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第六章专题课时4讲述
微题型一 微题型二 微题型三 专题课时4 新型化学电源 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。虽然该类试题题材新颖,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。 [题型说明] 微题型一 新型燃料电池的分析与判断 【示例1】 (2015·江苏化学,10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( ) [题型示例] 答案 D 【方法指导】 理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤 1.先写出燃料电池总反应式 虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同,但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应,然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加,从而得到总反应方程式。 3.最后写出燃料电池负极的电极反应式 由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生,故燃料电池负极的电极反应式=燃料电池总反应式-燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O2,二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。 1.(2015·西安八校联考)甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源,其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是( ) [题型精练] A.通氧气的一极为负极 B.H+从正极区通过交换膜移向负极区 C.通甲醇的一极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+ D.甲醇在正极发生反应,电子经过外电路流向负极 解析 通氧气的一极发生还原反应,为正极,A项错误;H+从负极区通过交换膜移向正极区,B项错误;通甲醇的一极为负极,发生氧化反应:CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+,C项正确;甲醇在负极上发生反应,电子由负极经外电路流向正极,D项错误。 答案 C 解析 A项没有注明标准状况,错误;质子应由负极移向正极,B错误;正极的电极反应式为2O2+8H++8e-===4H2O,D错误。 答案 C 3.氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池,下图是供氨水式燃料电池工作原理: (1)氨气燃料电池的电解质溶液最好选择________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。 (2)空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是 ____________________________________________________。 (3)氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池的电极总反应是________________,正极的电极反应式是___________________________________________。 解析 氨气为碱性气体,会与CO2反应,由此可回答(1)(2)问。由信息和所含元素可知无毒气体是氮气,在燃料电池中,燃料为负极,氧气为正极,根据碱性环境可知,正极反应式为O2+4e- + 2H2O===4OH-。 答案 (1)碱性 (2)CO2 (3)4NH3 + 3O2===2N2 + 6H2O 3O2+12e- + 6H2O===12OH-(或O2 + 4e- + 2H2O===4OH-) 【题型模板】 微题型二 可充电电池 [题型示例] 思维提示 A项,在原电池内部,阳离子应移向正极;二次电池充电过程为电解的过程,阴极发生还原反应,B项正确;C项,比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能,当二者质量相同时,转移电子的物质的量不相等,即比能量不同;D项,左边装置已经是放完电的电池,应为锂硫电池给锂离子电池充电。 答案 B 【方法归纳】 可充电电池电极反应式的书写技巧 书写可充电电池电极反应式时,一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电时的电极反应式时,一般要遵守三个步骤:第一,先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目,找出参与负极和正极反应的物质;第二,写出一个比较简单的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液反应);第三,在电子守恒的基础上,总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程,充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。根
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