新型化学电源 鲁科版高中化学一轮复习PPT(配套doc练习)

当电解质为碱性环境时，正极的电极反应式为： O2＋4e－＋2H2O===4OH－当电解质为酸性环境时，正极的电极反 应式为：O2＋4e ＋4H ===2H2O 3．最后写出燃料电池负极的电极反应式 由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两 极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电 池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料 电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的 O2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。
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【应用1】 固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)
公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，
这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。 该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参 与电极反应。下列判断正确的是 ( )。
A．有O2放电的a极为电池的负极 B．有H2放电的b极为电池的正极 C．b极对应的电极反应为：H2＋2OH －2e ===2H2O D．该电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O 解析 点燃 H2在O2中燃烧的方程式为2H2＋O2 ===== 2H2O，所以氢氧
解析
(1)根据题中电池示意图，A电极为电池正极，B电极为电
池负极，电池总反应为：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O①，正 极反应为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O②，①－②可得B电极上的 电极反应式为：CH3OCH3－12e ＋3H2O===2CO2＋12H 。(2)30 s内通入CH3OCH3在标准状况下的体积＝0.5 min×1.12 L· min ＝0.56 L，即0.025
专题课堂七 新型化学电源
高考命题中常见的新型化学电池有“氢镍电池”、“高铁电
池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、 “燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷 燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂 离子电池”、“银锌电池”、“纽扣电池”等。这些电池一
般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量
电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示 为：2H2＋O2===2H2O。下列有关说法正确的是 ( )。
A．电子通过外电路从b极流向a极 B．a极上的电极反应式为：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
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【方法技能】 理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤
1．先写出燃料电池总反应式 虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不 同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧 反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可
能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质
溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。 2．再写出燃料电池正极的电极反应式 由于燃料电池正极都是O2得到电子发生还原反应，由于 电解质溶液的酸碱性不同电池正极的电极反应也不相同。
考点二 【分析建模】
可充电电池的分析判断
【示例 2】 (2014· 烟台模拟)新一代 iPhone 手机将在电池方面有所改 进，该电池的一极为一种有机高分子的游离基(用 R 表示)、石墨 粉及黏结剂的复合物，另一极是锂，分隔材料为某种聚烯烃，电 解液为溶解有 LiPF6 的某种有机碳酸酯溶液。有机高分子游离基 在空气中十分稳定，在电池充电时被氧化成阳离子，而在电池放 电时又被还原成游离基。下列有关说法不正确的是 A．放电时，该电池是将化学能转化为电能 B．充电时，Rx＋由阴极向阳极移动 C．放电时，负极发生的反应为 Li－e－===Li＋ D．充电时，阳极发生的反应为 R－xe－===Rx＋ ( )。
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燃料电池的总方程式为2H2＋O2===2H2O，D对；而O2为氧化 剂，在正极反应，所以a极为正极，A错；因反应介质中没有 水，所以正极反应式为O2＋4e－===2O2－，再根据总反应写出负极 反应式为2H2＋2O2－－4e－===2H2O，C错；H2为可燃物，为负极 反应物，B错。 答案 D
解析 由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即 a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路 流向正极；电池内部阳离子即H 移向正极，总反应方程式减去 正极反应式(O2＋4H ＋4e ===2H2O)，即得负极(a)的电极反应式 应为：2H2－4e ===4H ，故A项、B项错误，D项正确；C项没有 指明标准状况，故C项错误。 答案 D
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mol，电池提供电子的物质的量＝0.025
mol×12×75%＝0.225 mol。500 mL 2 mol· L－1 CuSO4溶液中含 有的n(Cu2 )＝1 mol,1 mol Cu2 需获得2 mol电子生成Cu，所以
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可得到Cu的质量＝0.225/2 mol×64 g· mol－1＝7.2 g。 答案 (2)7.2 (1)CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
释放的能量)高等特点。取材于新型化学电源的试题，由于 题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题 感到难，而难在何处又十分迷茫，实际上这些题目主要考查 的是学生迁移应用的能力。
考点一 【分析建模】
新型燃料电池的分析判断
【示例1】
(2013· 济宁联考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为
【应用2】 如图是二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理示
意图。请回答下列问题：
(1)B电极上的电极反应式是 __________________________________； (2)若燃料电池中通入二甲醚(沸点为－24.9 ℃)的速率为1.12 L· min－1(标准状况)，以该燃L，则通电30 s后理论上阴极可析出________g 金属铜(假设整个过程中，能量利用率为75%)。