解題技能新型化學(xué)電源的高考命題角度及解題指導(dǎo)-展示頁(yè)
2025-01-16 08:17本頁(yè)面
【正文】 用一個(gè)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 。 具體有以下幾種考查角度： 角度一 新型電池 “ 放電 ” 時(shí)正極 、 負(fù)極的判斷 【 知識(shí)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 。 取材于這些知識(shí)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(duì)這類試題感到難 ， 而難在何處又十分迷茫 。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(guó)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) 。 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 。 負(fù)極： Zn2e Zn2+；正極： 2H++2e H2↑ 。 在紙內(nèi)的離子 “ 流過 ” 水和氧 化 鋅 組 成 的 電 解 液 。 下列說 法正確的是 （ ） mol Zn完全溶解時(shí) ， 流經(jīng)電解液的電子個(gè) 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(cuò)； 電子只能經(jīng)外電路流動(dòng) ， 而不能在電解液中流動(dòng) ， 電解液內(nèi)電流的形成是由于陰 、 陽離子的定向移 動(dòng) ， C錯(cuò)；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。② Pb2++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。 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。 對(duì)于較為復(fù)雜的電極反應(yīng) ， 可以利用總反應(yīng) 較簡(jiǎn)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 。 廣東 ， 14） 可用于電動(dòng)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 。電池工作 時(shí) ， 電子通過外電路由負(fù)極流向正極 。 如鉛蓄電池： 首先應(yīng)搞明白原電池放電時(shí)的正 、 負(fù)極 ， 再根據(jù)電池充電時(shí) ， 陽極接正極 ， 陰極接負(fù)極的原理 ， 進(jìn)行分析 。 浙江理綜 ， 12） 市場(chǎng)上經(jīng)常 見到的標(biāo)記為 Liion的電池稱為 “ 鋰離子電池 ” 。 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(dòng) 解析 A項(xiàng) ， Li從零價(jià)升至正價(jià) ， 失去電子 ， 作為負(fù) 極 ， 正確； B項(xiàng) ， 反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí) ， 反應(yīng)物只有一 種 ， 故化合價(jià)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(cuò) 。 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(chǎng)中的運(yùn) 動(dòng)規(guī)律 。 【 解題指導(dǎo) 】 ?24【 典例導(dǎo)析 4】 （ 2022 電池反應(yīng)為： FePO4+Li LiFePO4,電池的正極材 料是 LiFePO4， 負(fù)極材料是石墨 ， 含 Li+導(dǎo)電固體為 電解質(zhì) 。 綜合上述分析可知 D正確 。它以固體氧化鋯 — 氧化釔為電解質(zhì)，這種 固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子 (O2 －) 在其間通過。下列判斷正確的是 ( ) A ．有 O2放電的 a 極為電池的負(fù)極 B ．有 H2放電的 b 極為電池的正極 C ． a 極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為： O2＋ 2H2O ＋ 4e－== =4O H－ D ．該電池的總反應(yīng)方程式為： 2H2＋ O2== =2 H2O 解析 H 2 在 O 2 中燃燒的方程式為 2H 2 ＋ O 2 = = = = =點(diǎn)燃2H 2 O ， 所以氫氧燃料電池的總方程式為 2H 2 ＋ O 2 == =2H 2 O ， D 對(duì)； 而 O 2 為氧化劑，在正極反應(yīng)，所以 a 極為正極， A 錯(cuò)； 因反應(yīng)介質(zhì)中沒有水，所以正極反應(yīng)式為 O 2 ＋ 4e－== = 2O2 －， C 錯(cuò)；根據(jù)總反應(yīng)寫出負(fù)極反應(yīng)式為 2H 2 ＋ 2O2 － － 4e－== =2H 2 O ； H 2 為可燃物，為負(fù)極反應(yīng)物， B 錯(cuò)。 答案 D 2 ．燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。下列有關(guān)燃料電池的說 法錯(cuò)誤的是 ( ) A ．上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等 物質(zhì) B ．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電 池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用 C ．乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用 KOH 溶液，該電池的 負(fù)極反應(yīng)為 C2H5OH － 1 2e－== =2 CO2↑ ＋ 3H2O D ．甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為 O2＋ 2H2O ＋ 4e－ == =4O H－ 解析 氫氣、甲烷、乙醇等在燃料電池中，發(fā)生的反應(yīng)為 氧化反應(yīng)，故作為電池的負(fù)極。 答案 C 解析 氫氣、甲烷、乙醇等在燃料電池中，發(fā)生的反應(yīng)為 氧化反應(yīng)，故作為電池的負(fù)極。 答案 C 3.（ 2022 磷酸亞鐵鋰 （ LiFePO4） 是新型鋰離子電池的首選電極材料 ， 它的制備方法如下： 方法一：將碳酸鋰 、 乙酸亞鐵 ［ (CH3COO)2Fe］ 、磷酸二氫銨按一定比例混合 、 充分研磨后 ， 在800℃ 左右 、 惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰 ,同時(shí)生成的乙酸及其他產(chǎn)物均以氣體逸出 。 沉淀經(jīng)過濾 、 洗滌 、 干燥 ，在 800℃ 左右 、 惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰 。 其原因是 。 （ 3）
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