高考化学“化学电源”考点的一轮复习案例参考.doc
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1、全国卷“化学电源”考点的一轮复习案例参考片段1:原电池概念复习和模型建立【学生思考与交流】反应Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu1、电化学装置请用最简单的电化学装置实现以上反应,画出装置图并作必要的标注。2、基本概念(1)在图中标出正、负极,并写出电极方程式:(2)在图中标出电子、电流、离子的移动方向。3、问题拓展(1)反应一段时间后,正极增重12.8g,则电路中共转移了多少电子?(相对原子质量:Cu 64 Zn 65)(2)请将上述装置改造成含盐桥的双池原电池,画出装置图并简述改进后的好处。【归纳与梳理】1、 电池反应的拆分:2、 电池装置的一般模型:【应用与强化】利用模型解决陌生化学电
2、源的分析和判断【例1】2013海南04Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+Mg=Mg2+2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是 AMg为电池的正极 B负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-C不能被KCl溶液激活 D可用于海上应急照明供电选题意图:用陌生的总反应呈现信息,训练从总反应拆分电极反应的能力。【例2】2015国乙11微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是A正极反应中有CO2生成 B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12
3、O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O选题意图:用图示呈现反应物,学生需先找出隐含的总反应:C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O再进行判断,质子交换膜限定了粒子的迁移方向和提示了电解质环境。【例3】2010安徽11某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2O22H2O,下列说法正确的是 A电子通过外电路从b极流向a极 Bb极上的电极反应式为:O22H2O4e4OH C每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2 DH由a极通过固体酸电解质传递到b极选题意图: 转化为,即可将陌生问题转化为熟悉问题解决。【针对训练1】2013
4、安徽10热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是 A正极反应式:Ca+2Cl-2e- CaCl2 B放电过程中,Li+ 向负极移动 C每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g Pb(已知Pb的相对原子质量为207)D常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转选题意图:用陌生的总反应呈现信息,训练从总反应拆分电极反应的能力,利用电子和物质的关系式进行简单计算。【针对训练2】201
5、3江苏09Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是AMg电极是该电池的正极 BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大 D溶液中Cl-向正极移动选题意图:用图示呈现信息,从物质化合价的变化判断反应和正负极,套用原电池模型解题。【针对训练3】2011福建11研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成 C放电时OH向正极移动 D总反应为:2
6、Li2H2O=2LiOHH2选题意图:结合题干信息得到氧化还原反应2Li2H2O=2LiOHH2,即为电池总反应,套用原电池模型即可迅速选出答案。【针对训练4】2013国甲11“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是 A电池反应中有NaCl生成 B电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C正极反应为:NiCl2 + 2e= Ni + 2Cl D钠离子通过钠离子导体在两电极间移动选题意图:根据图示呈现的多种物质,可寻找到NaNa+、NiCl2Ni两组有价态变化的的电极反应,套用相关概念即可迅速做出判断。【小
7、结】1、新颖的情景像“纸老虎”,透过现象看本质,考查的内容离不开对氧化还原反应的分析和原电池模型的套用;2、对陌生的装置学会进行适当的转化方便分析。片段2:电极反应的书写方法【学生思考与交流】反应H2+O2=2H2O1、电化学装置2、电极反应式负极:正极:3、问题拓展(1)若电解质溶液改为KOH溶液,对电极反应有影响吗?(2) 若电解质改为能传导O2-的固态电解质,电极反应又有何不同?【归纳提升】电极反应式书写的方法和注意事项方法一:直接书写,相加验证方法二:先写较易的,总式-正/负极特别注意:电极反应中出现的微粒应在电解质中能稳定存在。【巩固与强化】【例1】2011国标27在直接以甲醇为燃料
8、的燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为 、正极的反应式为 。思考:若电解质溶液改为碱性,正、负极反应式会有什么变化?答案:CH3OH +H2O-6e-= CO2 +6H+;3/2O2 +6H+ +6e-= 3H2O电解质溶液改为碱性,负极:2CH3OH +16OH-12e-= 2CO32-+12H2O;正极:3O2 +6H2O +12e-= 12OH-选题意图:书写较为复杂的燃料电池的电极反应,让学生体会两种不同的书写方法,采用总反应-正极反应的方式较易得出负极反应;增加了碱性电解质溶液的思考题,促使学生体会电解质环境对书写电极反应和总反应的影响。【例2】2012海南13(4)肼(N2
9、H4)空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 (已知产物无毒无害) 。 选题意图:反应物比较陌生,产物根据信息和价态变化可推断为N2,训练学生用氧化还原知识直接书写电极反应的能力。【例3】某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如右图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是 。选题意图:用图示呈现信息,学生要结合质子交换膜的作用和氮元素价态的变化书写陌生的电极反应。【针对训练1】甲烷空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)是一种常见的电源,负极反应式为 。【针对训练2】铝空气燃料电池通常以NaOH溶液为电解液,负极反应式为 。【针对训练3】2012国标26(4)与MnO2
10、-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为_,该电池总反应的离子方程式为_。【针对训练4】2015四川11(5) FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li + FeS2 = Fe + 2Li2S,正极反应式是 。【针对训练5】2012江苏20(3)铝电池性能优越,AlAgO电池可用作水下动力电源,其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为 。【针对训练6】2015广东32(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4和Al2Cl7两种离子在Al电极上相互转
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