2019版高考总复习化学练习:全国卷热考微专题(11)含解析.docx.pdf
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1、全国卷热考微专题(11) I新型化学电源 以新型化学电源为载体, 考查原电池原理以及电极反应式的书写, 是全国卷的必考热点之一,命题设计主要是选择题,偶有非选择题出 现。该类试题常与工业生产,污水处理, 能源开发相联系, 题材广 , 信 息新,陌生度大,主要考查考生阅读相关材料. 提炼关键信息或结合 图示等综合分析的能力、知识的迁移应用能力。 1. 电极反应式书写的一般步骤: (1) 先确定原电池的正、负极,列出正、负极上的反应物质,并 标出相同数目电子的得失。 (2) 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共 存。 若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。 若正极上的
2、反应物质是02,且电解质溶液为中性或碱性,则 水必须写入正极反应式中,且02 生成 OH; 若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,02 生 成 水。 (3) 正、 负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反 应的总反应式,可先写出较易书写的一极的电极反应式,然后在电子 守恒的基础上,总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得到 较难写出的另一极的电极反应式。 2. 已知总方程式,书写电极反应式 (1)书写步骤。 步骤一:写出电池总反应式,标出电子转移的方向和数目 ( 处 ) 。 步骤二:找出正、负极,失电子的电极为负极;确定溶液的 酸 碱性。 步骤三:写电极反应式。 负极反
3、应:还原剂一处一=氧化产物 正极反应:氧化剂 + ne=还原产物 (2)书写技巧。 若某电极反应式较难写时,可先写出较易的电极反应式,用总反 应式减去较易的电极反应式,即可得出较难写的电极反应式。如: CH3OCH3(Z1 甲醛) 酸性燃料电池中 : 总反应式: CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O 正极: 3O2+ 12H + + 12e=6H 2O 负极: CH 3OCH3+3H2O-12e =2CO2+12H +注意:简单电极 反 应中转移的电子数,必须与总方程式中转移的电子数相同。 3. 氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结 H2-2e=2H +酸作介质 H2-2e+2OH
4、=2H2O 碱作介质 H2-2e +O 2 =H 2O 熔融金属氧化物作介质 IH2 - 2e_ + COf=H2O+CO2熔融碳酸盐作介质fO2+4e +4H +=2H 2O 酸作介质 O2+4e _+2H 2O=4OH “ 碱作介质 O2+4e=2O 2_熔融金属氧化物作介质 4. 明确燃料电池电极反应式的书写方法(1)燃料电池中,通入02 的一极为正极,书写方法是: 首先书写正极反应式: 酸性介质: 4H + + O 2+4e =2H2O; 碱性介质: 2H2O+O2+4e =4OH“ o 负极 、C)2+4e +2CO2 2COf 熔融碳酸盐作介质 然后用总反应式减去正极反应式得到负极
5、电极反应式,相减时 要求两极得失电子总数相等(即将总反应式中的02 按比例消去) 实例(以甲醇、。2 的燃料电池为例)。 酸性介质,如H2SO4。 CH3OH 在负极上失去电子生成CO2 气体, 02 在正极上得到电 子,在 H+作用下生成 H2O。电极反应式为 负极: CH3OH-6e + H 2O=CO2 t +6H +; 3 正极: 2 2+6e+6H +=3H 2O o 碱性介质,如KOH 溶液。 CH3OH 在负极上失去电子,在碱性条件下生成COf, 1 mol CH3OH 失去 6 mol e“, O2 在正极上得到电子生成OH ,电极反应式 为: 负极: CH3OH-6e“+8O
6、H“=CO3 _+6H 2O; 3 正极:TO2+6e“+3H2O=6OH o 熔融盐介质,如K2CO3 。 在电池工作时, COf 移向负极。 CH 3OH 在负极上失去电子,在 CO 釘的作用下生成CO2 气体,。 2 在正极上得到电子,在CO2 的 作用 下生成 cor,其电极反应式为: 负极: CH 3OH-6e“+3COr=4CO2 t +2H2O; 3 正极: 2 2+6e +3CO2=3CO3 o 型示例 1?(2016-海南卷)某电池以K2FeO4和 Zn 为电极材料, KOH 溶 液为电解溶质溶液。下列说法正确的是() A. Zn 为电池的负极 B.正极反应式为2FeO4“
7、+ 10H +6e=Fe2O 3+5H2O C. 该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时 OHT 向正极迁移 解析:根据化合价升降判断, Zn 化合价只能上升, 故为负极材料, K2FeO4为正极材料, A 正确; KOH 溶液为电解质溶液,则正极电极 方程式为2FeOr+6e + 8H 2O=2Fe(OH )3+10OH -, B 错误; 该电池 放电过程中电解质溶液浓度减小,C 错误;电池工作时阴离子OIT 向 负极迁移, D 错误。 答案: A 2.(2017-全国卷皿) 全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工 作原理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的比材料,电池反应 为
8、 16Li+xS8=8Li2Sx(28)o 下列说法错误的是() A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li +2e=3Li 2S4 B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol 电子,负极材料减重 0.14 C?石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性 D?电池充电时间越长,电池中U2S2 的量越多 解析:原电池工作时,正极发生一系列得电子的还原反应,即: Li2S8-Li2S6-Li2S4-Li2S2,其中可能有2Li2S6+2Li +2e_=3Li 2S4, A 项 正确;该电池工作时,每转移0.02 mol 电子,负极有0.02 mol Li (质 量为 0.14 g)被氧化为
9、 Li+, 则负极质量减少0.14 g, B项正确;石墨烯 能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a 的导电性, C 项正确; 充电过程中, U2S2 的量逐渐减少, 当电池充满电时, 相当于达到平衡 状态,电池中U2S2 的量趋于不变,故不是电池充电时间越长,电池 中 U2S2 的量越多, D 项错误。 答案: D 方法指导理解充 放电,准确剖析电化学原理 1.对于可充电电池,放电时为原电池,符合原电池工作原理, 负极发生氧化反应,正极发生还原反应;外电路中电子由负极流向正 极,内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 2.对于可充电电池,充电时为电解池,阳极发生氧化反应,阴 极发生还原反
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