2019-2020年高考化学一轮复习 第六章 常考专题讲座（六）新型化学电源的高考命题视角及解题指导.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第六章 常考专题讲座（六）新型化学电源的高考命题视角及解题指导新型化学电源是高考中每年必考的知识点，随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌锰碱性电池”、“海洋电池”、“燃料电池”、“锂离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等，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。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大，因此许多考生感觉难度大。虽然该类试题貌似新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。试题的考查形式主要有以下几种：题型一新型电池的正负极的判断该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式，只要根据元素的常见价态去判断即可：新型电池中题型二书写新型电池的电极反应式第一步：分析物质得失电子情况，据此确定正极、负极上发生反应的物质。第二步：分析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。第三步：写出比较容易书写的电极反应式。第四步：若有总反应式，可用总反应式减去第三步中的电极反应式，即得另一极的电极反应式。题型三新型电池充放电时的判断电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程，即放电是原电池、充电是电解的过程，如铅蓄电池放电、充电的变化为放电时充电时负极：PbPbSO4阴极：PbSO4Pb正极：PbO2PbSO4阳极：PbSO4PbO2解决该类题目时，先分清原电池放电时的正、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。题型四新型电池中离子的移动方向阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。虽然从微观上讲不参与电极反应的离子发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。(xx高考浙江卷)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni(OH)2M=NiOOHMH已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列说法正确的是()ANiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H2OMe=MHOH，H2O中的H被M还原DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液解析A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确。B项，充电过程中发生电解池反应，OH从阴极向阳极迁移，该项错误。C项，充电过程中，阴极M得到电子，M被还原，H2O中的H化合价没有发生变化，该项错误。D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。答案A(xx河南洛阳高三诊断性检测)一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H)，实现了氨的电化学合成。该过程N2和H2的转化率远高于现代工业上使用的氨合成法。对于电化学合成氨的有关叙述正确的是()AN2在阴极上被氧化B可选用铁作为阳极材料C阳极的电极反应式是N26e6H=2NH3D该过程的总反应式是N23H22NH3解析N2在阴极上被还原，A错误。铁是活泼的金属，作阳极材料会被氧化，B错误。阴极的电极反应式是N26e6H=2NH3，阳极的电极反应式是3H26e=6H，C错误。答案D1(xx安徽安庆高三模拟)下图为一种新型的生物燃料电池，它有两个涂覆着酶的电极，处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中，由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜。下列对其工作原理叙述正确的是()A该电池工作过程中，H浓度不断增大B该电池在高温环境下能提供更好的动力C该电池负极反应为H22e=2HD该电池正极反应为O24e=2O2解析：选C。根据信息该电池反应方程式为2H2O2=2H2O，在生物体中，H2O为稳定产物，则正极反应式为O22H2O4e=4OH，负极反应式为2H24e=4H，H生成量与消耗量相同，则反应过程中，H浓度不变；由于酶受热易发生变性而失去催化效果，B错误。2(xx湖南永州模拟)市场上经常见到的标记为Liion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应式为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向负极移动解析：选D。A项，Li从0价升至1价，失去电子，作为负极，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，故电解质应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极得电子，故错。3铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析：选C。本题考查充电电池的有关知识，意在考查考生对充电电池正负极的判断及书写电极反应式的能力。在铁镍蓄电池中，Fe是负极，Ni2O3是正极，由于生成Fe(OH)2，则电解液为碱性溶液，故A正确；电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，故B正确；电池充电时，阴极反应式为Fe(OH)22e=Fe2OH，阴极附近溶液pH升高，故C错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，D正确。排查落实练五化学反应与能量一、概念正误判断1某反应的H100 kJmol1，则正反应活化能不小于100 kJmol1。()2根据电流方向或电子流向可判断原电池正负极：外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。()3根据两极发生的反应类型可判断原电池的正负极：负极上总是发生氧化反应，正极上总是发生还原反应。()4电解池的工作原理：电解池中与直流电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。通电时，电子的流向为负极阴极电解质阳极正极。()答案：1.2.3.4.二、原电池电极反应式或总反应式的书写1镁铝电池(负极Al，正极Mg，电解液KOH溶液)负极：_；正极：_；总反应离子方程式：_。答案：2Al8OH6e=2AlO4H2O6H2O6e=3H26OH2Al2OH2H2O=2AlO3H22锂电池(负极Li，正极石墨，电解液LiAlCl4SOCl2)已知电池总反应式：4Li2SOCl2=SO24LiClS。试写出正、负极反应式：负极：_；正极：_。答案：4Li4e=4Li2SOCl24e=SO2S4Cl3高铁电池(负极Zn，正极石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)已知：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，则：放电时：负极：_；正极：_。充电时：阴极：_；阳极：_。答案：3Zn6e6OH=3Zn(OH)22FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH3Zn(OH)26e=3Zn6OH2Fe(OH)36e10OH=2FeO8H2O4甲醇燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)正极：_；负极：_；总反应方程式：_。(2)酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)正极：_；负极：_；总反应方程式：_。答案：(1)3O212e6H2O=12OH2CH3OH12e16OH=2CO12H2O2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O(2)3O212e12H=6H2O2CH3OH12e2H2O=12H2CO22CH3OH3O2=2CO24H2O三、电解池电极反应式或总反应式的书写1用惰性电极电解下列溶液(1)NaCl溶液阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。(2)CuSO4溶液阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。答案：(1)2H2e=H22Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(2)2Cu24e=2Cu4OH4e=2H2OO22CuSO42H2O2Cu2H2SO4O22用惰性电极电解熔融态Al2O3阳极：_；阴极：_；总反应方程式：_。答案：6O212e=3O24Al312e=4Al2Al2O3(熔融)4Al3O23用铜作电极电解下列溶液(1)H2SO4溶液阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。(2)NaOH溶液阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。答案：(1)2H2e=H2Cu2e=Cu2CuH2SO4CuSO4H2(2)2H2O2e=H22OHCu2e2OH=Cu(OH)2Cu2H2OCu(OH)2H24用Al作电极电解下列溶液(1)H2SO4溶液阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。(2)NaOH溶液阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。答案：(1)6H6e=3H22Al6e=2Al32Al3H2SO4Al2(SO4)33H2(2)6H2O6e=3H26OH2Al6e8OH=2AlO4H2O2Al2H2O2NaOH2NaAlO23H2