解題技能新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo)(已修改)
2025-01-19 08:17 本頁面
【正文】 解題技能 命題角度及解題指導(dǎo) 章末考能特訓(xùn) 高考中的新型電池 ， 有 “ 氫鎳電池 ” 、 “ 高鐵電池 ” 、 “ 鋅 — 錳堿性電池 ” 、 我國首創(chuàng)的 “ 海洋電池 ” 、 “ 燃料電池 ” （ 如新型細(xì)菌燃料電池 、氫氧燃料電池 、 丁烷燃料電池 、 甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池 、 CO燃料電池 ） 、 “ 鋰離子電池 ” 、 “ 銀鋅電池 ” 、 “ 紐扣電池 ” 等 。 這些電池一般具有高能環(huán)保 、 經(jīng)久耐用 、 電壓穩(wěn)定 、 比能量 （ 單位質(zhì)量釋放的能量 ） 高等特點(diǎn) 。 取材于這些知識點(diǎn)的試題 ， 由于題材廣 、 信息新 、 陌生度大 ， 所以 ， 大多數(shù)考生對這類試題感到難 ， 而難在何處又十分迷茫 。 實(shí)際上這些題目主要考查的是學(xué)生遷移應(yīng)用的能力 。 具體有以下幾種考查角度： 角度一 新型電池 “ 放電 ” 時正極 、 負(fù)極的判斷 【 知識基礎(chǔ) 】 在 ZnCu原電池中 ， 較活潑的金屬材料作負(fù)極 ， 較不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極 。 負(fù)極： Zn2e Zn2+；正極： 2H++2e H2↑ 。 【 解題指導(dǎo) 】 新型電池中 負(fù)極材料 正極材料 元素化合價升高的物質(zhì) 發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì) 元素化合價降低的物質(zhì) 發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì) 【 典例導(dǎo)析 1】 被稱之為 “ 軟電池 ” 的紙質(zhì)電池 ， 采用一個薄層紙片作為傳導(dǎo)體 ， 在其一邊鍍鋅 ， 而在其另一邊鍍二氧化錳 。 在紙內(nèi)的離子 “ 流過 ” 水和氧 化 鋅 組 成 的 電 解 液 。 電 池 總 反 應(yīng) 為Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO(OH)。 下列說 法正確的是 （ ） mol Zn完全溶解時 ， 流經(jīng)電解液的電子個 數(shù)為 1023 2MnO2+2e+2H2O 2MnO(OH)+2OH 解析 由總反應(yīng)式可知 ,二氧化錳為氧化劑而不是催 化劑 ， 鋅為還原劑 ， 應(yīng)為原電池的負(fù)極 ， A、 B錯； 電子只能經(jīng)外電路流動 ， 而不能在電解液中流動 ， 電解液內(nèi)電流的形成是由于陰 、 陽離子的定向移 動 ， C錯；電池負(fù)極反應(yīng)式為 Zn2e+H2O ZnO+2H+, 用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式 為 2MnO2+2e+2H2O 2MnO(OH)+2OH。 答案 D 角度二 新型電池 “ 放電 ” 時正極 、 負(fù)極上電極反應(yīng) 式的書寫 【 知識基礎(chǔ) 】 鉛蓄電池 ［ PbPbO2(H2SO4溶液 )］ 電極反應(yīng)的書寫： 負(fù)極： ① Pb2e Pb2+。② Pb2++SO PbSO4。 把二者合起來 ， 即負(fù)極反應(yīng)式： Pb2e+SO PbSO4。 正極： PbO2得電子變?yōu)?Pb2+， ① PbO2+2e+4H+ Pb2++2H2O； Pb2+跟 SO 結(jié)合生成 PbSO4， ② Pb2++SO PbSO4。 把二者合起來 ， 即正極反應(yīng)式： PbO2 +2e+4H++SO PbSO4+2H2O。 總反應(yīng)式 =正極反應(yīng)式 +負(fù)極反應(yīng)式 ， 即： PbO2+Pb+4H++2SO 2PbSO4+2H2O。 ?24?24?24 ?24?24?24【 解題指導(dǎo) 】 首先分析物質(zhì)得失電子的情況 ， 然后再考慮電極反 應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng) 。 對于較為復(fù)雜的電極反應(yīng) ， 可以利用總反應(yīng) 較簡單 一極電極反應(yīng)式 =較復(fù)雜一極電極反應(yīng)式的方法解決 。 【 典例導(dǎo)析 2】 （ 2022 廣東 ， 14） 可用于電動汽車 的鋁 空氣燃料電池 ， 通常以 NaCl溶液或 NaOH溶液 為電解液 ， 鋁合金為負(fù)極 ， 空氣電極為正極 。 下列 說法正確的是 （ ） NaCl溶液或 NaOH溶液為電解液時 ， 正極反應(yīng) 都為： O2+2H2O+4e 4OH NaOH溶液為電解液時 ， 負(fù)極反應(yīng)為 Al+3OH 3e Al(OH)3↓ NaOH溶液為電解液時 ， 電池在工作過程中電 解液的 pH保持不變 ， 電子通過外電路從正極流向負(fù)極 解析 電池工作時 ， 正極上 O2得到電子被還原 ， 電極 反應(yīng)為： O2+2H2O+4e 4OH,A正確；電解液為 NaOH溶液時 ， 在負(fù)極上產(chǎn)生的是 NaAlO2而不是 Ａ l(OH)3,B錯誤；電池的總反應(yīng)為： 4Al+3O2+4NaOH 4NaAlO2+2H2O,消耗 NaOH， pH減小 。電池工作 時 ， 電子通過外電路由負(fù)極流向正極 。 答案 A 角度三 新型電池 “ 充電 ” 時陰極 、 陽極的判斷 【 知識基礎(chǔ) 】 充電的實(shí)質(zhì)就是把放電時發(fā)生的變化再復(fù)原的過程 。 如鉛蓄電池： 首先應(yīng)搞明白原電池放電時的正 、 負(fù)極 ， 再根據(jù)電池充電時 ， 陽極接正極 ， 陰極接負(fù)極的原理 ， 進(jìn)行分析 。 【 解題指導(dǎo) 】 【 典例導(dǎo)析 3】 （ 2022 浙江理綜 ， 12） 市場上經(jīng)常 見到的標(biāo)記為 Liion的電池稱為 “ 鋰離子電池 ” 。 它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料 （ 碳作為金 屬鋰的載體 ） ， 電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo) Li+的高分子 材料 。 這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為： Li+ 下列說法不正確的是 （ ） ， 負(fù)極的電極反應(yīng)式： Lie Li+ ， 反應(yīng) Li+向負(fù)極移動 解析 A項(xiàng) ， Li從零價升至正價 ， 失去電子 ， 作為負(fù) 極 ， 正確； B項(xiàng) ， 反應(yīng)逆向進(jìn)行時 ， 反應(yīng)物只有一 種 ， 故化合價既有升 ， 又有降 ， 所以既發(fā)生氧化反 應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng) ， 正確； C項(xiàng) ， 由于 Li可以與水反 應(yīng) ， 故應(yīng)為非水材料 ， 正確； D項(xiàng) ， 原電池中陽離子 應(yīng)遷移至正極失電子 ， 故錯 。 答案 D 角度四 新型電池充 、 放電時 ， 電解質(zhì)溶液中離子移 動方向的判斷 【 知識基礎(chǔ) 】 原電池中 ， 陽離子移向正極 ， 陰離子 移向負(fù)極 ， 如 ZnCu（ 稀 H2SO4） 電池中： H+移向 Cu極； SO 移向 Zn極 。 電解池中 ， 陽離子移向陰 極 ， 陰離子移向陽極 ， 符合帶電微粒在電場中的運(yùn) 動規(guī)律 。 首先應(yīng)分清電池是放電還是充電；再判斷出正 、 負(fù) 極或陰 、 陽極 ， 進(jìn)而即可確定離子的移動方向 。 【 解題指導(dǎo) 】 ?24【 典例導(dǎo)析 4】 （ 2022 廣東 ， 16改編 ） LiFePO4電池具有穩(wěn) 定性高 、 安全 、 對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn) ， 可用于電動汽車 。
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