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1、1新型化学电源的原理分析新型化学电源的原理分析突破方法 (1)正、负极的判断新型电池中Error!(2)“放电”时正极、负极电极反应式的书写首先分析物质得失电子的情况。然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式较简单一极的电极反应式较复杂一极的电极反应式”的方法解决。(3)“充电”时阴极、阳极的判断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。电极反应式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正极与充电时的阳极分别互逆。(4)新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断首先应分清电池是
2、放电还是充电。再判断出正、负极或阴、阳极。放电：阳离子正极，阴离子负极；充电：阳离子阴极，阴离子阳极；总之：阳离子发生还原反应的电极；阴离子发生氧化反应的电极。例 2018河南、河北两省联考世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是( )Aa 极发生氧化反应B正极的电极反应式为 FeOx2xe=FexO2C若有 22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有 4 mol 电子转移2D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2答案 D解析 a 极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A 错误；O2在正极发生反应，电
3、极反应式为 O24e=2O2，B 错误；由 B 项分析可知，电路中有 4 mol 电子转移时正极上消耗 1 mol O2，在标准状况下的体积为 22.4 L，则通入空气的体积约为 22.4 L5112 L，C 错误；由图可知，铁表面 H2O(g)参与反应生成 H2，则发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D 正确。1电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理如图所示，其中 NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是( )A溶液中 OH向电极 a 移动B电极 b 上发生还原反应C负极的电极反应式为 2NH36e6OH=N26H2OD理论上反应消耗的 NH3与 O2的物
4、质的量之比为 34答案 D解析 NH3在电极 a 处失电子被氧化，则 a 为负极，b 为正极，溶液中 OH向电极 a(负极)移动，A 正确；O2在 b 极上发生还原反应，电极反应式为 O22H2O4e=4OH，B 正确；NH3在负极上被氧化为常见无毒物质，即生成 N2，电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，C 正确；反应中 NH3被氧化生成 N2，而 O2被还原生成 OH，根据得失电子守恒可知，n(NH3)n(O2)43，D 错误。22017郑州二测中国首个空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为R
5、FC 工作原理示意图，a、b、c、d 均为 Pt 电极。下列说法正确的是( )3AB 区的 OH通过隔膜向 a 电极移动，A 区 pH 增大B图中右管中的 OH通过隔膜向 c 电极移动，d 电极上发生还原反应Cc 是正极，电极上的电极反应为 2H2e=H2D当有 1 mol 电子转移时，b 电极产生气体 Y 的体积为 11.2 L答案 B解析 B 区为阴极区，水电离出的 H放电，OH向 a 电极移动，A 区水电离出的 OH放电，pH 减小，A 错误；气体 Y 为氢气，在 c 极反应：H22e2OH=2H2O，气体 X 是氧气，在 d 极发生还原反应：O24e2H2O=4OH，所以 OH向 c
6、极移动，B 正确，C 错误；D 项，没给出标准状况，错误。3新一代全固体锂离子电池使用硫化物固体电解质，利用薄层成膜技术和加压成型技术，提高了材料颗粒间的离子传导能力，从而实现了无需机械加压的充、放电。电池的工作原理为 LiMO2nCLi1xMO2LixCn(M 可以是 Co、Ni、Fe 等)，内部结构如图所示。放电充电下列有关说法正确的是( )4A电池放电时，负极发生的反应为nCxLixe=LixCnB充电时，a 端接电源的负极，b 端接电源的正极C电池充电时 Li自左向右移动D电池工作时，固体电解质因熔融而导电答案 B解析 电池放电时，负极发生的反应为失电子的氧化反应，故 A 错误；可充电
7、电池充电时，原来的负极连接电源的负极，正极连接电源的正极，故 B 正确；电池充电时相当于电解池，Li向阴极移动，即自右向左移动，故 C 错误；锂离子电池利用薄层成膜技术和加压成型技术，提高了材料颗粒间的离子传导性，使得硫化物固体不需要在熔融状态下即可导电，故 D 错误。新型化学电源的原理分析专题训练1.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。该电池以 Ca 为负极，熔融无水 LiClKCl 混合物作电解质，结构如图所示。正极反应式为 PbSO42Li2e=Li2SO4Pb。下列说法不正确的是( )5A放电过程中，Li向正极移动B常温下电解质是不导电的固体，电池不工作C每转移 0.1 mol 电子
8、，理论上生成 20.7 g PbD该电池总反应为 PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb答案 C解析 原电池放电过程中，阳离子向正极移动，A 正确；根据信息可知，此电池为热激活电池，常温下电解质是不导电的固体，电池不工作，B 正确；根据正极反应式PbSO42Li2e=Li2SO4Pb 可知，每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 10.35 g Pb，C错误；该电池以 Ca 为负极，负极反应式为 Ca2e=Ca2，故该电池总反应为 PbSO4 2LiClCa=CaCl2 Li2SO4Pb，D 正确。2将反应 2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列判断正确的是( )
9、A反应开始时，乙中电极反应式为 2I2e=I2B反应开始时，甲中石墨电极上发生氧化反应C电流表指针为零时，两池溶液颜色不再改变D平衡时甲中溶入 FeCl2固体后，乙中的石墨电极为负极答案 C解析 由电池总反应式可知，反应开始时，乙中 I发生氧化反应生成 I2，则电极反应式为 2I2e=I2，A 错误；反应开始时，甲中 Fe3在石墨电极上发生还原反应生成6Fe2，B 错误；电流表指针为零时，反应达到平衡，乙中含有 I2，溶液呈黄色；甲中含有Fe3，溶液呈黄色，它们的浓度不再改变，C 正确；甲中溶入 FeCl2固体后，题述平衡逆向移动，则 Fe2失电子生成 Fe3，此时甲中石墨电极为负极，乙中石墨
10、电极为正极，D 错误。3(双选)某电池以 K2FeO4和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解质溶液。下列说法正确的是( )AZn 为电池的负极B正极反应式为 2FeO10H6e=Fe2O35H2O24C该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时 OH向负极迁移答案 AD解析 依据化合价升降判断，Zn 只能失电子，为电池的负极材料，K2FeO4为正极材料，A 正确；电解质溶液为 KOH 溶液，则正极反应式为 2FeO6e8H2O=2Fe(OH)3 2410OH，B 错误；由题意可知放电时总反应方程式为 2K2FeO43Zn8H2O=2Fe(OH)33Zn(OH)24KOH，电解质溶液浓度增
11、大，C 错误；原电池工作时 OH向负极迁移，D 正确。42017天津和平区期末锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是( )A正极区产生的 LiOH 可回收利用B电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替C该电池放电时，正极的反应式为 O24H4e=2H2OD该电池充电时，阴极发生氧化反应：Lie=Li答案 A解析 金属 Li 在负极发生氧化反应生成 Li，Li向正极移动，与正极区生成的 OH结合形成 LiOH，从分离出的 LiOH 中可以回收 Li 而循环使用，故正极区产生的 LiOH 可回收利用，A 正确；Li 能与盐酸反应生成 H2，故电池中的有机电解液不能用
12、稀盐酸代替，B错误；该电池放电时，O2在正极得电子发生还原反应生成 OH，电极反应式为7O22H2O4e=4OH，C 错误；该电池充电时，阴极上 Li得电子发生还原反应，电极反应式为 Lie=Li，D 错误。5装置()为铁镍(FeNi)可充电电池：FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2；放电充电装置()为电解示意图。当闭合开关 K 时，Y 附近溶液先变红。下列说法正确的是( )A闭合 K 时，X 极的电极反应式为 2H2e=H2B闭合 K 时，A 极的电极反应式为 NiO22e2H=Ni(OH)2C给装置()充电时，B 极参与反应的物质被氧化D给装置()充电时，OH通过阴离子交换膜移
13、向电极 A答案 D解析 闭合 K 时，装置()为电解池，电极 Y 附近溶液先变红，说明电极 Y 附近有OH生成，则 Y 为阴极，X 为阳极，故 A 是正极，B 是负极。闭合 K 时，X 是阳极，阳极上Cl失去电子被氧化为 Cl2，电极反应式为 2Cl2e=Cl2，A 错误；闭合 K 时，A 是正极，发生还原反应，因交换膜为阴离子交换膜，故通过交换膜的离子为 OH，所以 A 极的电极反应式为 NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH，B 错误；电池充电时，原来的负极 B 与外加电源的负极相连作阴极，发生还原反应，C 错误；电池充电时，原来的正极 A 与外加电源的正极相连作阳极，故 OH通过阴离
14、子交换膜向电极 A(即阳极)移动，D 正确。62017河北衡水中学摸底为解决淀粉厂废水中 BOD 严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物主要成分是(C6H10O5)n的化学能转化为电能的装置，下列说法中正确的是( )AN 极是负极8B该装置工作时，H从右侧经阳离子交换膜移向左侧C负极的电极反应为(C6H10O5)n7nH2O24ne=6nCO224nHD物质 X 是 OH答案 C解析 由图可知，O2在 N 极发生还原反应生成 X，则 N 极是正极，A 错误；放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故 H从左侧经阳离子交换膜移向右侧，B 错误；
15、由图可知，M 电极上有机物主要成分是(C6H10O5)n在微生物作用下生成 H，则电极反应式为(C6H10O5)n7nH2O24ne=6nCO224nH，C 正确；O2在正极得电子被还原，与迁移来的 H结合生成 H2O，电极反应式为 O24H4e=2H2O，故物质 X 是 H2O，D 错误。7硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如下，该电池工作时总反应为 4VB211O2=4B2O32V2O5，下列说法正确的是( )A电极 a 为电池负极，发生还原反应B每消耗 1 mol VB2转移 6 mol 电子C电池工作时，OH向电极 a 移动DVB2极发生的电极反应式为 2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O答案 D解析 由题图可知，空气通入电极 a，显然电极 a 为正极，发生还原反应，A 错误；4 mol VB2发生反应时消耗 11 mol O2，同时转移 44 mol 电子，故
