浅谈可充电电池试题的解题策略与其应用.docVIP

浅谈可充电电池试题的解题策略及其应用 有关可充电电池试题是今年高考一大亮点，这充分说明可充电电池在今后教学中的重要性。但这类试题往往又是学生学习的难点，错误率较高。笔者仔细研究了可充电电池试题，对这类试题解法进行点拨，供同学们复习时参考。 一．解可充电电池试题必备知识 1．对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应。要能根据题给总反应式，写出原电池总反应式和电解池总反应式。 2．对可充电电池电极极性和材料的判断：判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料；得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。 3．可充电电池电极反应式的书写方法： 书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；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。 充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。 4．对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。 5．对溶液中离子的移动方向判断：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 6．可充电电池充电时与电源的连接：可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。 7．有关电化学的计算：有关电化学的计算都必须利用电子守恒，要注意各电极转移的电子数均相等。这类计算通常有计算电极的增重或较少量、溶液的PH、溶液的离子浓度、电子转移的数目等。 二．可充电电池试题的解题策略 综观历年高考试题可发现，解可充电电池试题的关键在于能否正确书写电极反应式。书写电极反应式的关键是能否正确书写放电时的电极反应式。要正确书写放电时的电极反应式，既要弄清得失电子的物质，还要特别注意电极产物是否与电解质溶液共存，要写出实际存在的电极反应式。然后根据原电池的负极反应与电解池的阳极反应、原电池的正极反应与电解池的阴极反应互为逆反应，即可快速写出充电时的电极反应式。各电极反应式顺利写出以后，即可正确解题。 三．有关可充电电池高考试题题型分析 1．可充电电池电极极性和材料判断 例1（2001年广东化学卷第2题）镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O。由此可知，该电池放电时的负极材料是（ ） A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH) 解析：要理解镍镉电池放电和充电的过程。放电是原电池反应，根据题给条件知放电（原电池）时的总反应式为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。标出原电池总反应式电子转移的方向和数目指出，即可知道参与负极反应的物质： 2e- Cd＋2NiO(OH)＋2H2O=Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。 从上式可知，Cd可作负极材料，参与负极反应。 故应选C。 点评：此类试题考查可充电电池电极极性和材料判断，首先要准确判断充电、放电分别表示什么反应（原电池反应还是电解池反应），并写出充电、放电的总反应式，然后在总反应式上标出电子转移的方向和数目，即可正确判断可充电电池电极极性和材料。 2．可充电电池电极反应式的书写和判断 例2（05江苏化学卷第14题）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是（ ） A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2 B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O C．放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D．放电时正极附近溶液的碱性增强 解析：高铁电池放电作用是原电池的功能，其总反应式为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn(OH