2019年高考化学全国一轮复习突破全国卷专题讲座:新型化学电源的高考命题视角及解题指导
2019年高考化学一轮复习常考易错题加强练39 新型化学电源

练习39 新型化学电源【真题赏析·2018新课标3卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。
下列说法正确的是A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x=2Li+(1-)O2【答案】D【解析】本题应该先根据题目叙述和对应的示意图,判断出电池的正负极,再根据正负极的反应要求进行电极反应方程式的书写。
A.题目叙述为:放电时,O2与Li+在多孔碳电极处反应,说明电池内,Li+向多孔碳电极移动,因为阳离子移向正极,所以多孔碳电极为正极,选项A错误。
B.因为多孔碳电极为正极,外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极(由负极流向正极),选项B错误。
C.充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反,放电时,Li+向多孔碳电极移动,充电时向锂电极移动,选项C错误。
D.根据图示和上述分析,电池的正极反应应该是O2与Li+得电子转化为Li2O2-X,电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li+,所以总反应为:2Li+ (1-)O2=Li2O2-X,充电的反应与放电的反应相反,所以为Li2O2-X=2Li+ (1-)O2,选项D正确。
1.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。
为了实现空间的零排放,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,我国科学家设计了一种装置(如下图),实现了“太阳能→电能→化学能”转化,总反应方程式为2CO2===2CO+O2。
关于该装置的下列说法正确的是()A.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极B.图中离子交换膜为阳离子交换膜C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强D.人体呼出的气体参与X电极的反应:CO2+2e-+H2O===CO+2OH-2.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时,可以通过传感器显示。
2019年高考化学试题分析及2020届高三一轮复习备考策略讲座

(4)“流出液”中阳离子最多的是________。
(3)碱 (4)K+
(1)“酸浸”时 V2O5 转化为 VO+2 ,V2O5、VO +2 中 V 元素均显+5 价,V 元素化合价不变, 则该反应是非氧化还原反应,结合溶液的酸碱性及元素守恒写出离子方程式:V2O5+2H+ ===2VO+2 +H2O。废钒催化剂中除 SiO2外,其余物质均与稀硫酸反应生成易溶于水的盐,则 “废渣 1”的主要成分是二氧化硅。
4.考试频率太密,平时作业太多,忙不过来
我再举几个教师的看法:
1. 复习课最难上,教学难度很难把握,顾了多数学生就 顾不了好学生 2. 现在的学生只有见过、做过的题才会做,没见过的就 不会做,所以一定要多练。 3.买的教辅资料都把知识点总结好了,他们可自己看, 让学生多刷题就行 4.学生复习时高一高二内容己遗忘很多,学生目前的缺 漏之处太多,不好说。 5.有教辅资料就行,分析考试大纲及考试说明、高考真 题没用也太麻烦。
Байду номын сангаасFe2O3
Al2O3
质量分数/% 2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为 ___________,同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是 __________________。
(全国I卷)
A
碱土金属与乙二胺形成的化合物稳定性较弱,所以与乙二胺形成的化合物稳定性相对 较高的是Cu2+
(全国I卷)
(5)实验题开始重新回归有机实验
(全国Ⅲ卷)
2014年高考卷化学试题第26题
第二部分 PART 02
2019届高考化学一轮复习第7章化学反应的方向、限度与速率突破全国卷专题讲座(七)突破训练鲁科版

第7章 化学反应的方向、限度与速率[突破训练]1.在恒容密闭容器中通入X 并发生反应:2X(g)Y(g),温度T 1、T 2下X 的物质的量浓度c (X)随时间t 变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )A .该反应进行到M 点放出的热量大于进行到W 点放出的热量B .T 2下,在0~t 1时间内,v (Y)=a -b t 1mol ·L -1·min -1C .M 点的正反应速率v 正大于N 点的逆反应速率v 逆D .M 点时再加入一定量X ,平衡后X 的转化率减小解析:选C 。
依据题中图示,可看出T 1>T 2,由于T 1时X 的平衡浓度大,可推出该反应为放热反应。
A 项,M 点与W 点比较,X 的转化量前者小于后者,故进行到M 点放出的热量应小于进行到W 点放出的热量,A 项错误;B 项,2v (Y)=v (X)=a -b t 1mol ·L -1·min -1,B 项错误;C 项,T 1>T 2,温度越高,反应速率越大,M 点的正反应速率v 正大于W 点的正反应速率v ′正,而W 点的正反应速率v ′正等于其逆反应速率v ′逆大于N 点的逆反应速率v 逆,C 项正确;D 项,恒容时充入X ,压强增大,平衡正向移动,X 的转化率增大,D 项错误。
2.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO 2(g)+O 3(g)N 2O 5(g)+O 2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像做出的判断正确的是( )平衡常数减小,A 正确。
B.依据化学反应速率的计算公式:v (NO 2)=(1.0-0.4) mol·L-13 s =0.2 mol ·L -1·s -1,单位不对,B 错误。
C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率,所以加入催化剂,平衡不移动,C 错误。
D.增大 c (O 2),平衡逆向移动,NO 2的转化率降低,D 错误。
2019届全国通用版高考化学大一轮复习第24讲原电池化学电源考点2化学电源优选讲义

化学反应与能量
第24讲 原电池 化学电源
栏目导航
板块一 板块二 板块三 板块四
考点二 化学电源
1.一次电池(1)碱性锌锰干电池 负极材料:_______Z_n____电极反应: _____Z_n_+__2_O__H__-_-__2_e_-_=_=_=__Z_n_(_OH)2 正极材料:_____M__n_O_2___ 电极反应:__2_M_n__O_2_+__2_H_2_O__+__2_e_-_=_=_=_2_M__n_O__O__H_+__2_O__H-
三 燃料电池电极反应式的书写
1.正板反应式的书写 正极通入的气体一般是氧气,发生还原反应:O2+4e-===2O2-,根据电解质的 不同,分以下四种情况: (1)在酸性溶液中生成水:O2+4H++4e-===2H2O。 (2)在碱性溶液中生成氢氧根离子:O2+2H2O+4e-===4OH-。 (3)在固体电解质(高温下能传导 O2-)中生成 O2-:O2+4e-===2O2-。 (4)在熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)中生成碳酸根离子:O2+2CO2+4e-===2CO23-。
[例3]一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 (D )
A.反应 CH4+H2O催==△化==剂=3H2+CO,每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子 B.电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H2+2OH--2e-===2H2O C.电池工作时,CO23-向电极 B 移动 D.电极 B 上发生的电极反应为 O2+2CO2+4e-===2CO23-
总反应:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.二次电池
铅蓄电池(电解质溶液为30% H2SO4溶液) (1)放电时的反应 负极反应:__P_b_-__2_e_-_+__S_O_24_-_=_=_=_P__b_S_O_4____。 正极反应:_P_b_O__2_+__2_e- _+ __S__O_24_-_+__4_H_+_=_=_=__P_b_S_O__4+__2_H__2O______。
第16讲 原电池 新型电源 (讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(解析版)

1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能,从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理,能设计简单的原电池。
2.体会提高燃料的燃烧效率、开发高纯清洁燃料和研制新型电池的重要性。
3.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用,了解原电池及其常见化学电源的工作原理;能利用相关信息分析化学电源的工作原理,开发新型电池。
【答案】(1)KCl (2)石墨(3)0.09 mol·L-1
(4)Fe3++e-===Fe2+Fe-2e-===Fe2+Fe3+Fe
(5)取少量溶液,滴入KSCN溶液,不出现血红色
【变式探究】控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()
知识点一原电池的工作原理及应用
1.概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件
(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:
【举一反三】(2022·浙江卷)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是()
【变式探究】(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时()
A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上得电子
(北京专用)2019版高考化学一轮复习 第18讲 原电池 化学电源讲义

性溶液中为CH3OH-6e-+8OH- C +O6H32 2O。 3.书写电极反应式时应注意的问题
(1)两电极得失电子数目相等。
(2)电极反应式常用“ ”而不用“ ”表示。
(3)书写电极反应式时要保证电荷守恒、原子守恒。
典例1 Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂
和碳,电解质是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2
L
(标准状况)。
(2)用高铁(Ⅵ)酸盐设计的高铁(Ⅵ)电池是一种新型充电电池,电解质溶 液为KOH溶液,放电时的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2
Fe(OH)3+4KOH。
①写出正极反应式:
。
②用高铁(Ⅵ)电池作电源,以Fe作阳极,Cu作阴极,对足量KOH溶液进行
电解,当电池中有0.2 mol K2FeO4反应时,在电解池中生成H2
名师点睛 在原电池内电路中,阳离子移向正极,阴离子移向负极(包 括盐桥中的阴、阳离子)。这是因为负极发生的是失电子的反应,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极发生的 是得电子的反应,致使该极附近有大量负电荷,所以溶液中的阳离子要 移向正极。可以简记为“正正负负”,即带正电荷的移向正极,带负电 荷的移向负极。 4.原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱 原电池中,一般活动性相对较强的金属作负极,而活动性相对较弱的金 属(或导电的非金属)作正极。 (2)加快化学反应速率
,电解质溶液是H2SO4溶液,它的电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 2 PbSO4+2H2O。 3.碱性氢氧燃料电池的电极反应 负极反应式:⑥ 2H2+4OH--4e- 4H2O ;正极反应式:⑦ O2+2H2O+ 4e- 4OH- ;电池反应式:⑧ 2H2+O2 2H2O 。
2019年届高考化学一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率突破全国卷专题讲座(七)突破训练 鲁科版
第7章 化学反应的方向、限度与速率[突破训练]1.在恒容密闭容器中通入X 并发生反应:2X(g)Y(g),温度T 1、T 2下X 的物质的量浓度c (X)随时间t 变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )A .该反应进行到M 点放出的热量大于进行到W 点放出的热量B .T 2下,在0~t 1时间内,v (Y)=a -b t 1mol ·L -1·min -1C .M 点的正反应速率v 正大于N 点的逆反应速率v 逆D .M 点时再加入一定量X ,平衡后X 的转化率减小解析:选C 。
依据题中图示,可看出T 1>T 2,由于T 1时X 的平衡浓度大,可推出该反应为放热反应。
A 项,M 点与W 点比较,X 的转化量前者小于后者,故进行到M 点放出的热量应小于进行到W 点放出的热量,A 项错误;B 项,2v (Y)=v (X)=a -b t 1mol ·L -1·min -1,B 项错误;C 项,T 1>T 2,温度越高,反应速率越大,M 点的正反应速率v 正大于W 点的正反应速率v ′正,而W 点的正反应速率v ′正等于其逆反应速率v ′逆大于N 点的逆反应速率v 逆,C 项正确;D 项,恒容时充入X ,压强增大,平衡正向移动,X 的转化率增大,D 项错误。
2.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO 2(g)+O 3(g)N 2O 5(g)+O 2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像做出的判断正确的是( )解析:选A 。
A.从能量变化的图像分析,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,A 正确。
B.依据化学反应速率的计算公式:v (NO 2)=(1.0-0.4) mol·L -13 s =0.2 mol ·L -1·s -1,单位不对,B错误。
C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率,所以加入催化剂,平衡不移动,C 错误。
化学一轮复习第一部分专题10原电池新型化学电源练习含解析
专题10 原电池新型化学电源1.(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。
下列说法错误的是()A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动答案B解析该反应中,可产生电流,反应条件比较温和,没有高温高压条件,A正确;该生物燃料电池中,左端电极反应式为MV+-e-===MV2+,则左端电极是负极,应为负极区,在氢化酶作用下,发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+,B错误;右端电极反应式为MV2++e-===MV+,是正极,在正极区N2得到电子生成NH3,发生还原反应,C正确;原电池中,内电路中H+通过交换膜由负极区向正极区移动,D正确。
2.(2019·全国卷Ⅲ) 为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D。
Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D.Zn—NiOOH二次电池,结构如图所示.电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)错误!ZnO(s)+2Ni (OH)2(s)。
下列说法错误的是()A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-===NiOOH (s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-===ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区答案D解析三维多孔海绵状Zn为多孔结构,具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高,A正确;二次电池充电时作为电解池使用,阳极发生氧化反应,元素化合价升高,原子失去电子,阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-===NiOOH(s)+H2O(l),B 正确;二次电池放电时作为原电池使用,负极发生氧化反应,元素化合价升高,原子失去电子,由电池总反应可知负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-===ZnO(s)+H2O(l),C正确;二次电池放电时作为原电池使用,阴离子从正极区向负极区移动,D错误。
2019高考化学一轮复习 原电池 化学电源1(含解析)
原电池化学电源李仕才(考试时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题:本题包括11小题,每小题5分,共55分。
1.食品保鲜所用的“双吸剂”,是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物,可吸收氧气和水。
下列分析不正确的是( )A.“双吸剂”中的生石灰有吸水作用B.“双吸剂”吸收氧气时,发生了原电池反应C.吸收氧气的过程中,铁作原电池的负极D.炭粉上发生的反应为:O2+4e-+4H+===2H2O答案:D解析:铁粉、炭粉、O2与电解质氯化钠构成原电池,B、C选项正确;中性溶液中反应物中不能含有H+或OH-,但生成物中可含有H+或OH-,D选项错误。
2.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是( )A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-===Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀答案:B解析:Fe与C及电解质溶液形成原电池,Fe是负极:Fe-2e-===Fe2+,C是正极,在a 中发生吸氧腐蚀,a中压强减小,b中发生析氢腐蚀,b中压强增大,红墨水柱液面是左高右低,故选B。
本题考查钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
3.如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C.铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol电子,负极质量减轻207 gD.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案:C解析:铅蓄电池负极反应为Pb-2e-+SO2-4===PbSO4,通过2 mol电子时,质量增加96 g。
4.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极通入乙烷和氧气,则有关此电池推断正确的是( )A.通入乙烷的电极为正极B.参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比为7∶2C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度减少D.负极反应式为C2H6+6H2O-14e-===2CO2-3+18H+答案:C解析:乙烷燃烧的化学方程式为2C2H6+7O2―→4CO2+6H2O,在该反应中氧气得电子,乙烷失电子,因此通入氧气的电极为正极,而通入乙烷的电极为负极,故A答案错误;反应中参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为2∶7,故B答案错误;考虑到该电池是以KOH 为电解质溶液的,生成的CO2会和KOH反应转化成K2CO3,反应中消耗KOH,KOH的物质的量浓度减少,故C答案正确;由于该电池是以KOH溶液为电解液的,D答案中负极生成的H+显然在溶液中是不能存在的,故D答案错误。
精品(北京专用)2019版高考化学一轮复习专项突破三电化学高考命题的探究
※精品试卷※专项突破三电化学高考命题的探究1.某兴趣小组为了分析电解硝酸溶液时放电的离子,设计了如图装置进行实验(石墨电极)。
电解过程中,X极产生了红棕色气体,则下列说法不合理...的是( )A.a极为负极,b极为正极B.电解时,Y极附近溶液pH降低C.相同条件下,阴、阳两极产生的气体体积比是2∶1D.X极的电极反应式是:2H++N+e- NO2↑+H2O2.电化学降解N的原理如图所示。
下列说法中不正确的是( )A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2B.铅蓄电池工作过程中负极质量增加C.该电解池的阴极反应为:2N+6H2O+10e- N2↑+12OH-D.若电解过程中转移 2 mol电子,则交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为10.4 g3.可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世,其结构示意图如下。
甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O。
下列说法不正确的是( )A.右电极为电池正极,b处通入的物质是空气B.左电极为电池负极,a处通入的物质是空气C.负极反应式为:CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+※精品试卷※D.正极反应式为:O2+4H++4e-2H2O4.如图所示,甲池的总反应为N2H4+O2 N2+2H2O。
下列关于该电池工作时的说法正确的是( )A.甲池中负极反应为:N2H4-4e- N2+4H+B.甲池溶液pH不变,乙池溶液pH减小C.甲池中消耗 2.24 L O2,乙池中理论上产生12.8 g固体D.反应一段时间后,向乙池中加一定量CuO固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度5.2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlC和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如下图所示。
下列说法中不正确的是( )A.放电时,铝为负极、石墨为正极B.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动C.放电时的负极反应为Al-3e-+7AlC 4Al2CD.充电时的阳极反应为C n+AlC-e- C n AlCl46.如图是一个电化学过程的示意图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
突破全国卷专题讲座(六) 新型化学电源的高考命题视
角及解题指导
新型化学电源是高考中每年必考的知识点,随着全球能源逐渐枯竭,研发、推广新型能源迫在眉睫,因此,化学中的新型电源成为科学家研究的重点方向之一,也成了高考的高频考点。
高考中的新型化学电源,有“氢镍电池”“高铁电池”“锌锰碱性电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“银锌电池”“纽扣电池”等,一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。
由于该类试题题材广、信息新、陌生度大,因此许多考生感觉难度大。
虽然该类试题貌似新颖,但应用的解题原理还是原电池的知识,只要细心分析,实际上得分相对比较容易。
此类题型主要考查角度有电池正、负极的判断,电极产物的判断,溶液pH 的变化,电池充、放电时电极反应式的书写,电子(电流)方向的判断,离子移动方向的判断及电化学有关计算等。
新型电池的正负极的判断
该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式,只要根据元素的常见价态去判断即可:
新型电池中⎩⎪⎨⎪⎧负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质
正极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价降低的物质发生还原反应的物质
书写新型电池的电极反应式 第一步 分析物质得失电子情况,据此确定正、负极上发生反应的物质。
第二步 分析电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。
第三步 写出比较容易书写的电极反应式。
第四步 若有总反应式,可用总反应式减去第三步中的电极反应式,即得另一极的电极反应式。
新型电池充放电时各物质变化的判断
电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程,即放电是原电池、充电是电解的过程,如铅蓄电池放电、充电的变化为
放电时 充电时
负极:Pb ―→PbSO 4――→对应阴极:PbSO 4―→Pb
正极:PbO 2―→PbSO 4――→对应阳极:PbSO 4―→PbO 2
解决该类题目时,先分清原电池放电时的正、负极,再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。
新型电池中离子的移动方向
原电池中均存在阴离子移向负极、阳离子移向正极。
这是因为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而
使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子要移向正极。
虽然从微观上讲不参与电极反应的离子发生移动,但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。
电化学与化学实验有机融合
电化学知识中会涉及对电极材料、电解液中的离子等进行分析,因而就容易与化学实验融合在一起进行考查,如电解液的制备、净化,电极反应产物的检验,电化学装置的设计等,提高了试题的综合度。
在元素推断等知识中渗透电化学内容
物质推断、氧化还原反应、化学反应速率与化学平衡等知识是高考考查的重点内容,为了拓展知识考查的宽度,体现学科知识的密切相关性,故常在该类问题中设计一些简单的电化学知识。
原电池与化学平衡移动相碰撞
将可逆的氧化还原反应设计成原电池,改变条件使反应正向、逆向移动,变换电池的负极、正极属性,来考查化学平衡移动原理和原电池原理。
1.被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰。
在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。
电池总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnO(OH)。
下列说法正确的是( )
A.该电池的正极为锌
B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C.当0.1 mol Zn完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.204×1023
D.电池正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O===2MnO(OH)+2OH-
解析:选D。
由总反应式可知,二氧化锰为氧化剂而不是催化剂,锌为还原剂,应为原电池的负极,A、B错;电子只能经外电路流动,而不能在电解液中流动,电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移动,C错;电池负极反应式为Zn-2e-+H2O===ZnO+2H+,用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O===2MnO(OH)+2OH-。
2.(2017·浙江五校联考)海洋电池是一种以铝合金为电池负极,金属(Pt、Fe)网为正极,以海水为电解质溶液的新型电池。
它靠海水中的溶解氧与铝反应而产生电能,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构。
海水中只含有0.5%的溶解氧。
不放入海洋时,铝极就不会在空气中被氧化,可以长期储存。
用时,把电池放入海水中,便可供电,电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常更换电池的麻烦。
即使更换,也只是换一块铝合金板,电池总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3↓。
下列说法错误的是( )
A.负极铝被氧化
B.海水温度升高,电池反应速率可能加快
C.正极制成仿鱼鳃的网状结构的目的是增大正极材料和氧气的接触面积D.正极电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O
解析:选D。
A.根据电池总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3↓,铝失电子作负极,被氧化,A项正确;B.海水温度升高,化学反应速率加快,电池反应速率可能加快,B项正确;C.正极制成仿鱼鳃的网状结构的目的是增大正极材料和氧气的接触面积,C项正确;D.氧气在正极得电子,海水呈中性,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,D项错误。
3.(2017·安庆高三模拟)下图为一种新型的生物燃料电池,它有两个涂覆着
酶的电极,处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中,由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜。
下列对其工作原理叙述正确的是( )
A.该电池工作过程中,H+浓度不断增大
B.该电池在高温环境下能提供更好的动力
C.该电池负极反应为H2-2e-===2H+
D.该电池正极反应为O2+4e-===2O2-
解析:选C。
根据信息该电池反应方程式为2H2+O2===2H2O,在生物体中,H2O为稳定产物,则正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,负极反应式为2H2-4e-===4H+,H+生成量与消耗量相同,则该电池工作过程中,H+浓度不变;由于酶高温受热易发生变性而失去催化效果,B错误。
4.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 .a 极对应的电极反应为O 2+2H 2O +4e -===4OH -
D .该电池的总反应方程式为2H 2+O 2===2H 2O
解析:选D 。
H 2在O 2中燃烧的方程式为2H 2+O 2=====点燃2H 2O ,所以氢
氧燃料电池的总方程式为2H 2+O 2===2H 2O ,D 对;而O 2为氧化剂,在正极反应,所以a 极为正极,A 错;H 2为可燃物,为负极反应物,B 错;因反应介质中没有水,所以正极反应式为O 2+4e -===2O 2-,C 错。