高考化学总复习考点题型专题讲解1---新型化学电源及其应用

高考化学总复习考点题型专题讲解

高考化学总复习考点题型专题讲解

新型化学电源及其应用

新型化学电源及其应用

以新型化学电源为载体，考查原电池、电解池的工作原理以及电极反应式的书写，是新课标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．(2018·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO

2二次电池。

将NaClO

4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电

池的总反应为3CO

2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( )

A．放电时，ClO－

4向负极移动

B．充电时释放CO

2，放电时吸收CO2

C．放电时，正极反应为3CO

2＋4e－===2CO2－3＋C

D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na

解析：根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋；正极反应：3CO

2＋4e

－===2CO2－

3＋C。充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－===4Na；阳(正)极：2CO2－3＋C－4e－===3CO2

↑。放电时，ClO－

4向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，

放电时吸收CO

2。

答案：D

2．(2017·全国卷Ⅲ)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S

8材料，电池反应为16Li＋x S8===8Li2S x(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li

2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4

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 g

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Li

2S2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：Li

2S8→Li2S6→Li2S4

→Li

2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，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Li＋，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，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，Li

2S2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Li

2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。

答案：D

1.解答新型化学电源题的步骤

(1)根据总反应方程式分析元素化合价的变化，确定正、负极反应物。

(2)注意溶液酸碱性环境，书写正、负极反应式。

(3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的移向，电解质溶液的酸碱性变化。

(4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算。

2．注意可充电电池的三事项

(1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

(2)充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。

(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断：分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。

①首先应分清电池是放电还是充电。

②再判断出正、负极或阴、阳极。

放电：阳离子→正极，阴离子→负极；

充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；

总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。

1．(2019·南平质检)有人设想以N

2和H2为反应物，以溶有X的稀盐酸为电解质溶液，制造出新型燃料电池，装置如图所示。下列说法正确的是( )

A．放电时H＋向左移动，生成的物质X是N H

4Cl

B．通入H

2的一极为正极

C．通入N

2的电极反应为：N2＋6H＋－6e－===2N H3

D．放电过程右边区域溶液pH逐渐增大

解析：以N

2、H2为原料，以溶有X的稀盐酸为电解质溶液构成新型燃料电池，正

极发生还原反应，即氮气被还原生成N H＋

4，电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2N H＋4；负极

是氢气失电子生成氢离子，电极方程式为H

2－2e－===2H＋，总反应为：N2＋3H2＋

2H Cl===2N H

4Cl。A项，放电时H＋向正极移动，即向左移动，生成的物质X是N H4Cl，正

确；B项，通入H

2的一极为负极，错误；C项，通入N2的电极为正极，发生还原反应，

N

2＋6e－＋8H＋===2N H＋4，错误；D项，放电过程右边区域为负极区，H2－2e－===2H＋，溶液pH逐渐减小，错误；故选A。

答案：A

2．(2019·嘉兴模拟)镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为：2M g

＋O

2＋2H2O===2M g(O H)2。有关该电池的说法不正确的是( )

A．通入氧气的电极为正极

B．放电时，溶液中的O H－由正极移向负极

C．负极的电极反应为M g－2e－＋2O H－===M g(O H)

2

D．当电路中转移0.04 mol电子时，参加反应的O

2为 0.02 mol

解析：A项，镁—空气电池中，镁为负极，氧气为正极，正确；B项，原电池中阳