2018年高考化学三轮冲刺最后30天之考前争分系列热点突破六新型化学电源的原理分析学案.docVIP

新型化学电源的原理分析 [突破方法]　 (1)正、负极的判断 新型电池中 (2)“放电”时正极、负极电极反应式的书写 首先分析物质得失电子的情况。 然后再考虑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。 对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式－较简单一极的电极反应式＝较复杂一极的电极反应式”的方法解决。 (3)“充电”时阴极、阳极的判断 首先应搞明白原电池放电时的正、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。 电极反应式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正极与充电时的阳极分别互逆。 (4)新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断 首先应分清电池是放电还是充电。 再判断出正、负极或阴、阳极。 放电：阳离子―→正极，阴离子―→负极； 充电：阳离子―→阴极，阴离子―→阳极； 总之：阳离子―→发生还原反应的电极； 阴离子―→发生氧化反应的电极。 例　[2018·河南、河北两省联考]世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁－空气电池，其结构如图所示。 下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　) A．a极发生氧化反应 B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－ C．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol 电子转移 D．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2 答案　D 解析　a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol 电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L×5＝112 L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正确。 1．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，其中NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是(　　) A．溶液中OH－向电极a移动 B．电极b上发生还原反应 C．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O D．理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4 答案　D 解析　NH3在电极a处失电子被氧化，则a为负极，b为正极，溶液中OH－向电极a(负极)移动，A正确；O2在b极上发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；NH3在负极上被氧化为常见无毒物质，即生成N2，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，C正确；反应中NH3被氧化生成N2，而O2被还原生成OH－，根据得失电子守恒可知，n(NH3)∶n(O2)＝4∶3，D错误。 2．[2017·郑州二测]中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，a、b、c、d均为Pt电极。下列说法正确的是(　　) A．B区的OH－通过隔膜向a电极移动，A区pH增大 B．图中右管中的OH－通过隔膜向c电极移动，d电极上发生还原反应 C．c是正极，电极上的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．当有1 mol电子转移时，b电极产生气体Y的体积为11.2 L 答案　B 解析　B区为阴极区，水电离出的H＋放电，OH－向a电极移动，A区水电离出的OH－放电，pH减小，A错误；气体Y为氢气，在c极反应：H2－2e－＋2OH－===2H2O，气体X是氧气，在d极发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以OH－向c极移动，B正确，C错误；D项，没给出标准状况，错误。 3．新一代全固体锂离子电池使用硫化物固体电解质，利用薄层成膜技术和加压成型技术，提高了材料颗粒间的离子传导能力，从而实现了无需机械加压的充、放电。电池的工作原理为LiMO2＋nCLi1－xMO2＋LixCn(M可以是Co、Ni、Fe等)，内部结构如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．电池放电时，负极发生的反应为nC＋xLi＋＋xe－===LixCn B．充电时，a端接电源的负极，b端接电源的正极 C．电池充电时Li＋自左向右移动 D．电池工作时，固体电解质因熔融而导电 答案　B 解析　电池放电时，负极发生的反应为失电子的氧化反应，故A错误；可充电电池充电时，原来的负极连接电源的负极，正极连接电源的正极，故B正确；电池充电时相当于电解池，Li＋向阴极移动，即自右向左移动，故C错误；锂离子电池利用薄层成膜技术和加压成型技术，提高了材料颗粒间的离子传导性，使得硫化物固体不需要在熔融状态下即可导电，故D错误。 新型化学电源的原理分析 专题训练 1.