2023屆新教材高考化學一輪復習新型電源電極反應式的書寫學案

微專題eq\o(○,\s\up1(14))新型電源電極反應式的書寫【知識基礎】1．公式法步驟示例(Mg|NaCl溶液|空氣)根據題中信息(如總反應方程式或原理圖中元素化合價的升降等)判斷還原劑和氧化產物、氧化劑和還原產物中性溶液中：Mg被氧化為Mg2＋，空氣中的O2得電子生成OH－根據電池負極(或電解池陽極)為“還原劑－ne－→氧化產物”、電池正極(或電解池陰極)為“氧化劑＋ne－→還原產物”初步寫出電極反應式負極反應：Mg－2e－→Mg2＋正極反應：O2＋4e－→OH－根據電荷守恒、原子守恒及電解質性質，在初步書寫的電極反應式兩側補充介質，配平電極反應式。介質常為H2O、H＋、OH－等根據電荷守恒和反應環(huán)境呈中性進行補項正極：在右邊OH－前配系數4，左邊補充“2H2O”，得O2＋4e－＋2H2O=4OH－[即時鞏固1]寫出不同“介質”中甲醇燃料電池的電極反應式。“介質”負極反應式正極反應式(1)酸性介質，如H2SO4溶液________________(2)堿性介質，如KOH溶液________________(3)熔融鹽介質，如K2CO3________________(4)摻雜Y2O3的ZrO3固體作電解質，在高溫下能傳導O2－________________2.加減法第一步：根據題中信息，按照“氧化劑＋還原劑＋介質1=還原產物＋氧化產物＋介質2”寫出電池總反應。第二步：先判斷哪個電極反應式簡單，再根據公式法寫出該電極反應式，并使該電極反應式與電池總反應轉移的電子數目相等。第三步：用電池總反應減去簡單的電極反應式即得復雜的電極反應式。書寫時要滿足電荷守恒、質量守恒。3．抓住“充電、放電”特點書寫二次電池的電極反應式二次電池充電時與外接電源正極相連的是陽極，電極反應式與放電時的正極反應式互為“逆反應”；同理，二次電池充電時與外接電源負極相連的是陰極，電極反應式與放電時的負極反應互為“逆反應”。[即時鞏固2]類型放電時負極反應式充電時陽極反應式(1)鉛蓄電池：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O________________(2)鎳鎘電池：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2________________(3)鈷酸鋰電池：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(0<x<1)________________【專題精練】1．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“現象”產生電能，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法錯誤的是()A.放電時，Li＋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＋2H2O＋4e－=4OH－C.通空氣時，銅被腐蝕，表面產生Cu2OD.整個反應過程中，氧化劑為O22．國內某高校化學研究團隊利用微生物電池除去廢水中的CH3COO－，該電池裝置如圖所示。下列有關該電池的說法正確的是()A.該電池能在高溫下工作B.不銹鋼是電池的負極C.石墨電極的電極反應為CH3COO－＋8e－＋7OH－=2CO2↑＋5H2OD.當外電路中有4mol電子通過時，若CO2完全逸出，則兩室溶液質量變化差是52g3．如圖為一種基于g-C3N4催化劑的光電化學裝置，該裝置可實現太陽能到電能的直接轉換[已知g-C3N4hve－＋h＋(空穴)]。下列說法錯誤的是()A.多孔Ni的電勢比碳膜的低B.存在反應2H2O＋2h＋(空穴)=H2O2＋2H＋C.該電池的總反應為2H2＋O2=2H2OD.碳膜電極總反應式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O4．研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示，兩電極區(qū)間用允許K＋、H＋通過的半透膜隔開。(1)電池負極電極反應式為________________；放電過程中需補充的物質A為________(填化學式)。(2)如圖所示的HCOOH燃料電池放電的本質是通過HCOOH與O2的反應，將化學能轉化為電能，其反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。微專題14新型電源電極反應式的書寫即時鞏固1答案：(1)CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋O2＋4e－＋4H＋=2H2O2CH3OH-6e-+8OH-=CO32-＋6H2O3CH3OH-6e-+3CO32-(4)CH3OH－6e－＋3O2－=CO2↑＋2H2OO2＋4e－=2O2－即時鞏固2答案：1Pb+SO42-－2e－(2)Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)22Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O(3)LixC6－xe－=xLi＋＋C6LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋專題精練1．解析：因為原電池放電時，陽離子移向正極，所以Li＋透過固體電解質向Cu極移動，A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錯誤；放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時，銅被腐蝕，表面產生Cu2O，C正確；由C項分析知，Cu先與O2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，O2為氧化劑，D正確。答案：B2．解析：答案：D3．解析：答案：C4．解析：(1)負極發(fā)生氧化反應，堿性條件下，HCOO－(其中的碳元素為＋2價)被氧化生成HCO3-(其中的碳元素為＋4價)，則負極的電極反應式為HCOO-+2OH--2e-=HCO3-＋H2O。正極反應中