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1、考点一 几种重要的化学电池高考中常见的新型电池有“氢镍电池”、“高铁电池”、“碱性锌锰电池”、“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”、“锌银电池”、“钮扣电池”、“MgAgCl电池”、“MgH2O2电池”等。新型电池是对电化学原理的综合考查，在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。1判断电极(1)“放电”时正、负极的判断负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质；正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。(2)“充电”时阴、阳极的判断阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极；阳极：“放电”时的
2、正极在“充电”时为阳极。2微粒流向(1)电子流向电解池：电源负极阴极，阳极电源正极；原电池：负极正极。提示：无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。(2)离子流向电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极。3书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆
3、过程。题组一“一池多变”的燃料电池1(2012四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH答案C解析解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH，故正极的反应式为O24H4e=2H2O，转移4 mol电子
4、时消耗 1 mol O2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故B、D错；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极的反应式相加可知 C正确。2将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流。下列叙述正确的是()通入CH4的电极为正极正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH通入CH4的电极反应式为CH42O24e=CO22H2O负极的电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O放电时溶液中的阳离子向负极移动放电时溶液中的阴离子向负极移动A BC D答案B解析根据题意知发生的反应为CH42O2=CO22H2O，反应产生的CO2在KOH溶液中会转化为CO。
5、CH4为还原剂，应通入电源的负极，所以错误；正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH，故、正确，错误；放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，错误，正确。3下列叙述中正确的是()A图中正极附近溶液pH降低B图中电子由Zn流向Cu，盐桥中的Cl移向CuSO4溶液C图正极反应是O22H2O4e=4OHD图中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成答案D解析A项，正极电极反应式为Cu22e=Cu，c(Cu2)减小，Cu22H2OCu(OH)22H平衡向左移动，酸性减弱，pH应升高；B项，盐桥中的Cl应移向负极区域；C项，应发生析氢腐蚀；D项，K3Fe(CN)6和Fe
6、2反应生成Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀。4硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如右，该电池工作时反应为4VB211O2=4B2O32V2O5。下列说法正确的是()A电极a为电池负极B图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C电子由VB2极经KOH溶液流向a电极DVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O答案D解析电极反应式为正极：11O244e22H2O=44OH，负极：4VB244OH44e=2V2O54B2O322H2O；B项，因为负极上消耗OH，所以选择性透过膜应只让阴离子选择性透过；C项，电子不会进入电解质溶液。5一种新型燃料电
7、池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2向正极定向移动B电池的总反应是：2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为O24e=2O2D通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H1026e13O2=4CO25H2O答案A解析电极反应式为正极：O24e=2O2负极：C4H1026e13O2=4CO25H2OA项，O2在正极上生成，应移向负极。6(2014上海，12)如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是()AK1
8、闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体答案B解析本题考查电化学原理。K1闭合，该装置为原电池，根据原电池原理铁棒为负极，发生的反应为Fe2eFe2，石墨棒为正极，发生的反应为O24e2H2O4OH，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，所以A错误、B正确；K2闭合则为电解池装置，根据电解原理，铁棒为阴极，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C错；此电解池是电解饱和NaCl溶液，两极产生氢气和氯气共为0.002 mol，D错。7近年来，金属
9、空气电池的研究和应用取得很大进步，这种新型燃料电池具有比能量高、污染小、应用场合多等多方面优点。铝空气电池工作原理如图所示。关于金属空气电池的说法不正确的是()A铝空气电池(如上图)中，铝作负极，电子通过外电路到正极B为帮助电子与空气中的氧气反应，可使用活性炭作正极材料C碱性溶液中，负极反应为Al(s)3OH(aq)=Al(OH)3(s)3e，每消耗2.7 g Al(s)，需耗氧6.72 L(标准状况)D金属空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应，另一方面在非工作状态下能够密封防止金属自腐蚀答案C解析C项，电极反应式为负极：4Al(s)12e16OH(aq)=4AlO(
10、aq)8H2O正极：3O212e6H2O=12OH(aq)所以每消耗2.7 g Al，需耗氧(标准状况)的体积为322.41.68 L。不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3OH、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。(1)酸性介质，如H2SO4。CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H作用下生成H2O。电极反应式为负极：CH3OH6eH2O=CO26H正极：O26e6H=3H2O(2)碱性介质，如KOH溶液。CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO，1 mol CH
11、3OH 失去6 mol e，O2在正极上得到电子生成OH，电极反应式为负极：CH3OH6e8OH=CO6H2O正极：O26e3H2O=6OH(3)熔融盐介质，如K2CO3。在电池工作时，CO移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO的作用下生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO，其电极反应式为负极：CH3OH6e3CO=4CO22H2O正极：O26e3CO2=3CO(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导正极生成的O2。根据O2移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O2，电极反应式为负极：CH3OH6e3O2=CO2
12、2H2O正极：O26e=3O2题组二“久考不衰”的可逆电池8(2014天津理综，6)已知：锂离子电池的总反应为LixCLi1xCoO2CLiCoO2锂硫电池的总反应为2LiSLi2S有关上述两种电池说法正确的是()A锂离子电池放电时，Li向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案B解析锂离子电池放电时，为原电池，阳离子Li移向正极，A错误；锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成Li，B正确；电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少，两种电池材料不同，显然其比能量不同，C错误；由图可知，锂离子
13、电池的电极材料为C和LiCoO2，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li和S，应为该电池充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D错误。9(2014浙江理综，11)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应方程式是：Ni(OH)2M=NiOOHMH已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列说法正确的是()ANiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB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应式：H2OMe
14、=MHOH，H2O中的H被M还原DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液答案A解析A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确；B项，充电过程中发生电解池反应，OH从阴极向阳极迁移，该项错误；C项，充电过程中，阴极M得到电子，M被还原，H2O中的H化合价没有发生变化，该项错误；D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。10液流电池是一种新型可充电的高性能蓄电池，其工作原理如下图。两边电解液存储罐盛放的电解液分别是含有V3、V2的混合液和VO、VO2酸性混合液，且两极电解液分开，各自循环。下列说法不正确的是()A充电时阴极的电极反应是V3e=V2B放电时，VO作氧化剂，在正极被还原，V2作还原剂，在负极被氧化C若离子交换膜为质子交换膜，充电时当有1 mol e发生转移时，左槽电解液的H的物质的量增加了1 molD若离子交换膜为阴离子交换膜，放电时阴离子
