式的书写1、找物质（找化合价变化了的物质）负极：正极：阴极：阳极：2、配电子（元素变价数）3、配电荷、配原子，（看环境，用守恒）4、放电时的正极反应倒过来为充电时的阳极反应，放电时的负极反应倒过来为充电时的阴极反应5、先写出较易书写的电极反应式，再用总反应相减得较难电极反应式。【走进高考】2、【2019全国卷I12】．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示，下列说法错误的是()A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+==2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【思维建模】

三、离子交换膜的原理及作用功能：使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的离子浓度或电荷。离子迁移方向遵循或中离子迁移方向。2、类型：阳离子交换膜；阴离子交换膜；质子交换膜作用：隔离某些物质，防止发生反应；用于物质的制备、分离、提纯四、简单计算方法：【牛刀小试】3、丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源，放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2=3CO2+4H2O，2Zn+O2=2ZnO。用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示，下列说法不正确的是（）A．物质M为CO2B．燃料电池消耗1mo1O2时，理论上有4molOH-透过b膜向P电极移动a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜D．该装置中，锌蓄电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O【思维建模】

四、简单计算方法：【牛刀小试】4、世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是（）A．a极发生氧化反应B．正极的电极反应式为：FeOx+2xe-==Fe+XO2－C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol电子转移D．铁表面发生的反应为：xH2O(g)+Fe===FeOx+xH25.【真题】（有一个或二个选项）．微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是（）A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低B．电池工作过程中，电解质溶液中OH—向负极移动，C．负极发生反应Zn+2OH—-2e—=Zn(OH)2D．正极发生反应Ag2O+2H++2e—=Ag+H2O【真题节选】（3）Li-SO2电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附SO2的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液为溶解有LiBr的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为2SO2+2e-=S2O42-，电池总反应式为。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因是。【结合常考问题形成思维模型】【思考】：根据你所做过的题目，总结新型化学电源的常考问题？【小组讨论】：如何解决这些问题？常考问题解决问题的思维模型1、电子（电流）方向或离子移动方向的判断2、两极材料或反应物生成物的判断 3、电极反应式正误判断4、电子转移数目相关计算【课后练习】．1、一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其原理如图。下列说法不正确的是（）A．电池工作时，能量的转化形式至少有三种B．放电时，I－和I3－的浓度均减小C．Y电极为电池的正极，发生的反应为：I3－+2e－===3I－D．电池工作时，X电极上发生氧化反应2、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+O2+4OH﹣+2H2O=2Zn（OH）42﹣。下列说法正确的是（）A．充电时，电解质溶液中K+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+4OH﹣﹣2e﹣=Zn（OH）42﹣ D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）3、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。下列有关微生物电池的说法错误的是()A.正极反应中有CO2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C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O4．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn－NiOOH二次电池。结构如下图所示。电池反应为：Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是