2018高考化学复习新型化学电源

1、微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源，成为科学家研究的重点方向之睫，因此，化学中的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源，有一，也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源，有“氢氢镍电池镍电池”、“高铁电池高铁电池”、“锌锰碱性电池锌锰碱性电池”、“海洋电海洋电池池”、“燃料电池燃料电池”、“锂离子电池锂离子电池”、“银锌电池银锌电池”、“纽纽扣电池扣电池”等，一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能等，一般

2、具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量量(单位质量释放的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，只要细心分材新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。析，实际上得分相对比较容易。课时课时4新型化学电源新型化学电源课时诠释课时诠释微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三燃料电池燃料电池(Fuel Cell)是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、是利用

3、氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。其特点是：电能的一类原电池。其特点是：(1)有两个相同的多孔电极，有两个相同的多孔电极，同时电极不参与反应同时电极不参与反应 (掺杂适当的催化剂掺杂适当的催化剂)。(2)不需要将还原不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内剂和氧化剂全部储藏在电池内 。(3)能量转换率较高，超过能量转换率较高，超过80%(普通燃烧能量转换率普通燃烧能量转换率30%多多) 。微点聚焦一新型燃料电池的分析与判断微点聚焦一新型燃料电池的分析与判断微点聚焦一微点聚焦一微点

4、聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【示例【示例1】 (2016课标全国课标全国，11)锌锌空气燃料电池可用作电空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)42。下列说法正确。下列说法正确的是的是()A充电时，电解质溶液中充电时，电解质溶液中K向阳极移动向阳极移动B充电时，电解质溶液中充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小逐渐减小C 放 电 时 ， 负 极 反 应 为 ： 放 电 时 ， 负 极 反 应 为 ： Z n 4 O H 2 e=Zn(OH)42D放电时，电路中通过放电时，电

5、路中通过2 mol电子，消耗氧气电子，消耗氧气22.4 L(标准标准状况状况)典题示例典题示例 微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【解法指导【解法指导】理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤1先写出燃料电池总反应式先写出燃料电池总反应式虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能

6、要应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。应的方程式相加，从而得到总反应方程式。微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三3最后写出燃料电池负极的电极反应式最后写出燃料电池负极的电极反应式由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极开在两极(负、正两极负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反上发生，故燃料电

7、池负极的电极反应式燃料电池总反应式燃料电池正极的电极反应式。应式燃料电池总反应式燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的去总反应和正极反应中的O2，二要注意两极反应式和总反，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。应式电子转移相同。微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三1(2017保定模拟保定模拟)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下为燃料的电池装置

8、如下图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()体验感悟体验感悟 微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三Ab极发生氧化反应极发生氧化反应Ba极的反应式：极的反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从放电时，电流从a极经过负载流向极经过负载流向b极极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析解析燃料电池燃料燃料电池燃料(N2H4)在负极在负极(a极极)发生氧化反应发生氧化反应N2H44OH

9、4e=N24H2O，O2在正极发生还原反应：在正极发生还原反应：O24e2H2O=4OH，总反应为，总反应为N2H4O2=N22H2O，A项项错误，错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；项错误；OH在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让OH通通过，故选用阴离子交换膜，过，故选用阴离子交换膜，D项错误。项错误。答案答案B微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三2如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是正确的是()

10、A分子组成为分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类的物质一定是糖类B微生物所在电极区放电时发生还原反应微生物所在电极区放电时发生还原反应C.放电过程中，放电过程中，H从正极区移向负极区从正极区移向负极区D正极反应式为：正极反应式为：MnO24H2e=Mn22H2O微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三解析解析分子组成为分子组成为Cm(H2O)n的物质不一定是糖类，如乙酸的的物质不一定是糖类，如乙酸的分子组成为分子组成为C2(H2O)2，A错误；由电池示意图可知，微生物所错误；由电池示意图可知，微生物所在电极区在电极区Cm(H2O)n转化为转化为CO2，发生的是氧化反应

11、，是负极，发生的是氧化反应，是负极，则另一极是正极，则另一极是正极，MnO2发生还原反应在酸性条件下生成发生还原反应在酸性条件下生成Mn2，B错误，错误，D正确；放电时发生的是原电池反应，正确；放电时发生的是原电池反应，H应该从应该从负极区移向正极区，负极区移向正极区，C错误。错误。答案答案D微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【解题模板【解题模板】微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三3(解题规范解题规范)SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有气体，对它们的合理控

12、制和治理是优化我们生存环境的有效途径。效途径。(1)利用电化学原理将利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料，装置转化为重要化工原料，装置如图所示：如图所示：微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三若若A为为CO，B为为H2，C为为CH3OH，则通入，则通入CO的一极为的一极为_极。极。若若A为为SO2，B为为O2，C为为H2SO4，则负极的电极反应式为，则负极的电极反应式为_。若若A为为NH3，B为为O2，C为为HNO3，则正极的电极反应式为，则正极的电极反应式为_。微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三(2)某研究小组利用下列装置用某研究小组

13、利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂生产新型硝化剂N2O5。现以现以H2、O2、熔融盐、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制组成燃料电池，采用电解法制备备N2O5，装置如图所示，其中，装置如图所示，其中Y为为CO2。在该电极上同时还引。在该电极上同时还引入入CO2的目的是的目的是_。 电 解 过 程 中 ， 生 成电 解 过 程 中 ， 生 成 N2O5的 电 极 反 应 方 程 式 为的 电 极 反 应 方 程 式 为_。微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【规范点评【规范点评】学生在解答学生在解答卷

14、题目时，不能挖掘出题干所隐含信息，不能把卷题目时，不能挖掘出题干所隐含信息，不能把所学知识灵活地运用到解题上，如本题第所学知识灵活地运用到解题上，如本题第(1)问问CO和和H2合成合成甲醇过程是甲醇过程是H元素化合价升高，碳元素化合价降低过程，因此元素化合价升高，碳元素化合价降低过程，因此H2被氧化作负极，被氧化作负极，CO被还原作正极；另外在写半反应时有些被还原作正极；另外在写半反应时有些学生粗心大意，把正极写成负极，把阴极反应写成阳极反应而学生粗心大意，把正极写成负极，把阴极反应写成阳极反应而失分，这种不规范的审答题习惯应引起注意。失分，这种不规范的审答题习惯应引起注意。微点聚焦一微点聚焦

15、一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三对于一般的电池而言，充电电池具有一定的可逆性，在放对于一般的电池而言，充电电池具有一定的可逆性，在放电时，它是原电池装置；在充电时，它是电解过程，是一种经电时，它是原电池装置；在充电时，它是电解过程，是一种经济、环保、电量足、适合大功率、长时间使用的电器。济、环保、电量足、适合大功率、长时间使用的电器。微点聚焦二可充电电池微点聚焦二可充电电池微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【示例【示例2】 (2016四川理综，四川理综，5)某电动汽车配载一种可充放电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为：的锂离子电池，

16、放电时电池的总反应为：Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确。下列关于该电池的说法不正确的是的是()A放电时，放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移充电时，若转移1 mol e，石墨，石墨(C6)电极将增重电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi典题示例典题示例 微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三解析解析放电时，负极反应为放电时，负极反

17、应为LixC6xe=xLiC6，正极反，正极反应为应为Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，A、B正确；充电正确；充电时，阴极反应为：时，阴极反应为：xLiC6xe=LixC6，转移，转移1 mol e时，石墨时，石墨C6电极将增重电极将增重 7 g，C项错误；充电时，阳极反应为项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：放电时正极反应的逆反应：LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，D项正确。项正确。答案答案C微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【解法归纳【解法归纳】可充电电池电极反应式的书写技巧可充电电池电极反应式的书写技巧书写可充电电池电极反应式时，一

18、般都是先书写放电的电书写可充电电池电极反应式时，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电时的电极反应式时，一般要遵守三个极反应式。书写放电时的电极反应式时，一般要遵守三个步骤：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数步骤：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比目，找出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较简单的电极反应式较简单的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液反应解质溶液反应)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一

19、电极反应式。去写出的电极反应式即得另一电极反应式。微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。根据正确书写的电极反应式，可顺电时的负极反应的逆过程。根据正确书写的电极反应式，可顺利判断各电极周围溶液利判断各电极周围溶液pH的变化。的变化。微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三体验感悟体验感悟 微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦

20、二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三解析解析A项，在原电池内部，阳离子应移向正极，错误；二次项，在原电池内部，阳离子应移向正极，错误；二次电池充电过程为电解的过程，阴极发生还原反应，电池充电过程为电解的过程，阴极发生还原反应，B项正确；项正确；C项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能量不同，错误；量不同，错误；D项，左边装置已经是放完电的电池，应为锂项，左边装置已经是

21、放完电的电池，应为锂硫电池给锂离子电池充电，错误。硫电池给锂离子电池充电，错误。答案答案B微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三A闭合闭合K时，时，X的电极反应式为：的电极反应式为：2H2e=H2B闭合闭合K时，时，A电极反应式为：电极反应式为：NiO22e2H=Ni (OH)2C给装置给装置()充电时，充电时，B极参与反应的物质被氧化极参与反应的物质被氧化D给装置给装置()充电时，充电时，OH通过阴离子交换膜移向通过阴离子交换膜移向A电极电极微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三解析解析当

22、闭合开关当闭合开关K时，时，Y附近溶液先变红，说明附近溶液先变红，说明Y电极处电极处H2O得电子生成得电子生成H2和和OH，Y为阴极，则为阴极，则X为阳极，为阳极，Cl在阳在阳极上失去电子，电极反应式为：极上失去电子，电极反应式为：2Cl2e=Cl2，A项错项错误；误；A为正极，电极反应式为：为正极，电极反应式为：NiO22e2H2O= Ni(OH)22OH，B项错误；给装置项错误；给装置()充电时，充电时，B为阴极，为阴极，B极参与反应的物质得电子，被还原，极参与反应的物质得电子，被还原，C项错误；给装置项错误；给装置()充充电时，电时，A为阳极，为阳极，OH通过阴离子交换膜移向通过阴离子交

23、换膜移向A电极，电极，D项正项正确。确。答案答案D微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三【解题模板【解题模板】微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三环保电池，是指近年来已投入使用或正在研制、开发的一环保电池，是指近年来已投入使用或正在研制、开发的一类高性能、无污染电池，目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄类高性能、无污染电池，目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、塑料蓄电池、微生物电池等都属于这一范畴。电池、塑料蓄电池、微生物电池等都属于这一范畴。微点聚焦三其他新型、高效环保电池微点聚焦三其他新型、高效环保电池微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点

24、聚焦三微点聚焦三【示例【示例3】 (2016浙江理综，浙江理综，11)金属金属(M)空气电池空气电池(如图如图)具具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4MnO22nH2O=4M(OH)n。典题示例典题示例 微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三1环保、安全的铝环保、安全的铝空气电池的工作原理如图所示

25、，下列有空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是关叙述错误的是()体验感悟体验感悟 微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三ANaCl的作用是增强溶液的导电性的作用是增强溶液的导电性B正极的电极反应式为：正极的电极反应式为：O24e2H2O=4OHC电池工作过程中，电解质溶液的电池工作过程中，电解质溶液的pH不断增大不断增大D用该电池做电源电解用该电池做电源电解KI溶液制取溶液制取1 mol KIO3，消耗铝电极，消耗铝电极的质量为的质量为54 g解析解析由图示可知由图示可知Al电极为负极，电极反应式为：电极为负极，电极反应式为：Al3e3OH=Al(OH)3，O2在正极反应：在正极反应：O24e2H2O=4OH，总反应方程式为：，总反应方程式为：4Al3O26H2O=4Al(OH)3，pH基基本不变，本不变，A、B正确，正确，C项错误；项错误；D项，项，1 mol KI制得制得1 mol KIO3转移转移6 mol电子，消耗电子，消耗2 mol Al，即，即54 g铝，正确。铝，正确。答案答案C微点聚焦一微点聚焦一微点聚焦二微点聚焦二微点聚焦三微点聚焦三2(2016豫晋冀三调豫晋冀三调)酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原酶生物电池通常以葡萄糖