【2019最新】精選高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：全國(guó)卷熱考微專題(11)新型化學(xué)電源

1、【 2019最新】精選高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：全國(guó)卷熱考微專題（ 11）新型化學(xué)電源以新型化學(xué)電源為載體，考查原電池原理以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，是全國(guó)卷的必考熱點(diǎn)之一， 命題設(shè)計(jì)主要是選擇題， 偶有非選擇題出現(xiàn)。該類試題常與工業(yè)生產(chǎn)，污水處理，能源開(kāi)發(fā)相聯(lián)系，題材廣，信息新，陌生度大，主要考查考生閱讀相關(guān)材料、提煉關(guān)鍵信息或結(jié)合圖示等綜合分析的能力、知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。1電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟：(1) 先確定原電池的正、 負(fù)極，列出正、負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)， 并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。(2) 注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫(xiě)入負(fù)極反應(yīng)式。

2、若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是 O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性， 則水必須寫(xiě)入正極反應(yīng)式中，且O2生成 OH。若電解質(zhì)溶液為酸性， 則 H必須寫(xiě)入正極反應(yīng)式中， O2生成水。(3) 正、負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。 若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式， 可先寫(xiě)出較易書(shū)寫(xiě)的一極的電極反應(yīng)式， 然后在電子守恒的基礎(chǔ)上， 總反應(yīng)式減去較易寫(xiě)出的一極的電極反應(yīng)式， 即得到較難寫(xiě)出的另一極的電極反應(yīng)式。2已知總方程式，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式(1) 書(shū)寫(xiě)步驟。歡迎下載。步驟一：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne) 。步驟二：找出正、負(fù)極，失電子的電極為負(fù)極；確定溶液的酸堿性。步驟三：寫(xiě)電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)：還

3、原劑 ne=氧化產(chǎn)物正極反應(yīng)：氧化劑 ne=還原產(chǎn)物(2) 書(shū)寫(xiě)技巧。若某電極反應(yīng)式較難寫(xiě)時(shí)， 可先寫(xiě)出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較易的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫(xiě)的電極反應(yīng)式。如：CH3OCH3(二甲醚 ) 酸性燃料電池中：總反應(yīng)式： CH3OCH33O2=2CO23H2O正極： 3O212H 12e=6H2O負(fù)極：CH3OCH33H2O12e=2CO212H注意：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。3氫氧燃料電池在四種常見(jiàn)介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)負(fù)極 =H2OCO2 熔融碳酸鹽作介質(zhì) )正極熔融碳酸鹽作介質(zhì) )4明確燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法(1) 燃料電池中，

4、通入 O2的一極為正極，書(shū)寫(xiě)方法是：首先書(shū)寫(xiě)正極反應(yīng)式：酸性介質(zhì)： 4H O24e=2H2O；堿性介質(zhì)： 2H2OO24e=4OH。然后用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負(fù)極電極反應(yīng)式，相減時(shí)要求兩極得失電子總數(shù)相等( 即將總反應(yīng)式中的O2按比例消去 )【2019最新】精選高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：全國(guó)卷熱考微專題（11）新型化學(xué)電源(2) 實(shí)例 ( 以甲醇、 O2的燃料電池為例 ) 。酸性介質(zhì)，如 H2SO4。CH3OH在負(fù)極上失去電子生成CO2氣體， O2在正極上得到電子，在 H作用下生成 H2O。電極反應(yīng)式為負(fù)極： CH3OH6e H2O=CO2 6H；正極： O26e 6H=3H2O。堿性介質(zhì)，

5、如KOH溶液。CH3OH在負(fù)極上失去電子，在堿性條件下生成CO，1 mol CH3OH失去 6 mol e ， O2在正極上得到電子生成OH，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： CH3OH6e 8OH=CO6H2O；正極： O26e 3H2O=6OH。熔融鹽介質(zhì)，如K2CO3。在電池工作時(shí)， CO移向負(fù)極。CH3OH在負(fù)極上失去電子， 在 CO的作用下生成 CO2氣體，O2在正極上得到電子，在 CO2的作用下生成 CO，其電極反應(yīng)式為：負(fù)極： CH3OH6e 3CO=4CO2 2H2O；正極： O26e 3CO2=3CO。1(2016 ·海南卷 ) 某電池以 K2FeO4和 Zn 為電極材料， K

6、OH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說(shuō)法正確的是()AZn 為電池的負(fù)極B正極反應(yīng)式為2FeO10H 6e=Fe2O35H2OC該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變D電池工作時(shí)OH向正極遷移解析：根據(jù)化合價(jià)升降判斷， Zn 化合價(jià)只能上升，故為負(fù)極材料，K2FeO4為正極材料， A 正確； KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極電極方3 / 93 / 9程式為 2FeO6e 8H2O=2Fe(OH)310OH， B錯(cuò)誤；該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度減小，C 錯(cuò)誤；電池工作時(shí)陰離子OH向負(fù)極遷移， D錯(cuò)誤。答案： A2(2017 ·全國(guó)卷 ) 全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中

7、電極 a 常用摻有石墨烯的S8 材料，電池反應(yīng)為16Li xS8=8Li2Sx(2 x8) 。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6 2Li 2e =3Li2S4B電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02 mol 電子，負(fù)極材料減重0.14gC石墨烯的作用主要是提高電極a 的導(dǎo)電性D電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2 的量越多解析：原電池工作時(shí)，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應(yīng)，即：Li2S8 Li2S6 Li2S4 Li2S2 ，其中可能有2Li2S6 2Li2e=3Li2S4，A 項(xiàng)正確；該電池工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移0.02 mol 電子，負(fù)極有 0.02 mol Li( 質(zhì)量為

8、0.14 g) 被氧化為 Li ，則負(fù)極質(zhì)量減少 0.14 g，B項(xiàng)正確；石墨烯能導(dǎo)電， 利用石墨烯作電極， 可提高電極 a 的導(dǎo)電性，C項(xiàng)正確；充電過(guò)程中，Li2S2 的量逐漸減少，當(dāng)電池充滿電時(shí)，相當(dāng)于達(dá)到平衡狀態(tài)， 電池中 Li2S2 的量趨于不變， 故不是電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2 的量越多， D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案： D 方法指導(dǎo) 理解充、放電，準(zhǔn)確剖析電化學(xué)原理1對(duì)于可充電電池， 放電時(shí)為原電池， 符合原電池工作原理， 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；外電路中電子由負(fù)極流向正極，【2019最新】精選高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：全國(guó)卷熱考微專題（11）新型化學(xué)電源內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移

9、動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。2對(duì)于可充電電池， 充電時(shí)為電解池， 陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)， 陰極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時(shí)電池的“”極與外接直流電源的正極相連，電池的“”極與外接直流電源的負(fù)極相連。1電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖，下列說(shuō)法不正確的是()AO2在電極 b 上發(fā)生還原反應(yīng)B溶液中 OH向電極 a 移動(dòng)C反應(yīng)消耗的 NH3與 O2的物質(zhì)的量之比為45D負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH36e 6OH=N26H2O解析：氧氣在 b 極發(fā)生還原反應(yīng)，則b 極為正極， a 極為負(fù)極，故 A 正確；因?yàn)?a 極為負(fù)極， 則溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)， 故 B 正確；反應(yīng)中 N元素化合

10、價(jià)升高 3 價(jià)，O元素化合價(jià)降低 4 價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，消耗 NH3與 O2的物質(zhì)的量之比為 43，故 C 錯(cuò)誤；負(fù)極是氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)變成氮?dú)猓?且 OH向 a 極移動(dòng)參與反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為 2NH36e 6OH=N26H2O，故 D正確。答案： C2最近，科學(xué)家研制出一種紙質(zhì)電池，這種“軟電池” 采用薄層紙片作為載體和傳導(dǎo)體， 在一邊附著鋅， 在另一邊附著二氧化錳。 電池總反應(yīng)為 Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列說(shuō)法不正確的是()A該電池 Zn 為負(fù)極， MnO2為正極B該電池的正極反應(yīng)為 MnO2e H2O=MnO(OH)OHC導(dǎo)電時(shí)外電路電子由Zn 流向 MnO

11、2，內(nèi)電路電子由 MnO2流向Zn5 / 95 / 9D電池工作時(shí)水分子和OH都能通過(guò)薄層紙片解析：根據(jù)電池總反應(yīng)， Zn 發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極， MnO2發(fā)生還原反應(yīng)為正極，故 A正確；正極發(fā)生還原反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)為MnO2 e H2O=MnO(OH)OH，故 B 正確；內(nèi)電路是離子移動(dòng)導(dǎo)電，故 C錯(cuò)誤；電池工作時(shí)內(nèi)電路是離子移動(dòng)導(dǎo)電， 水分子和 OH都能通過(guò)薄層紙片，故D正確。答案： C3一種微生物燃料電池如圖所示， 下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是()Aa 電極發(fā)生還原反應(yīng)BH由右室通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室Cb 電極反應(yīng)式為2NO10e 12H=N2 6H2OD電池工作時(shí)，電流由a 電極沿

12、導(dǎo)線流向b 電極解析：b 極上 N元素的化合價(jià)降低， 所以 b 是正極發(fā)生還原反應(yīng)，故 A 錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子從負(fù)極移向正極，即 H由左室通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室， 故 B 錯(cuò)誤；b 極上 N 元素的化合價(jià)降低， b 是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 2NO10e 12H=N2 6H2O，故C正確；原電池中電流從正極流向負(fù)極，電流由B 電極沿導(dǎo)線流向A電極，故 D錯(cuò)誤。答案： C4一種處理污水的燃料電池模型如圖所示。該電池工作時(shí)，只需把污水注入反應(yīng)池， 細(xì)菌就可將污水中的有機(jī)物分解，在此過(guò)程中釋放出電子、質(zhì)子和乙。下列敘述不正確的是()AB 電極為正極B氣體乙可能為CO2【2019最新】精選

13、高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：全國(guó)卷熱考微專題（11）新型化學(xué)電源CO2在 A 電極得電子D電池工作時(shí)， B 電極附近的 pH逐漸減小解析：根據(jù)題意，該電池工作時(shí)，只需把污水注入反應(yīng)池，細(xì)菌就可將污水中的有機(jī)物分解， 在此過(guò)程中釋放出電子、 質(zhì)子和乙，則 B 電極為負(fù)極，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；有機(jī)物是含碳元素的化合物， 有機(jī)物失電子生成乙，則氣體乙可能為 CO2，B 項(xiàng)正確；根據(jù)上述分析，電極 A 為正極，在燃料電池中， 氧氣在正極得電子， 即 O2在 A 電解得電子， C項(xiàng)正確；根據(jù)題意，細(xì)菌將污水中的有機(jī)物分解， 在此過(guò)程中釋放出電子、質(zhì)子和乙，質(zhì)子濃度增大， 則 B 電極附近的 pH逐漸減小， D 項(xiàng)正確

14、。答案： A5我國(guó)知名企業(yè)比亞迪公司開(kāi)發(fā)了具有多項(xiàng)專利的鋰釩氧化物二次電池，其成本較低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他電池，電池總反應(yīng)為 V2O5xLiLixV2O5 。下列說(shuō)法合理的是 ()A電池在放電時(shí)， Li 向負(fù)極移動(dòng)B鋰在放電時(shí)作正極，充電時(shí)作陽(yáng)極C該電池充電時(shí)陽(yáng)極的反應(yīng)為L(zhǎng)ixV2O5 xe=V2O5xLi DV2O5只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體，不參與電池反應(yīng)解析：電池在放電時(shí)， Li 向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng)， A 錯(cuò)誤；鋰在放電時(shí)做負(fù)極，充電時(shí)為陰極， B 錯(cuò)誤；該電池充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 LixV2O5xe=V2O5xLi ，C正確；在反應(yīng)中 V2O5中的 V元素

15、的化合價(jià)也發(fā)生了變化， 所以不只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體， D錯(cuò)誤。答案： C6某充電寶鋰離子電池的總反應(yīng)為xLi Li1 xMn2O4LiMn2O4，7 / 97 / 9某手機(jī)鎳氫電池總反應(yīng)為： NiOOHMHMNi(OH)2(M 為儲(chǔ)氫金屬或合金) ，有關(guān)上述兩種電池的說(shuō)法不正確的是 () A鋰離子電池放電時(shí) Li 向正極遷移B鎳氫電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式：NiOOHH2O e=Ni(OH)2OHC圖中表示用鋰離子電池給鎳氫電池充電D鋰離子電池充電時(shí)， 陰極的電極反應(yīng)式： LiMn2O4xe=Li1xMn2O4xLi 解析：鋰離子電池放電時(shí)陽(yáng)離子移向正極，所以Li 向正極遷移，故 A正確；放

16、電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)， 方程式為 NiOOHeH2O=Ni(OH)2 OH，故 B 正確；題圖表示鋰離子電池為放電過(guò)程，而鎳氫電池為充電過(guò)程， 所以鋰離子電池給鎳氫電池充電， 故 C正確；鋰離子電池充電時(shí)， 陰極的電極反應(yīng)式： Li e=Li ，故 D錯(cuò)誤。答案： D7一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是 ()A反應(yīng) CH4H2O3H2CO，每消耗 1 mol CH4 轉(zhuǎn)移 12 mol 電子B電極 A上 H2參與的電極反應(yīng)為 H22OH 2e=2H2OC電池工作時(shí)， CO向電極 B 移動(dòng)D電極 B 上發(fā)生的電極反應(yīng)為O22CO24e=2CO3解析：甲烷中的 C

17、為 4 價(jià)，一氧化碳中的C為 2 價(jià)，每個(gè)碳原子失去 6 個(gè)電子，因此每消耗1 mol 甲烷失去 6 mol 電子， A 錯(cuò)誤；熔融鹽中沒(méi)有氫氧根離子， 因此氫氧根離子不能參與電極反應(yīng)，電極反應(yīng)式應(yīng)為 H2CO2CO4e=3CO2H2O，B 錯(cuò)誤；碳酸根離子應(yīng)向負(fù)極移動(dòng)，即向電極A 移動(dòng)， C錯(cuò)誤；電極 B 上氧氣和二氧化碳得【2019最新】精選高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：全國(guó)卷熱考微專題（11）新型化學(xué)電源電子生成碳酸根離子，D正確。答案： D8(2016 ·四川卷 ) 某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i1 xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1) 。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是()A放電時(shí)， Li 在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷