2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第6章 題型突破10 新型電源及電極反應(yīng)式的書寫精講義+優(yōu)習(xí)題（含解析）魯科版.docx

新型電源及電極反應(yīng)式的書寫近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲(chǔ)氫電池”“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”等，這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解答這類考題，首先要理解常見的化學(xué)電源種類及原電池的工作原理，其次會(huì)判斷正負(fù)電極或陰陽(yáng)極，以及會(huì)書寫電極反應(yīng)式等。1電極反應(yīng)式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫)2已知總方程式，書寫電極反應(yīng)式(1)書寫步驟步驟一：寫出電池總反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne)。步驟二：找出正、負(fù)極，失電子的電極為負(fù)極；確定溶液的酸堿性。步驟三：寫電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)：還原劑ne=氧化產(chǎn)物正極反應(yīng)：氧化劑ne=還原產(chǎn)物(2)書寫技巧若某電極反應(yīng)式較難寫時(shí)，可先寫出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較易寫的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫的電極反應(yīng)式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中：總反應(yīng)式：CH3OCH33O2=2CO23H2O正極：3O212H12e=6H2O負(fù)極：CH3OCH33H2O12e=2CO212H特別提醒簡(jiǎn)單電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。3氫氧燃料電池在四種常見介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)負(fù)極正極1我國(guó)科學(xué)家發(fā)明的水溶液鋰電池為電動(dòng)汽車發(fā)展掃除了障礙，裝置原理如圖所示，其中固體薄膜只允許Li通過。鋰離子電池的總反應(yīng)為xLiLi1xMn2O4LiMn2O4。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A放電時(shí)，Li穿過固體薄膜進(jìn)入水溶液電解質(zhì)中B放電時(shí)，正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1xMn2O4xLixe=LiMn2O4C充電時(shí)，電極b為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)D該電池的缺點(diǎn)是存在副反應(yīng)2Li2H2O=2LiOHH2答案D解析Li為活潑金屬，放電時(shí)，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極a為負(fù)極，陽(yáng)離子從負(fù)極移向正極，即Li穿過固體薄膜進(jìn)入水溶液電解質(zhì)中，然后移向電極b，A、B項(xiàng)正確；充電時(shí)，電池正極接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，是陽(yáng)極，C項(xiàng)正確；由于固體薄膜只允許Li通過，水不能與Li接觸，故不存在Li與水的反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.硼化釩空氣電池是目前儲(chǔ)電能力最高的電池，電池示意圖如圖所示，該電池工作時(shí)的反應(yīng)為：4VB211O2=4B2O32V2O5，下列說(shuō)法正確的是()A電極a是電源負(fù)極B溶液中的OH向a極移動(dòng)C電子由VB2極經(jīng)KOH溶液流向電極aDVB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O答案D解析空氣中的O2是氧化劑，故a是電源正極，A錯(cuò)誤；電子由VB2極經(jīng)外電路流向電極a，溶液不傳導(dǎo)電子，C錯(cuò)誤；VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)用總反應(yīng)減去2H2OO24e=4OH，D正確。3我國(guó)科技工作者首次提出一種新型的Li電池，該電池正極為含有I、Li的水溶液，負(fù)極為固態(tài)有機(jī)聚合物，電解質(zhì)溶液為L(zhǎng)iNO3溶液，聚合物離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負(fù)極隔開，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)判斷正確的是()A甲是原電池工作原理圖，乙是電池充電原理圖B放電時(shí)，液態(tài)電解質(zhì)溶液的顏色加深C充電時(shí)，Li穿過隔膜從右側(cè)移向左側(cè)D放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為答案D解析“負(fù)極為固態(tài)有機(jī)聚合物”，即固態(tài)有機(jī)聚合物在負(fù)極失電子，電極反應(yīng)式為，故乙是原電池工作原理圖，A錯(cuò)誤、D正確；放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式為I2e=3I，I被還原為I，液態(tài)電解質(zhì)溶液顏色變淺，B錯(cuò)誤；充電過程為電解過程，陽(yáng)離子從陽(yáng)極移向陰極，即甲中Li從左側(cè)移向右側(cè)，C錯(cuò)誤。4(1)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的。下圖是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。電極b做_極，表面發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)濃差電池中的電動(dòng)勢(shì)是由于電池中存在濃度差而產(chǎn)生的。某濃差電池的原理如圖所示，該電池從濃縮海水中提取LiCl的同時(shí)又獲得了電能。X為_極，Y極反應(yīng)式為_。Y極生成1molCl2時(shí)，_molLi移向_(填“X”或“Y”)極。(3)一種以肼(N2H4)為液體燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作氧化劑，KOH做電解質(zhì)。負(fù)極反應(yīng)式為_；正極反應(yīng)式為_。(4)MgAgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgClMg=Mg22Ag2Cl負(fù)極反應(yīng)式為_；正極反應(yīng)式為_。答案(1)正CO22e2H=HCOOH(2)正2Cl2e=Cl22X(3)N2H44e4OH=N24H2OO24e2H2O=4OH(4)Mg2e=Mg22AgCl2e=2Ag2Cl解析(1)從圖示可以看出，左側(cè)H2O轉(zhuǎn)變成O2，O元素被氧化，電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2，H通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)發(fā)生反應(yīng)，右側(cè)通入的CO2轉(zhuǎn)變成HCOOH，C元素被還原，電極b為正極，電極反應(yīng)式為CO22e2H=HCOOH。(2)根據(jù)裝置可知生成H2的電極為正極，生成Cl2的電極為負(fù)極。(3)根據(jù)裝置可知N2H4N2為氧化反應(yīng)，在負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)。5一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6molL1的KOH溶液。(1)寫出放電時(shí)的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。答案負(fù)極：H22e2OH=2H2O；正極：2NiOOH2H2O2e=2Ni(OH)22OH。(2)寫出充電時(shí)的陰、陽(yáng)極電極反應(yīng)式。答案陰極：2H2O2e=H22OH；陽(yáng)極：2Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O。