2023届新教材高考化学一轮复习新型电源电极反应式的书写学案

微专题eq\o(○,\s\up1(14))新型电源电极反应式的书写【知识基础】1．公式法步骤示例(Mg|NaCl溶液|空气)根据题中信息(如总反应方程式或原理图中元素化合价的升降等)判断还原剂和氧化产物、氧化剂和还原产物中性溶液中：Mg被氧化为Mg2＋，空气中的O2得电子生成OH－根据电池负极(或电解池阳极)为“还原剂－ne－→氧化产物”、电池正极(或电解池阴极)为“氧化剂＋ne－→还原产物”初步写出电极反应式负极反应：Mg－2e－→Mg2＋正极反应：O2＋4e－→OH－根据电荷守恒、原子守恒及电解质性质，在初步书写的电极反应式两侧补充介质，配平电极反应式。介质常为H2O、H＋、OH－等根据电荷守恒和反应环境呈中性进行补项正极：在右边OH－前配系数4，左边补充“2H2O”，得O2＋4e－＋2H2O=4OH－[即时巩固1]写出不同“介质”中甲醇燃料电池的电极反应式。“介质”负极反应式正极反应式(1)酸性介质，如H2SO4溶液________________(2)碱性介质，如KOH溶液________________(3)熔融盐介质，如K2CO3________________(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导O2－________________2.加减法第一步：根据题中信息，按照“氧化剂＋还原剂＋介质1=还原产物＋氧化产物＋介质2”写出电池总反应。第二步：先判断哪个电极反应式简单，再根据公式法写出该电极反应式，并使该电极反应式与电池总反应转移的电子数目相等。第三步：用电池总反应减去简单的电极反应式即得复杂的电极反应式。书写时要满足电荷守恒、质量守恒。3．抓住“充电、放电”特点书写二次电池的电极反应式二次电池充电时与外接电源正极相连的是阳极，电极反应式与放电时的正极反应式互为“逆反应”；同理，二次电池充电时与外接电源负极相连的是阴极，电极反应式与放电时的负极反应互为“逆反应”。[即时巩固2]类型放电时负极反应式充电时阳极反应式(1)铅蓄电池：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O________________(2)镍镉电池：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2________________(3)钴酸锂电池：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(0<x<1)________________【专题精练】1．锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法错误的是()A.放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动B.放电时，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD.整个反应过程中，氧化剂为O22．国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的CH3COO－，该电池装置如图所示。下列有关该电池的说法正确的是()A.该电池能在高温下工作B.不锈钢是电池的负极C.石墨电极的电极反应为CH3COO－＋8e－＋7OH－=2CO2↑＋5H2OD.当外电路中有4mol电子通过时，若CO2完全逸出，则两室溶液质量变化差是52g3．如图为一种基于g­C3N4催化剂的光电化学装置，该装置可实现太阳能到电能的直接转换[已知g­C3N4hve－＋h＋(空穴)]。下列说法错误的是()A.多孔Ni的电势比碳膜的低B.存在反应2H2O＋2h＋(空穴)=H2O2＋2H＋C.该电池的总反应为2H2＋O2=2H2OD.碳膜电极总反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O4．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。(1)电池负极电极反应式为________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。(2)如图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。微专题14新型电源电极反应式的书写即时巩固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－即时巩固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＋专题精练1．解析：因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以Li＋透过固体电解质向Cu极移动，A正确；由总反应方程式可知Cu2O中Cu元素化合价降低，被还原，正极反应式应为Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－，B错误；放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；由C项分析知，Cu先与O2反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，Cu相当于催化剂，O2为氧化剂，D正确。答案：B2．解析：答案：D3．解析：答案：C4．解析：(1)负极发生氧化反应，碱性条件下，HCOO－(其中的碳元素为＋2价)被氧化生成HCO3-(其中的碳元素为＋4价)，则负极的电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO3-＋H2O。正极反应中