專項(xiàng)突破21-新型電池的分析(人教版2019選擇性必修1)

人教版選擇性必修1網(wǎng)第四章化學(xué)反應(yīng)與電能重難點(diǎn)專項(xiàng)突破新型電池題目的解題技巧1．新型電池的正、負(fù)極的判斷由反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物或反應(yīng)方程式，根據(jù)元素的常規(guī)價(jià)態(tài)去判斷即可：特別提醒：判斷一個(gè)原電池中的正、負(fù)極，最根本的方法是失電子(發(fā)生氧化反應(yīng))的一極是負(fù)極，得電子(發(fā)生還原反應(yīng))的一極是正極。如果給出一個(gè)化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來判斷，化合價(jià)升高、發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，化合價(jià)降低、發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。2．新型電池的電極反應(yīng)式書寫步驟第一步：分析物質(zhì)得失電子情況，據(jù)此確定正極、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。第二步：分析電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。第三步：寫出比較容易書寫的電極反應(yīng)式。第四步：若有總反應(yīng)式，可用總反應(yīng)式減去第三步中的電極反應(yīng)式，即得另一極的電極反應(yīng)式。3．新型電池“放電”“充電”時(shí)電極反應(yīng)式的正誤判斷(1)新型電池放電①若給出新型電池的裝置圖：先找出電池的正、負(fù)極，即找出氧化劑和還原劑；再結(jié)合電解質(zhì)確定出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物；最后判斷相應(yīng)的電極反應(yīng)式的正誤。②若給出新型電池的總反應(yīng)式：分析總反應(yīng)式中各元素化合價(jià)的變化情況，找出氧化劑及其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物，還原劑及其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物，最后考慮電解質(zhì)是否參加反應(yīng)，判斷電極反應(yīng)式的正誤?！纠}1】

(雙選)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是(

)A．Zn為電池的負(fù)極B．正極反應(yīng)式為2FeO4

2－＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2OC．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變D．電池工作時(shí)OH－向負(fù)極遷移突破點(diǎn)一：

一次電池AD

解析：Zn在反應(yīng)中化合價(jià)升高為負(fù)極材料，A正確；K2FeO4為正極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極電極反應(yīng)方程式為2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，B錯(cuò)誤；該電池放電過程中正極生成OH－，電解質(zhì)溶液濃度增大，C錯(cuò)誤；電池工作時(shí)陰離子OH－向負(fù)極遷移，D正確。

一次電池解題思路分析練1．Li—FeS2電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知電池放電時(shí)的反應(yīng)為4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列說法正確的是(

)A.Li為電池的正極B．電池工作時(shí)，Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．正極的電極反應(yīng)式為FeS2＋4e－===Fe＋2S2－D．將熔融的LiCF3SO3改為L(zhǎng)iCl的水溶液，電池性能更好【解析】根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時(shí)Li失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋，F(xiàn)eS2為正極，正極反應(yīng)式為FeS2＋4e－===Fe＋2S2－。通過以上分析知，Li為電池負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤、C正確；放電時(shí)，陽離子Li＋向正極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；將熔融的LiCF3SO3改為L(zhǎng)iCl的水溶液，Li和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣，所以不能將熔融的LiCF3SO3改為L(zhǎng)iCl的水溶液，故D錯(cuò)誤。C練2．普通鋅錳干電池的簡(jiǎn)圖如圖所示，該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn＋2NH4＋＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是(

)A.當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B．電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NH4＋＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g【解析】普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極失電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65g·mol－1×0.1mol/2＝3.25g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。C突破點(diǎn)2：可充電電池[知識(shí)對(duì)接]

四方面突破可充電電池[例題2]以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．放電時(shí)，Na＋由右室移向左室B．放電時(shí)，Mg箔為負(fù)極，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)C．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式為Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－===Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋D．用鉛蓄電池為該電池充電時(shí)，當(dāng)有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，Pb電極質(zhì)量減少20.7gD新型電池充電分析①充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式是該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式的“逆反應(yīng)”。②充電時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是該電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式的“逆反應(yīng)”。二次電池充電時(shí)的電極連接突破點(diǎn)3：新型燃料電池[知識(shí)對(duì)接]解答新型燃料電池題目的思維模型

[例題3]利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)B

[A項(xiàng)，該反應(yīng)中，可產(chǎn)生電流，反應(yīng)條件比較溫和，沒有高溫、高壓條件，正確；B項(xiàng)，該生物燃料電池中，左端電極反應(yīng)式為MV＋－e－===MV2＋，則左端電極是負(fù)極，應(yīng)為負(fù)極區(qū)，在氫化酶作用下，發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，右端電極反應(yīng)式為MV2＋＋e－===MV＋，是正極，在正極區(qū)N2得到電子生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，原電池中，內(nèi)電路中H＋通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，正確。]【點(diǎn)睛筆】電極協(xié)同反應(yīng)(1)電極反應(yīng)的產(chǎn)物，再與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的情況，形成電極反應(yīng)與協(xié)同反應(yīng)的多步反應(yīng)，通常發(fā)生在電極的一個(gè)區(qū)域。(2)要分清三種反應(yīng)：①電極反應(yīng)，②電極區(qū)反應(yīng)，③總反應(yīng)。突破點(diǎn)4：其他高效、環(huán)保型電池[知識(shí)對(duì)接]此類題目主要考查考生閱讀相關(guān)材料、結(jié)合圖示等綜合分析的能力、知識(shí)的遷移應(yīng)用能力，做題時(shí)注意提煉化合價(jià)變化、電極材料、電解質(zhì)等關(guān)鍵信息。【典例4】科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn－CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.放電時(shí)，負(fù)