1、【 精品教育资源文库 】 (十二 )新型化学电源试题的解题方略 要点归纳 1背景介绍 近几年的高考题中的新型化学电源，有 “ 镍氢电池 ”“ 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。虽然该类试题题材新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，主要考查的是学生迁移应用的能力。只要细心分析，实际上得分相对比较容易。 2命题分析 命题人常常根据新型化学电 池的装置特点，以新介质、新燃
2、料、轻金属为背景，涉及下列命题角度。 (1)电极的判断及其电极反应式的书写或判断。 (2)两极产物及两极反应类型的判断。 (3)两极附近溶液的 pH变化或计算。 (4)电子、电流、离子移动方向，交换膜的判断。 (5)电子守恒的相关计算。 3新型化学电源示例分析 (1)(2016 全国 卷 )MgAgCl电池 (海水为电解质溶液 ) 负极反应式： Mg 2e =Mg2 ； 正极反应式： 2AgCl 2e =2Ag 2Cl ； 总反应式： Mg 2AgCl=2Ag MgCl2。 (2)(2015 全国 卷 )微生物电池如图 负极反应式： C6H12O6 24e 6H2O=6CO2 24H ； 正极
3、反应式： 6O2 24e 24H =12H2O。 (3)镍氢电池 (KOH溶液 )： NiOOH MH 放电充电 Ni(OH)2 M 负极反应式： MH e OH =M H2O； 【 精品教育资源文库 】 正极反应式： NiOOH e H2O=Ni(OH)2 OH 。 (4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。总反 应式为 PbSO4 2LiCl Ca=CaCl2Li2SO4 Pb 负极反应式： Ca 2e 2Cl =CaCl2； 正极反应式： PbSO4 2e =SO24 Pb。 (5)锂离子电池总反应式为 xLi Li1 xMn2O4 放电充电 LiMn2O4 负极反应式： xLi xe
4、 =xLi ； 正极反应式： Li1 xMn2O4 xe xLi =LiMn2O4。 典例导航 (2017 全国 卷 )全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为 16Li xS8=8Li2Sx(2 x8) 。下列说法错误的是 ( ) A电池工作时，正极可发生反应： 2Li2S6 2Li 2e =3Li2S4 B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol电子，负极材料减重 0.14 g C石墨烯的作用主要是提高电极 a的导电性 D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多 审题指导 (1)16Li xS8=8Li2Sx(2 x8)
5、? Li作负极，电极反应式为 16Li 16e =16Li S8作正极，电极反应式为 xS8 16e 16Li =8Li2Sx ?放电时 电极 a作正极，放电时间越长， Li2Sx中 x越小 ?充电时 电极 a作阳极，充电时间越长， Li2Sx中 x越大 (2)负极 Li生成 Li 移向正极，减重 0.02 mol1 7 gmol 1 0.14 g 【答案】 D 【 精品教育资源文库 】 (1)放电时负极反应式为 _，正极反应式 (当 x 6时 )为 _，放电过程中 Li2S8 Li 2S6的正极反应式为 _。 (2)充电时，阳极反应式 (Li2S2 Li 2S4)_。 【答案】 (1)Li
6、 e =Li 6S8 16e 16Li =8Li2S6 3Li2S8 2e 2Li =4Li2S6 (2)2Li2S2 2e =Li2S4 2Li 对点训练 1 (2018 厦门模拟 )一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确 的是 ( ) A a电极发生还原反应，作电池的正极 B b电极反应式为 2NO3 10e 12H =N2 6H2O C H 由右室通过质子交换膜进入左室 D标准状况下，电路中产生 6 mol CO2同时产生 22.4 L的 N2 B A项，在该燃料电池中通入燃料的电极为负极，故电极 a为负极，电极 b为正极， a电极发生氧化反应，错误； B 项， b 电极为正
7、极，发生还原反应，反应式为 2NO3 10e 12H =N2 6H2O，正确； C 项 ，溶液中 H 由负极移向正极，即由左室通过质子交换膜进入右室，错误； D 项，不能确定有机物中碳元素的化合价，则不能计算转移的电子数，也不能通过二氧化碳计算氮气的体积，错误。 2 (2018 石家庄联考 )某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应式为 Li1 xCoO2 LixC6=LiCoO2 C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是 ( ) 【导学号： 97500109】 A放电时， Co元素的化合价升高 B放电时，正极的电极反应式为 Li1 xCoO2 xe xLi =LiCoO
8、2 C充电时， Li 在电解液中由阳极向阴极迁移 D充电时，阴极的电极反应式为 C6 xLi xe =LixC6 A 由放电时电池的总反应式可知，放电时 Co 元素的化合价降低， A项错误；放电时正极的电极反应式为 Li1 xCoO2 xe xLi =LiCoO2， B项正确；充电时阳离子由阳极向阴极迁移， C 项正确；充电时阴极反应与放电时负极反应互为逆反应，阴极反应式为 C6xLi xe =LixC6， D项正确。 【 精品教育资源文库 】 3大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池 (Ni-MH 电池 )正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确
9、的是 ( ) A放电 时 电池内部 H 向负极移动 B充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连 C充电时阳极反应式为 Ni(OH)2 OH e =NiOOH H2O D放电时负极的电极反应式为 MHn ne =M nH C A项，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，错误； B项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误； C 项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式： NiOOH H2O e =Ni(OH)2 OH ，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式： Ni(OH)2 OH e =NiOOHH2O，正确； D项，该电池的环
10、境是碱性环境，不能有大量 H 存在，电极反应式： MHn nOH ne =M nH2O，错误。 4 (2018 黑龙江五校联考 )斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队发明了一种 “ 一分钟充满电 ” 的新型铝离子电池。该电池的电极材料为铝和 CnAlCl4(Cn为石墨 )，有机物阳离子和 AlCl4 组成离子液体，电池放电时， 在负极附近形成 Al2Cl7 。充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。下列说法不正确的是 ( ) A放电时，铝为电池负极，电极反应式为 Al 3e =Al3 B放电时，负极材料和正极材料质量均减少 C充电和放电过程中，有机物阳离子移动方向相反 D充电时，阳极的电极反应式为 AlCl4 Cn e =CnAlCl4 A 选项 A，题目信息提示，负极形成 Al2Cl7 ，故电极反应式为 Al 7AlCl4 3e【 精品教育资源文库 】 =4Al2Cl7 ，错误。选项 B，放电时， Al 溶解，负极质量减少，正极反应式为 CnAlCl4 e =AlCl4 Cn，质量也减少，正确。选项 C，放电时，阳离子从负极移向正极，充电时，阳离子从阳极移向阴极，正确。选项 D，充电时，电池的阳极发生氧化反应，正确。
