4熱點題型7新型化學電源及電極反應式的書寫

1、熱點題型7新型化學電源及電極反應式的書寫近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲氫電池”“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，首先要理解常見的化學電源種類及原電池的工作原理，其次 會判斷正負極或陰陽極，以及會書寫電極反應式等。I .電極反應式書寫的一般步驟（類似氧化還原反應方程式的書寫） 負極發(fā)生氧化反應）_參加反應的微粒 一i正極發(fā)生還原反應/一和得失電子數(shù)II （在電解質溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極看環(huán)境：產(chǎn)物即、H,（）等是否參加反應配守恒III I遵守電荷守恒、質量守恒、得失電子守恒B一兩電極反應式相加.與總反應式刻照

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

3、H+0特別提醒簡單電極反應中轉移的電子數(shù)，必須與總方程式中轉移的電子數(shù)相同。:精I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) 濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(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廢水（以含CH3coeT 的溶液為例）。下列說法錯誤的是（）生物膜有機模擬酸性 座永漁永永溶液A.負極反應為 CH3coeT +2H2。一加=2CCh t +7ITB.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C.當電路中轉移1 mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5 gD.電池工作一段時間后，正、負極

4、產(chǎn)生氣體的物質的量之比為2： 1解析：選B。結合圖示可知放電時的電極反應如下:電極名稱電極反應負極（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項正確；該電池工作時，Q-向a極移動，Na +向b極移動，即隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽離子交換膜，B項錯誤；電路中 轉移1 mol電子時，向a極和b極分別移動1 mol Cl -和1 mol Na+ ,則模擬海水 理論上可除鹽58.5 g, C項正確；電池工作時負極產(chǎn)生CO2,正極產(chǎn)生H2,結合 正、負極的電極反應知，一段時間后，正極和負極產(chǎn)生氣體的物質的量之

5、比為 2 ： 1, D項正確。2.（二次電池）（2020新廟考天津卷）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應用前放由景的儲能電池。下圖中的電池反應為2Na+xSNa2SG=53,難溶于熔融硫）。下列說法錯誤的是（A- Na2s4 的電子式為Na，: S ： S ： S ： S ：2-Na) B.放電時正極反應為xS + 2N:T + 2e-=Na2S.、C. Na和Na2sx分別為電池的負極和正極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合，每個硫原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結構，A項正確；放電時正極上S發(fā)生還原反應，正極反應為 xS + 2Na

6、+2e-=Na2SA , B項正確；熔融鈉為負極，熔融硫（含碳粉）為正極，C項錯誤；由題圖可知，D項正確。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。該電池通過一種復雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，其中放電過程為2Li +Cu2O+H2O=2Cu + 2Li+ 2OFT,下列說法錯誤的是（）療機鈣酸鋅銀固水溶液 電解質休電解質電解質A.放電時，口十透過固體電解質向Cu極移動B.放電時，正極的電極反應式為O2+2H?O+4e =4OHC,通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生CU2OD.整個反應過程中，氧化劑為02解析：選B。放電時為原電池，陽離子移向正極，Li極為負極，Cu極

7、為正 極，所以Li十透過固體電解質向Cu極移動，A項正確；由總反應方程式可知，CU2O中Cu元素化合價降低，被還原，正極反應式應為Cu2O + H2O + 2e - =2Cu + 2OH-,B項錯誤油總反應方程式可知,通空氣時,銅被腐蝕,表面產(chǎn)生Cu2O, C項正確；由C項分析可知，Cu先與Ch反應生成Cu2O,放電時Cu2O重新生 成Cu,則整個反應過程中，Cu相當于催化劑，Ch為氧化劑，D項正確。4 . 一種新型太陽光電化學電池儲能時電解質溶液中離子在兩極發(fā)生如圖所 示的轉化。下列說法正確的是（）A.儲能時，電能轉變?yōu)榛瘜W能和光能B.儲能和放電時，電子在導線中流向相同C.儲能時，氫離子由a

8、極區(qū)遷移至b極區(qū)D.放電時，b 極發(fā)生：VO2+2H"+e =VO2+ + H2O解析：選D。光照時儲能，VO2 +失電子轉化為VO, b極為陽極，a極為陰極，放電時b極為正極，a極為負極。儲能時，光能轉變?yōu)榛瘜W能，A項錯誤； 儲能時電子由b極流出，放電時電子由a極流出，故儲能和放電時，電子在導線 中流向不同，B項錯誤；儲能時，氫離子由陽極b極區(qū)遷移至陰極a極區(qū)，C項 錯誤；放電時，b極為正極，發(fā)生還原反應，電極反應為VO=+2H+e-=VC>2 + +H2O, D項正確。5 .（其他新型電池）（2020疥考全國卷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：VB2+16OH_-lle_ =VOr + 2B（OH）； +4H2Oo該電池工作時，下列說法錯誤的是（ ）負載VB2電個亡口|笈令碳電極一I:一空氣KOH溶液離子選擇性膜A.負載通過0.04 mol電子時，有0.224 L(標準狀況)02參與反應B.正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應為 4VB2+llO2+20OH-+6H2O=8B(OH)I+4VOrD. 電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB?電極、KOH溶液回到復合碳電極解析：選B。由題給信息知VB2電極上發(fā)生失電子的氧化反應，則VB?電 極為負極，復合碳電極為正極，正極發(fā)生還原反應，

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