姚珂新型化学电源的高考命题角度及其解题策略

题目：新型化学电源的高考命题角度及其解题策略【考纲解读】1.了解电解池的工作原理，写出电极反响和电池反响方程式。2.理解原电池电解池的原理及其在生产生活中的应用进而培养学生的知识运用迁移能力。3.培养学生对新型化学电源的分析问题解决问题的能力，培养学生良好的高考应试能力。【教学重点】理解原电池电解池的原理及其在生产生活中的应用【教学难点】学生对电化学知识的迁移应用能力及对新型化学电源的分析问题解决问题的能力的培养【教学方法】多媒体课件、动画视频展示、实物投影绘图、学生小组讨论、成果展示【热点分析】高考中的新型电池，有“氢镍电池〞、“高铁电池〞、“锌—锰碱性电池〞、我国首创的“海洋电池〞、“燃料电池〞(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池〞、“银锌电池〞、“纽扣电池〞等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。【典例导入】世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最。以下有关表达正确的选项是()A．光伏电池是将太阳能转变为电能B．光伏电池是将化学能转变为电能C．电流从a流向bD．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极【视频动画展示】播放碱性干电池、汽车车载铅蓄电池、氢氧燃料电池微观动画，学生分析电池的结构，原理，电子离子流向及电极反响方程式的书写。【思考与交流】1.原电池正负极判定的方法有哪些？请至少列举出5种方法。2.电解池的阴阳极的判定方法有哪些？请至少列举5种方法。3.双线桥法书写电极反响方程式的主要步骤是什么，以干电池和车载铅蓄电池为例分析？4.有金属参加的原电池和燃料电池的电极反响书写有什么技巧和规律？【归纳反思】从上述问题你可以罗列出电化学常考的知识点吗？通常这些考点有哪些规律可循，并归纳出解题的方法技巧。【重难点击破】取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度：典例探究讨论：题型一新型电池“放电〞时正极、负极的判断知识储藏在Zn－Cu原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。负极：Zn－2e－=Zn2＋；正极：2H＋＋2e－=H2↑。解题指导新型电池中eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(负极材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合价升高的物质,发生氧化反响的物质)),正极材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合价降低的物质,发生复原反响的物质))))典例导悟1被称之为“软电池〞的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过〞水和氧化锌组成的电解液。电池总反响为Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnO(OH)。以下说法正确的选项是()A．该电池的正极为锌B．该电池反响中二氧化锰起催化剂作用C．当0.1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1．204×1023D．电池正极反响式为2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnO(OH)＋2OH－变式训练1〔2023·全国理综II化学卷，T12〕2023年3月我国科学家报道了如下图的水溶液锂离子电池体系。以下表达错误的选项是()A．a为电池的正极B．电池充电反响为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中的Li+从b向a迁移题型二新型电池“放电〞时正极、负极上电极反响式的书写知识储藏铅蓄电池[Pb－PbO2(H2SO4溶液)]电极反响的书写：负极：①Pb－2e－=Pb2＋；②Pb2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。把二者合起来，即负极反响式：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。正极：PbO2得电子变为Pb2＋：PbO2＋2e－＋4H＋=Pb2＋＋2H2O；Pb2＋跟SOeq\o\al(2－,4)结合生成PbSO4：Pb2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。把二者合起来，即正极反响式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O。总反响式＝正极反响式＋负极反响式，即：PbO2＋Pb＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)=2PbSO4＋2H2O。解题指导首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反响生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反响。对于较为复杂的电极反响，可以利用总反响－较简单一极电极反响式＝较复杂一极电极反响式的方法解决。典例导悟2可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。以下说法正确的选项是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反响都为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反响为Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极变式训练2〔2023·全国大纲版理综化学卷，T9〕右图是在航天用高压氢镍电池根底上开展起来的一种金属氢化物镍电池(MH－Ni电池)。以下有关说法不正确的选项是()A．放电时正极反响为：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反响为：MH＋OH－→M＋H2O＋e－D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高题型三新型电池“充电〞时阴极、阳极的判断知识储藏充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程。如铅蓄电池：解题指导首先应搞明白原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极，阴极接负极的原理，进行分析。典例导悟3市场上经常见到的标记为Li­ion的电池称为“锂离子电池〞。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反响式为：Li＋2LiNiO2放电充电2LiNiO放电充电以下说法不正确的选项是()A．放电时，负极的电极反响式：Li－e－=Li＋B．充电时，LiNiO2既发生氧化反响又发生复原反响C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li＋向负极移动变式训练3〔2023·浙江理综化学卷，T11〕镍氢电池〔NiMH〕目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反响方程式是：Ni(OH)2+M=NiOOH+MH。：6NiOOH+NH3+H2O+OH－=6Ni(OH)2+NO2－以下说法正确的选项是()A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反响式为：NiOOH+H2O+e－=Ni(OH)2+OH－B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移C．充电过程中阴极的电极反响式：H2O+M+e－=MH+OH－，H2O中的H被M复原D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液题型四新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断知识储藏原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，如Zn－Cu(稀H2SO4)电池中：H＋移向Cu极；SOeq\o\al(2－,4)移向Zn极。电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，符合带电微粒在电场中的运动规律。解题指导首先应分清电池是放电还是充电；再判断出正、负极或阴、阳极，进而即可确定离子的移动方向。典例导悟4(安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其根本结构见以下图，电池总反响可表示为：2H2＋O2=2H2O，以下有关说法正确的选项是()A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反响式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极变式训练4〔2023·天津理