2022年第八章教案40新型化学电源的高考命题角度及其解题策略 .pdf

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1、1 / 19 专题学案 40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、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量 高等特点。取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度：题型一新型电池“放电”时正极

2、、负极的判断知识基础精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页2 / 19 在 ZnCu 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。2H=2e2H：正极；2Zn=2eZn：极解题指导精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 19 页3 / 19 错误!新型电池中典例导悟1被称之为“软电池”的纸质电池，采用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。电池总反应为下列说

3、法正确的是。OH(nO2MZnO=O2H22MnOZn(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，流经电解液的电子个数为23102041OH(2MnO=O22H2e22MnO电池正极反应式为D2OH听课记录：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 19 页4 / 19 题型二新型电池“放电”时正极、负极上电极反应式的书写知识基础溶4SO2(H2PbOPb铅蓄电池液电极反应的书写：把二者。4PbSO=错误 !SO2Pb；2Pb=2ePb：负极。4PbSO=错误!SO2ePb：即负极

4、反应式，合起来2Pb=4H2e2PbO：2Pb得电子变为2PbO：正极。4PbSO=错误!SO2Pb：4PbSO结合生成错误!SO跟2Pb；O22H错误!SO4H2e2PbO：即 正 极 反 应 式，把 二 者 合 起 来。O22H4PbSO=总反应式正极反应式负极反应式，即：。O22H42PbSO=错误!2SO4HPb2PbO精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 19 页5 / 19 解题指导首先分析物质得失电子的情况，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单

5、一极电极反应式较复杂一极电极反应式的方法解决。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页6 / 19 典例导悟2(2009 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。下列说法正确的是(2O：正极反应都为，溶液为电解液时NaOH溶液或NaCl以A4OH=4eO22H3e3OHAl负极反应为，溶液为电解液时NaOH以B3OH(Al=C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

6、记录：题型三新型电池“充电”时阴极、阳极的判断精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页7 / 19 知识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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页8 / 19 解题指导首先应搞明白原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极，阴极接负极的原理，进行分析。典例导悟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 19 页9 /

7、19 3(2009 浙江理综， 12市场上经常见到的标记为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：这种锂离子电池的电池反应式为。高分子材料的Li导Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2下列说法不正确的是 ( A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB充电时， Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中 Li向负极移动听课记录：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断知识基础放电充电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

8、- - - - - - -第 9 页，共 19 页10 / 19 原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，如ZnCu(稀 H2SO4电池中： H移向 Cu 极；SO错误! 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。解题指导精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页11 / 19 首先应分清电池是放电还是充电；再判断出正、负极或阴、阳极，进而即可确定离子的移动方向。典例导悟4(2010 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，精选学

9、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页12 / 19 电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，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4OH=4eO22H2O极上的电极反应式为bB2H的L1.12消耗，电子mol0.1每转移C极b极通过固体酸电解质传递到a由HD听课记录：1(2018 课标全国卷， 11铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时2OH(2Ni2OH(Fe=O23H3O2NiFe的总反应为下列有关该电池的说法不正确的是(Fe负极为、3O2Ni正极为，电池的电解液为碱性溶液A2OH(Fe=2e2OHFe负

10、极反应为，电池放电时BC电池充电过程中，阴极附近溶液的pH 降低精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页13 / 19 3O2Ni=2e2OH2OH(2Ni阳极反应为，电池充电时DO23H2(2018 苏州调研 下图、分别是甲、乙两组同学将反应，设计成的原电池装置O2H2I错误!AsO=2H2I错误!AsO乙；烧杯中逐滴加入适量浓盐酸甲组向图。均为碳棒2C、1C其中组向图 B 烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。下列叙述正确的是 (A甲组操作时，微安表指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色不变作正极2C，乙组操作时C2I

11、=2e2I为上发生的电极反应式1C，乙组操作时D3科学家成功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，电解质是下列对该燃料电池的说法不。2O在熔融状态下能传导，固态氧化物正确的是 (由负极移向正极2O，在熔融电解质中AO24H23CO=25O8H3C：该电池的总反应是BC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 ：O24H23CO=210O20e8H3C4(2010 江苏， 11下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说

12、法正确的是(精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页14 / 19 A该系统中只存在3种形式的能量转化4OH=4eO22H2O：中负极的电极反应式为Y装置BC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题号1234答案5.(2009 四川， 29新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地是4LiFePO(磷酸亚铁锂。可用作节能环保电动汽车的动力电池，位新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：磷酸二氢铵按一、Fe2COO3(CH乙酸亚铁、

13、将碳酸锂：方法一定比例混合、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均以气体逸出。方法二：将一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，电解读出磷酸亚铁锂沉淀。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：请回答下列问题：(1上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

14、 14 页，共 19 页15 / 19 中进行。其原因是_ 。(2在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有_、_、_(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，则该电池放电时正极的电极反应式为_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页16 / 19 专题学案 40新型化学电源的高考命题角度及其解题策略典例导悟1D由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，

15、锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B 错；电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定用，2HZnO=O2H2eZn电池负极反应式为；错C，向移动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 19 页17 / 19 总反应减去负极反应式得正极反应式为。2OH2MnO(OH=O22H2e22MnO得到电子被还原，电极反应为：2O电池工作时，正极上A2，在负溶液时NaOH正确；电解液为A，4OH=4eO22H2O错误；电池的总反应为：B，3Al(OH而不是2NaAlO极上产生的是减小；电池pH，Na

16、OH，消耗O22H24NaAlO=4NaOH23O4Al工作时，电子通过外电路由负极流向正极。3DA 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还原反应，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还原剂在负极失电子，氧化剂在正极得电子，因此a 为负极， b 为正极。电子从负极经外电路流向正极。因为这是酸性电解。O22H=4e4H2O，正极反应：OH质，不可能生成【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，

17、放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故Fe 为负失电子被氧化，负极反应为Fe正确；放电时，A为正极，3O2Ni极，正确；充电时，阴极发生还原反B，2Fe(OH=2e2OHFe错误；充C增大，pH，2OHFe=2e2Fe(OH应，电极反应为2e2OH22Ni(OH，电极反应为电时，阳极发生氧化反应正确。D，O23H3O2Ni=AsO=2H2I错误!AsO甲组操作时发生的反应为D2但装置构成，因此溶液的颜色变深，有碘单质生成，O2H2I错误!另一极是，错误!/AsO错误!AsO一极是(的原电池中两极直接接触乙组操作；错B、A，因此微安表中无电流通过，呈短路状态，/I2I时，由于向图 B 烧杯

18、中逐滴加入烧碱，此时原电池发生的反应为棒上发生氧2C此时，2H2I错误!AsO=O2H2I错误!AsO2I电极反应式为，作正极，棒上发生还原反应1C，作负极，化反应。2I=2e精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 19 页18 / 19 23CO=25O8H3C该燃 料 电 池的 化 学 原 理是 ：A320e8H3C正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：B，O24H4e2O的电极为正极：2O正确；通入D，O24H23CO=210O项错。A将向负极移动，2O，产生的22O=4C题意中涉及的能量转化有：太阳能电能，电能 机械能

19、，电能 化学能，化学能 电能，共4 种能量转化；装置Y 发生2H电池的负极反应式为，该原O22H=2O22H的化学反应应为还供给工作马达能量，所以装置Y；从转化图上分析装置2H=2eX、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3NHO2H2CO2(2H4LiFePO=2eLi错误!PO2HFe3(OH3CH3CO2NaOH2CH2HOCH4LiFePO=eLi4FePO5(容易被氧化，所以制备2Fe，2Fe中有4LiFePO1(解读时要在无氧条件下操作。4LiFePO(2根据信息给定的方法一所发生的反应中的反应物和部分生成物，再根据元素守恒，可写出该反应的化学方程式：Li、错误!PO2H再与2Fe，2Fe放电生成Fe方法二中，阳极3(。4LiFePO反应生成，4FePO生成4LiFePO该锂离子电池在充电过程中，阳极的5(极反应式是，其电4LiFePO生成4FePO则该电池放电时正极的反应是。4LiFePO=eLi4FePO精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 19 页19 / 19 申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 19 页