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1、(十二 )新型化学电源试题的解题方略(对应学生用书第120 页)要点归纳 1背景介绍近几年的高考题中的新型化学电源，有“镍氢电池”“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。虽然该类试题题材新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，主要考查的是学生迁移应用的能力。只要细心分析，实际上得分相对比较容易。2命题分析命题人常常根据新型化学电池的装置特点，以新介质、新燃料、轻金属为背景，涉及下列命题角度。(1)电极
2、的判断及其电极反应式的书写或判断。(2)两极产物及两极反应类型的判断。(3)两极附近溶液的pH 变化或计算。(4)电子、电流、离子移动方向，交换膜的判断。(5)电子守恒的相关计算。3新型化学电源示例分析(1)(2016 全国卷 )Mg- AgCl 电池 (海水为电解质溶液 )负极反应式： Mg2e =Mg2 ；正极反应式： 2AgCl 2e =2Ag 2Cl ；总反应式： Mg2AgCl=2Ag MgCl 2。(2)(2015 全国卷 )微生物电池如图负极反应式： C6H12O624e 6H2O=6CO2 24H；12 24e24H2。正极反应式： 6O=12H O(3)镍氢电池 (KOH 溶
3、液 )：NiOOH MH放电Ni(OH) 2 M充电负极反应式： MH e OH =MH2 O；正极反应式： NiOOH e H2O=Ni(OH) 2OH 。(4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。总反应式为4 2LiCl PbSOCa=CaCl2 Li 2 SO4Pb负极反应式： 2Cl2；Ca2e=CaCl正极反应式： PbSO42e =SO42 Pb。(5)锂离子电池总反应式为 xLi Li 1 xMn 2O4放电LiMn 2O4充电负极反应式： xLi xe =xLi ；正极反应式： Li 1 xMn 2O4 xe xLi =LiMn 2O4。(2017 全国卷 )全固态锂硫电池能量
4、密度高、成本低，其工作原理如图所示，其 中 电 极a常 用 掺 有 石 墨 烯 的S8 材 料 ， 电 池 反 应 为16Li xS8=8Li2 Sx(2x8)。下列说法错误的是 ()A电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S62Li 2e =3Li2 S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol 电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性D电池充电时间越长，电池中Li 2S2 的量越多审题指导 (1)16Li xS82 x 8)=8LiS (2x?Li 作负极，电极反应式为16Li16e =16Li8 作正极，电极反应式为 xS816e 16Li=8Li2 xS
5、S?放电时2电极 a 作正极，放电时间越长，Li 2Sx 中 x 越小?充电时电极 a 作阳极，充电时间越长，Li 2Sx 中 x 越大0.02 mol1(2)负极 Li 生成 Li 移向正极，减重7 g mol0.14 g【答案】D(1) 放电时负 极反应式 为 _，正 极反 应式 ( 当 x 6 时 ) 为_ ， 放 电 过 程 中2 8 Li 2 6 的 正 极 反 应 式 为Li SS_。充电时，阳极反应式2 2Li 24。(2)(Li SS )_【答案】(1)Li 6S8 16e 16Li 2 63Li 2 82ee =Li=8Li SS2Li =4Li2S6(2)2Li 2S2 2
6、e =Li2S42Li 对点训练 1(2018 厦门模拟 )一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是 ()Aa 电极发生还原反应，作电池的正极Bb 电极反应式为 2NO310e 12H =N2 6H2OCH 由右室通过质子交换膜进入左室D标准状况下，电路中产生6 mol CO2 同时产生 22.4 L 的 N2BA 项，在该燃料电池中通入燃料的电极为负极，故电极a 为负极，电极b 为正极， a 电极发生氧化反应，错误； B 项，b 电极为正极，发生还原反应，反应式为 2NO310e 12H =N26H2O，正确； C 项，溶液中 H 由负极移向正极，即由左室通过质子交换膜进入右室
7、，错误；D 项，不能确定有机物中碳元素的化合价，则不能计算转移的电子数，也不能通过二氧化碳计3算氮气的体积，错误。 2(2018 石家庄联考 )某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应式为 Li 1 xCoO2Li xC6=LiCoO2 C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是 () 【导学号： 97500109】A放电时， Co 元素的化合价升高B放电时，正极的电极反应式为Li 1 xCoO2 xe xLi =LiCoO2C充电时， Li 在电解液中由阳极向阴极迁移D充电时，阴极的电极反应式为C6xLi xe =LixC6A 由放电时电池的总反应式可知， 放电时 Co
8、元素的化合价降低， A 项错误；放电时正极的电极反应式为 Li 1xCoO2 xe xLi =LiCoO2，B 项正确；充电时阳离子由阳极向阴极迁移， C 项正确；充电时阴极反应与放电时负极反应互为逆反应，阴极反应式为 C6xLi xe=LixC6，D 项正确。 3大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池 (Ni-MH 电池 )正极板材料为 NiOOH ，负极板材料为吸氢合金， 下列关于该电池的说法中正确的是()A放电时电池内部H 向负极移动B充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C充电时阳极反应式为Ni(OH) 2OH e=NiOOH H2OD放电时负极的电极反应式为MH nne
9、=MnHCA 项，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，错误；B 项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误；C 项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式：NiOOH H2Oe =Ni(OH)2OH ，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式： Ni(OH)2 OH e =NiOOHH2O，正确； D 项，该电池的环境是碱性环境，不能有大量H 存在，电极反应式： MH n nOH ne4=MnH2O，错误。 4(2018 黑龙江五校联考 )斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队发明了一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池。 该电池的电极材
10、料为铝和 CnAlCl4(Cn 为石墨 )，有机物阳离子和 AlCl4 组成离子液体，电池放电时，在负极附近形成Al2Cl7 。充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。 下列说法不正确的是()A放电时，铝为电池负极，电极反应式为Al 3e =Al3B放电时，负极材料和正极材料质量均减少C充电和放电过程中，有机物阳离子移动方向相反D充电时，阳极的电极反应式为AlCl4 Cn e =CnAlCl 4A 选项 A，题目信息提示， 负极形成 Al2Cl7，故电极反应式为 Al 7AlCl 4 3e =4Al2Cl7，错误。选项 B，放电时， Al 溶解，负极质量减少，正极反应式为 CnAlCl 4e =AlCl 4 Cn，质量也减少， 正确。选项 C，放电时，阳离子从负极移向正极，充电时，阳离子从阳极移向阴极，正确。选项D，充电时，电池的阳极发生氧化反应，正确。5