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

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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 ①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－)。 ②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。 ③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：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正極：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 負(fù)極：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 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xLi＋Li1－xMn2O4LiMn2O4。下列有關(guān)說法錯(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)i1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4 C．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)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 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：4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列說法正確的是(　　) 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a D．VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O 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2H2O＋O2＋4e－===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I＋2e－===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。 ①X為________極，Y極反應(yīng)式為__________________________________________。 ②Y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)Mg－AgCl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2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－ ①負(fù)極反應(yīng)式為__________________________________________________________； ②正極反應(yīng)式為___________________________________________________________。 答案　(1)正　CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH (2)①正　2Cl－－2e－===Cl2↑?、?　X (3)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (4)①M(fèi)g－2e－===Mg2＋?、?AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－ 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2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，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CO2＋2e－＋2H＋===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N2H4→N2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6molL－1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：H2－2e－＋2OH－===2H2O； 正極：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。 (2)寫出充電時(shí)的陰、陽(yáng)極電極反應(yīng)式。 答案　陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 陽(yáng)極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O。