姚珂新型化學(xué)電源的高考命題角度及其解題策略

題目：新型化學(xué)電源的高考命題角度及其解題策略【考綱解讀】1.了解電解池的工作原理，寫出電極反響和電池反響方程式。2.理解原電池電解池的原理及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進而培養(yǎng)學(xué)生的知識運用遷移能力。3.培養(yǎng)學(xué)生對新型化學(xué)電源的分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的高考應(yīng)試能力?！窘虒W(xué)重點】理解原電池電解池的原理及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【教學(xué)難點】學(xué)生對電化學(xué)知識的遷移應(yīng)用能力及對新型化學(xué)電源的分析問題解決問題的能力的培養(yǎng)【教學(xué)方法】多媒體課件、動畫視頻展示、實物投影繪圖、學(xué)生小組討論、成果展示【熱點分析】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?！镜淅龑?dǎo)入】世博會中國館、主題館等建筑所使用的光伏電池，總功率達(dá)4兆瓦，是歷屆世博會之最。以下有關(guān)表達(dá)正確的選項是()A．光伏電池是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．光伏電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸．電流從a流向bD．圖中N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極【視頻動畫展示】播放堿性干電池、汽車車載鉛蓄電池、氫氧燃料電池微觀動畫，學(xué)生分析電池的結(jié)構(gòu)，原理，電子離子流向及電極反響方程式的書寫。【思考與交流】1.原電池正負(fù)極判定的方法有哪些？請至少列舉出5種方法。2.電解池的陰陽極的判定方法有哪些？請至少列舉5種方法。3.雙線橋法書寫電極反響方程式的主要步驟是什么，以干電池和車載鉛蓄電池為例分析？4.有金屬參加的原電池和燃料電池的電極反響書寫有什么技巧和規(guī)律？【歸納反思】從上述問題你可以羅列出電化學(xué)常考的知識點嗎？通常這些考點有哪些規(guī)律可循，并歸納出解題的方法技巧?！局仉y點擊破】取材于這些知識點的試題，由于題材廣、信息新、陌生度大，所以，大多數(shù)考生對這類試題感到難，而難在何處又十分迷茫。實際上這些題目主要考查的是學(xué)生遷移應(yīng)用的能力。具體有以下幾種考查角度：典例探究討論：題型一新型電池“放電〞時正極、負(fù)極的判斷知識儲藏在Zn－Cu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。負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋；正極：2H＋＋2e－=H2↑。解題指導(dǎo)新型電池中eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(負(fù)極材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合價升高的物質(zhì),發(fā)生氧化反響的物質(zhì))),正極材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合價降低的物質(zhì),發(fā)生復(fù)原反響的物質(zhì)))))典例導(dǎo)悟1被稱之為“軟電池〞的紙質(zhì)電池，采用一個薄層紙片作為傳導(dǎo)體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。在紙內(nèi)的離子“流過〞水和氧化鋅組成的電解液。電池總反響為Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnO(OH)。以下說法正確的選項是()A．該電池的正極為鋅B．該電池反響中二氧化錳起催化劑作用C．當(dāng)0.1molZn完全溶解時，流經(jīng)電解液的電子個數(shù)為1．204×1023D．電池正極反響式為2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnO(OH)＋2OH－變式訓(xùn)練1〔2023·全國理綜II化學(xué)卷，T12〕2023年3月我國科學(xué)家報道了如下圖的水溶液鋰離子電池體系。以下表達(dá)錯誤的選項是()A．a(chǎn)為電池的正極B．電池充電反響為LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D．放電時，溶液中的Li+從b向a遷移題型二新型電池“放電〞時正極、負(fù)極上電極反響式的書寫知識儲藏鉛蓄電池[Pb－PbO2(H2SO4溶液)]電極反響的書寫：負(fù)極：①Pb－2e－=Pb2＋；②Pb2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。把二者合起來，即負(fù)極反響式：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。正極：PbO2得電子變?yōu)镻b2＋：PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2O；Pb2＋跟SOeq\o\al(2－,4)結(jié)合生成PbSO4：Pb2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。把二者合起來，即正極反響式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O?？偡错懯剑秸龢O反響式＋負(fù)極反響式，即：PbO2＋Pb＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)=2PbSO4＋2H2O。解題指導(dǎo)首先分析物質(zhì)得失電子的情況，然后再考慮電極反響生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反響。對于較為復(fù)雜的電極反響，可以利用總反響－較簡單一極電極反響式＝較復(fù)雜一極電極反響式的方法解決。典例導(dǎo)悟2可用于電動汽車的鋁-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。以下說法正確的選項是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反響都為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極反響為Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極變式訓(xùn)練2〔2023·全國大綱版理綜化學(xué)卷，T9〕右圖是在航天用高壓氫鎳電池根底上開展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH－Ni電池)。以下有關(guān)說法不正確的選項是()A．放電時正極反響為：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．電池的電解液可為KOH溶液C．充電時負(fù)極反響為：MH＋OH－→M＋H2O＋e－D．MH是一類儲氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高題型三新型電池“充電〞時陰極、陽極的判斷知識儲藏充電的實質(zhì)就是把放電時發(fā)生的變化再復(fù)原的過程。如鉛蓄電池：解題指導(dǎo)首先應(yīng)搞明白原電池放電時的正、負(fù)極，再根據(jù)電池充電時，陽極接正極，陰極接負(fù)極的原理，進行分析。典例導(dǎo)悟3市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池〞。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li＋的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反響式為：Li＋2LiNiO2放電充電2LiNiO放電充電以下說法不正確的選項是()A．放電時，負(fù)極的電極反響式：Li－e－=Li＋B．充電時，LiNiO2既發(fā)生氧化反響又發(fā)生復(fù)原反響C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D．放電過程中Li＋向負(fù)極移動變式訓(xùn)練3〔2023·浙江理綜化學(xué)卷，T11〕鎳氫電池〔NiMH〕目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反響方程式是：Ni(OH)2+M=NiOOH+MH。：6NiOOH+NH3+H2O+OH－=6Ni(OH)2+NO2－以下說法正確的選項是()A．NiMH電池放電過程中，正極的電極反響式為：NiOOH+H2O+e－=Ni(OH)2+OH－B．充電過程中OH－離子從陽極向陰極遷移C．充電過程中陰極的電極反響式：H2O+M+e－=MH+OH－，H2O中的H被M復(fù)原D．NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液題型四新型電池充、放電時，電解質(zhì)溶液中離子移動方向的判斷知識儲藏原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，如Zn－Cu(稀H2SO4)電池中：H＋移向Cu極；SOeq\o\al(2－,4)移向Zn極。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中的運動規(guī)律。解題指導(dǎo)首先應(yīng)分清電池是放電還是充電；再判斷出正、負(fù)極或陰、陽極，進而即可確定離子的移動方向。典例導(dǎo)悟4(安徽理綜，11)某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其根本結(jié)構(gòu)見以下圖，電池總反響可表示為：2H2＋O2=2H2O，以下有關(guān)說法正確的選項是()A．電子通過外電路從b極流向a極B．b極上的電極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗1.12L的H2D．H＋由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極變式訓(xùn)練4〔2023·天津理