4熱點(diǎn)題型7新型化學(xué)電源及電極反應(yīng)式的書寫

1、熱點(diǎn)題型7新型化學(xué)電源及電極反應(yīng)式的書寫近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲(chǔ)氫電池”“高鐵電池”“海洋電 池”“生物燃料電池”“鋰離子電池”等，這些新型電源常以選擇題的形式呈 現(xiàn)。解答這類考題，首先要理解常見(jiàn)的化學(xué)電源種類及原電池的工作原理，其次 會(huì)判斷正負(fù)極或陰陽(yáng)極，以及會(huì)書寫電極反應(yīng)式等。I .電極反應(yīng)式書寫的一般步驟（類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫） 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)）_參加反應(yīng)的微粒 一i正極發(fā)生還原反應(yīng)/一和得失電子數(shù)II （在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極看環(huán)境：產(chǎn)物即、H,（）等是否參加反應(yīng)配守恒III I遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、得失電子守恒B一兩電極反應(yīng)式相加.與總反應(yīng)式刻照

2、驗(yàn)證2,已知總方程式，書寫電極反應(yīng)式（1）書寫步驟步驟一：寫出電池總反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目（小一）。步驟二：找出正、負(fù)極，失電子的電極為負(fù)極；確定電解質(zhì)溶液的酸堿性。步驟三：寫電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)：還原劑一。一=氧化產(chǎn)物正極反應(yīng)：氧化劑+6-一還原產(chǎn)物（2）書寫技巧若某電極反應(yīng)式較難寫時(shí).，可先寫出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較 易寫的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫的電極反應(yīng)式。如CH30cH3（二甲麟）酸性燃 料電池中：總反應(yīng)式：CH3OCH3+3O2=2CO2 + 3H2O正極：302 +12H+ +12e =6H2O負(fù)極：CH3OCH3 + 3H2O- 12e =2CO2+12

3、H+0特別提醒簡(jiǎn)單電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。:精I(xiàn)練I提I能1.（新型微生物電池）（202。新布考山東卷）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng) 濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以 NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3coeT 的溶液為例）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）生物膜有機(jī)模擬酸性 座永漁永永溶液A.負(fù)極反應(yīng)為 CH3coeT +2H2。一加=2CCh t +7ITB.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5 gD.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極

4、產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2： 1解析：選B。結(jié)合圖示可知放電時(shí)的電極反應(yīng)如下:電極名稱電極反應(yīng)負(fù)極（a極）CH3COO- + 2H2O - 8e- =2CO2 f +7H +正極（b極）2H+ +2e-=H2 t根據(jù)上述分析可知，A項(xiàng)正確；該電池工作時(shí)，Q-向a極移動(dòng)，Na +向b極移動(dòng)，即隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中 轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，向a極和b極分別移動(dòng)1 mol Cl -和1 mol Na+ ,則模擬海水 理論上可除鹽58.5 g, C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)負(fù)極產(chǎn)生CO2,正極產(chǎn)生H2,結(jié)合 正、負(fù)極的電極反應(yīng)知，一段時(shí)間后，正極和負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之

5、比為 2 ： 1, D項(xiàng)正確。2.（二次電池）（2020新廟考天津卷）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前放由景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池反應(yīng)為2Na+xSNa2SG=53,難溶于熔融硫）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（A- Na2s4 的電子式為Na，: S ： S ： S ： S ：2-Na) B.放電時(shí)正極反應(yīng)為xS + 2N:T + 2e-=Na2S.、C. Na和Na2sx分別為電池的負(fù)極和正極D.該電池是以Na-夕-AbCh為隔膜的二次電池解析：選C Na2s4中S歹中硫原子間以非極性鍵結(jié)合，每個(gè)硫原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)正極上S發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為 xS + 2Na

6、+2e-=Na2SA , B項(xiàng)正確；熔融鈉為負(fù)極，熔融硫（含碳粉）為正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，D項(xiàng)正確。3.（新型燃料電池）鋰-銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前 景。該電池通過(guò)一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，其中放電過(guò)程為2Li +Cu2O+H2O=2Cu + 2Li+ 2OFT,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）療機(jī)鈣酸鋅銀固水溶液 電解質(zhì)休電解質(zhì)電解質(zhì)A.放電時(shí)，口十透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)B.放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為O2+2H?O+4e =4OHC,通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生CU2OD.整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，氧化劑為02解析：選B。放電時(shí)為原電池，陽(yáng)離子移向正極，Li極為負(fù)極，Cu極

7、為正 極，所以Li十透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；由總反應(yīng)方程式可知，CU2O中Cu元素化合價(jià)降低，被還原，正極反應(yīng)式應(yīng)為Cu2O + H2O + 2e - =2Cu + 2OH-,B項(xiàng)錯(cuò)誤油總反應(yīng)方程式可知,通空氣時(shí),銅被腐蝕,表面產(chǎn)生Cu2O, C項(xiàng)正確；由C項(xiàng)分析可知，Cu先與Ch反應(yīng)生成Cu2O,放電時(shí)Cu2O重新生 成Cu,則整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，Cu相當(dāng)于催化劑，Ch為氧化劑，D項(xiàng)正確。4 . 一種新型太陽(yáng)光電化學(xué)電池儲(chǔ)能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如圖所 示的轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法正確的是（）A.儲(chǔ)能時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能B.儲(chǔ)能和放電時(shí)，電子在導(dǎo)線中流向相同C.儲(chǔ)能時(shí)，氫離子由a

8、極區(qū)遷移至b極區(qū)D.放電時(shí)，b 極發(fā)生：VO2+2H"+e =VO2+ + H2O解析：選D。光照時(shí)儲(chǔ)能，VO2 +失電子轉(zhuǎn)化為VO, b極為陽(yáng)極，a極為陰極，放電時(shí)b極為正極，a極為負(fù)極。儲(chǔ)能時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，A項(xiàng)錯(cuò)誤； 儲(chǔ)能時(shí)電子由b極流出，放電時(shí)電子由a極流出，故儲(chǔ)能和放電時(shí)，電子在導(dǎo)線 中流向不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；儲(chǔ)能時(shí)，氫離子由陽(yáng)極b極區(qū)遷移至陰極a極區(qū)，C項(xiàng) 錯(cuò)誤；放電時(shí)，b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為VO=+2H+e-=VC>2 + +H2O, D項(xiàng)正確。5 .（其他新型電池）（2020疥考全國(guó)卷III, 12, 6分）一種高性能的堿性硼化鋼 （VB2）-空氣

9、電池如圖所示，其中在VB?電極發(fā)生反應(yīng)：VB2+16OH_-lle_ =VOr + 2B（OH）； +4H2Oo該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）負(fù)載VB2電個(gè)亡口|笈令碳電極一I:一空氣KOH溶液離子選擇性膜A.負(fù)載通過(guò)0.04 mol電子時(shí)，有0.224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)02參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為 4VB2+llO2+20OH-+6H2O=8B(OH)I+4VOrD. 電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB?電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極解析：選B。由題給信息知VB2電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則VB?電 極為負(fù)極，復(fù)合碳電極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，

10、電極反應(yīng)式為O2+4e- + 2H2O=4OH電池總反應(yīng)方程式為 4VB2 + IIO2 + 20OH - + 6H2O=8B(OH)； + 4V0fo由上述分析知，正極的電極反應(yīng)式為O2 + 4e - + 2H2O=4OH -,則 電路中通過(guò)0.04 mol e -時(shí)，正極有0.01 mol O2參加反應(yīng)，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體 積為0.224 L, A項(xiàng)正確；由正、負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，該電池工作時(shí)，負(fù)極 區(qū)溶液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH升高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析知，該電池 的總反應(yīng)方程式為 4VB2 + 11O2 + 20OH - + 6H2O=8B(OH)J + 4VOr，C 項(xiàng)正 確；電流與電子的流動(dòng)方向相反，電流從正極出發(fā)，沿負(fù)載流向負(fù)極，再經(jīng)過(guò)