第2講化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化【課標要求】L能分析、解釋原電池和電解池的工作原理，能設(shè)計簡單的原電池和電解池。2.能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理?！緦W(xué)科素養(yǎng)】.變化觀念與平衡思想：能多角度、動態(tài)地分析電池中發(fā)生的反應(yīng)，并運用原理解決實際問題。.證據(jù)推理與模型認知：能分析電池中發(fā)生的反應(yīng)，運用原理從定性和定量角度推出合理結(jié)論。教師獨具知謂槍密-4教師獨具知謂槍密-4構(gòu)體系為教蟀備課、授課

提供4?富教學(xué)貴源;兩極分別發(fā)生氧化、還原反應(yīng).工作原理產(chǎn)生電流電解啦溶液電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的奘置定義便電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解旗,在陰陽兩極發(fā)生輒化還原反應(yīng)的過程 原理陰極：電解質(zhì)溶液中的陽離子?得電子發(fā)生還原反應(yīng)陽極：還原性微?；蚧钚躁枠O本身失電子發(fā)生輕化反應(yīng)電極反應(yīng)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的奘置定義便電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解旗,在陰陽兩極發(fā)生輒化還原反應(yīng)的過程 原理陰極：電解質(zhì)溶液中的陽離子?得電子發(fā)生還原反應(yīng)陽極：還原性微?；蚧钚躁枠O本身失電子發(fā)生輕化反應(yīng)電極反應(yīng)-［電解池形成條件氧化還原反_ 電極反應(yīng)應(yīng)一能量變化兩個活潑性不同的電極杉成閉合回路自發(fā)進行輒化還原反應(yīng)正負極判斷、二次電池鉛蓄電池等、燃料電池氫銃燃料電池等電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)方程式一次電池普通鋅鑄電池等考情播報考占考題考點一：原電池2021全國甲卷第9題2021全國乙卷第11題2020山東等級考第12題2020全國I卷第11題2018全國I卷第13題2018全國I卷第27題(3)2017全國甲卷第11題考點二：化學(xué)電源2021湖南選擇考第12題2020山東等級考第13題2019全國I卷第12題考點三：電解池2021全國乙卷第12題2020全國H卷第11題2020山東等級考第14題2020全國I卷第11題2019全國HI卷第13題2018全國II卷第12題2018全國ni卷第11題命題分析分析近五年高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：.從考查題型和內(nèi)容上看，高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn)，考查內(nèi)容主要有以下兩個方面：(1)以新型化學(xué)電源為背景，考查原電池和電解池的工作原理以及電極反應(yīng)方程式的書寫、離子移動方向等。(2)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，考查電極產(chǎn)物的分析及檢驗等。.從命題思路上看，側(cè)重以新型電源為載體考查原電池和電解池的工作原理。(1)選擇題常以新型電源和生產(chǎn)生活、科學(xué)實驗、物質(zhì)制備等為背景，考查電極的判斷、離子或電子的移動方向、電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的判斷和電極反應(yīng)式的書寫等。(2)非選擇題與化學(xué)實驗、化學(xué)平衡、離子平衡、元素及其化合物等知識相結(jié)合來綜合考查，?？疾殡姌O反應(yīng)式的書寫、探究電解原理的應(yīng)用。.從考查學(xué)科素養(yǎng)的角度看，注重考查變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)態(tài)度與社會責任的學(xué)科素養(yǎng)。備考策略根據(jù)高考命題的特點和規(guī)律，復(fù)習(xí)時要注意以下幾個方面：(1)構(gòu)成各個池的基本元件有哪些；(2)該電池有哪些特點；(3)電極選擇與電解液選擇有何要求?？键c一：原電池(基礎(chǔ)性考點)必備知識?夯實(一)微觀層面認識原電池.原電池的概念和反應(yīng)本質(zhì)(1)概念：是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)本質(zhì)：能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。.構(gòu)成原電池的三個條件一看反應(yīng)看能發(fā)生自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)二看電極一般是活潑性且吼的兩電極(金屬或石墨)三看是否形成閉合回路形成閉合回路需三個條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極與電解質(zhì)溶液相接觸；③兩電極之間直接或間接接觸。，辨易錯(1)中和反應(yīng)放熱，可以設(shè)計成原電池。(X)提示：中和反應(yīng)中沒有電子的轉(zhuǎn)移。(2)原電池裝置中，溶液中的陰離子移向正極，陽離子移向負極。(X)提示：原電池陰離子移向負極，陽離子移向正極。(3)原電池中的兩電極一定是活潑性不同的金屬材料。(X)提示：氫氧燃料電池的正負極都是碳電極。.原電池的工作原理(1)圖解原電池工作原理UTZnSOUTZnSO二：Zn *Zn*++2e-二CuSO^I^Cu"+2e-~-Cu(2)以鋅銅原電池為例，分析原電池工作原理

電極名稱負極正極電極材料ZnCu電極反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向負極到正極鹽橋中離子移向陰離子向負極遷移，陽離子向正極遷移＞深思考(i)n中鹽橋的作用是什么？Znsg溶液Znsg溶液CuSO）容液i n提示：①形成閉合回路；②平衡電荷。(2)II裝置比I裝置有哪些優(yōu)點？提示：防止氧化劑和還原劑直接反應(yīng)，提高能量轉(zhuǎn)化率。(3)原電池中的三個方向①電子方向：負極導(dǎo)線-正極。②電流方向：正極一導(dǎo)線一負極。③離子的遷移方向：電解質(zhì)溶液中，陰離子向負極遷移，陽離子向正極遷移。助理解以銅鋅原電池為例構(gòu)建原電池的認知模型原理宏觀現(xiàn)象-微觀過秋電極產(chǎn)物一電宏觀現(xiàn)象-微觀過秋電極產(chǎn)物一電極反應(yīng)物電流表指針偏轉(zhuǎn)冶解 電子移動方向陰離子移向0+爪陽離子移向氧化產(chǎn)物］失電子還原劑有紅色

物質(zhì)生成還原產(chǎn)物I得電子氧化劑裝置失e-場所電子離子得/場所

(負極材料)導(dǎo)體導(dǎo)體(正極材料)(二)宏觀層面應(yīng)用原電池.比較金屬的活動性強弱

負極：活動性較強的金屬:正極：活動性較弱的金屬。（一般規(guī)律）.加快化學(xué)反應(yīng)速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，形成原電池時會使反應(yīng)速率加快。如Zn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSOi溶液構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率加快。.四步法設(shè)計制作化學(xué)電源（拆分反應(yīng)修反化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng) ）選擇電極U將還原劑（一般為比較活潑金屁）作」KT材料「活潑性比負極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極構(gòu)成閉合回路如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行（中間連接鹽橋）.則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與電極材料相同的金屬的陽離子畫出裝u結(jié)合要求及反應(yīng)特點,畫出原電池裝置圖，,

置圖r標出電極材料名稱.正負極、電解質(zhì)溶液等

J.用于金屬的防護使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。補短板原電池加快反應(yīng)速率的理解在理解形成原電池可加快反應(yīng)速率時，要注意對產(chǎn)物量的理解，Zn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSOi溶液，鋅足量時，不影響產(chǎn)生乩的物質(zhì)的量，但稀硫酸足量時，產(chǎn)生乩的物質(zhì)的量要減少。關(guān)鍵能力?進階s能力點：原電池正、負極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫.原電池電極反應(yīng)式的書寫（1）書寫步驟看環(huán)境

配守恒兩式加看環(huán)境

配守恒兩式加

驗總式-兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證列物質(zhì)負極發(fā)生氧化反應(yīng)，—參加反應(yīng)的微粒標得失一1正極發(fā)生還原反應(yīng))一和得失電子數(shù)在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極產(chǎn)物，即H+、()H、—()等是否參加反應(yīng)遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒(2)書寫方法①方法一：拆分法a.第一步:寫出原電池的總反應(yīng)，如：2Fe3+4-Cu=2Fe2++Cu2+ob.第二步：把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)，如：正極：2Fe"+2e-=2Fe?+負極：Cu—2e-^Cu?+②方法二：加減法a.第一步：寫出總反應(yīng)，如：Li+LiMn20i=Li2Mn2O4ob.第二步：寫出其中容易寫出的一個半反應(yīng)(正極或負極)，如：Li-e-=Li+(負極)。c.第三步：利用總反應(yīng)式與上述的一極反應(yīng)式相減，即得另一個電極的反應(yīng)式，即LiMnA+Li++e-=Li2Mn20K正極)。.原電池原理與正、負極判斷的“五維角度”典例精研

典例精研【典例】(2020?全國in卷)一種高性能的堿性’硼化帆(VB2)-空氣②電池如圖所示，其中在VBz電極發(fā)生反應(yīng)：VB2+160H--lle-=V0+2B(0H)+4氏0③。該電池工作時，下列說4 4法錯誤的是()VB?VB?電極KOH溶液離子選擇性膜A.負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)0?參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低，負極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為4VB2+IIO2+2OOH-+6H20=8B(0H)+4V04 4D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB,電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極少［解題思維］解答本題的思維流程如下:提取信息①堿性；②硼化鈕(VBJ-空氣；③VB,電極反應(yīng)式信息轉(zhuǎn)化①堿性電池溶液中不可能生成H+；②硼化機(VB2)-空氣電池，空氣中有氧氣，則空氣一極通常作正極，則硼化鈕一極作正極；③根據(jù)電極反應(yīng)式可判斷出電子轉(zhuǎn)移情況及硼化帆電極的生成物。聯(lián)想質(zhì)疑反應(yīng)一段時間后，電池中左池溶液的pH是升高還是降低？為什么？提示：降低，因為消耗了0H,【解析】選B。該電池中6在正極發(fā)生的反應(yīng)為02+2也0+46-=40r，所以負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)。2參與反應(yīng)，A正確；根據(jù)正負極電極反應(yīng)式可知使用過程中負極區(qū)溶液的pH降低、正極區(qū)溶液的pH升高，B錯誤；根據(jù)兩極電極反應(yīng)式可知電池總反應(yīng)為4VB2+1m+200獷+6H20=8B(0H)+4V0,C正確；VB2電極和復(fù)合碳電極分別4 4為電池的負極、正極，根據(jù)物理學(xué)知識可知電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB?電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極，D正確。原因分析?理論解釋(1)分析判斷裝置中的離子交換膜是陽離子交換膜還是陰離子交換膜?是陰離子交換膜,原因：VB,在負極失電子結(jié)合0T生成B(OH)o = 4-(2)有同學(xué)認為：本電池工作時電子從VB2電極出發(fā)沿導(dǎo)線到達復(fù)合碳電極，再經(jīng)KOH溶液回到VB?電極，從而構(gòu)成閉合回路的。此同學(xué)的認識是否正確？不正確,原因是電子不能通過溶液，電解質(zhì)溶液中轉(zhuǎn)移的是離子。遷移應(yīng)用?命題角度一：原電池裝置及電極的判斷1.分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A.①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B.②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2。+6院=601+3H2tC.③中Fe作負極，電極反應(yīng)式為Fe—2e-=Fe"D.④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H'+2e-=H2t【解析】選Bo②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而A1能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故A1是負極；②中電池總反應(yīng)為2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)/+3H2t,負極反應(yīng)式為2人1+80廣-6e-=2[Al(OH)J-,二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2()+6r=60曠+3H2f,B項正確；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HP。反應(yīng)失去電子作負極，A、C兩項錯誤；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2+2HzO+4e-^4OH，D項錯誤。2.(2022?汕頭模擬)一種電池裝置如圖所示，它能溶解輝銅礦石(主要成分是C.S)制得硫酸銅。下列說法正確的是()公碳棒Fe^SOJ溶液細菌公碳棒Fe^SOJ溶液細菌輝銅礦石CuSO』溶液IX交換膜M極為正極X交換膜為陽離子交換膜2-C.M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S-10e-+4H20=2Cu"+8H++S04D.外電路上每通過2mol電子，左室溶液增重32g【解析】選C。電池工作時，M極：Cu2s轉(zhuǎn)化為CuSO”失電子為負極，則N極為正極，A項錯誤；M極上的電極反應(yīng)式為（：岐—10鏟+4H2O=2Cu?++8H++SO,因為M極產(chǎn)生的Cu-4與SO的物質(zhì)的量比為2：1,故右室中SO需通過X交換膜進入左室，則X交換膜是陰離4 4子交換膜，B項錯誤，C項正確；因為外電路上每通過2mol電子，左室溶液中除了有0.2molCu2s溶解，還有右室中的SO通過X交換膜進入左室，故增重超過32g,D項錯誤。4?命題角度二：原電池的工作原理（2022?深圳模擬）鋅空氣電池（原理如圖）適宜用作城市電動車的動力電源，該電池放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。該電池工作時下列說法不氐顧的是（）A.多孔板的目的是增大與空氣的接觸面積B.該電池的正極反應(yīng)為02+45+2HO=40HC.該電池放電時K+向石墨電極移動D.外電路電子由Zn電極流向石墨電極再通過電解質(zhì)溶液流回Zn電極【解析】選D。石墨電極作為正極，多孔板可以增大與空氣的接觸面積，A正確；正極上氧氣被還原，電解質(zhì)顯堿性，所以正極電極反應(yīng)式為0?+4e-+2H2。=40F，B正確；石墨電極為正極，原電池中陽離子移向正極，即K+向石墨電極移動，C正確；電子不能在電解質(zhì)溶液中流動，D錯誤。（2022?青島模擬）利用人工模擬光合作用合成甲烷的原理為CO2+2H2O=CH4+2O2,裝置如圖所示，下列說法錯誤的是（）A.該裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能B.電子從氮化線電極經(jīng)負載流向銅電極C.銅電極上電極反應(yīng)式：C02+8H+-8e-=CH(+2H20D.向裝置中加入少量稀硫酸可提高合成工作效率【解析】選C。由圖可知，碳元素價態(tài)降低得電子，Cu電極為正極，電極反應(yīng)式為C02+8H++8釬=陽+2氏0,GaN為負極，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2t+4H+,據(jù)此作答。A.由圖可知，該裝置工作時，有電流產(chǎn)生，同時合成甲烷，故太陽能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能，故A正確；B.原電池工作時，電子由負極(GaN)經(jīng)外電路流向正極(Cu),故B正確；C.Cu電極為正極，電極反應(yīng)式為C02+8H++8e-=CH4+2H2。，故C錯誤；D.向裝置中加入少量稀硫酸，可提高溶液中離子濃度，增強導(dǎo)電性，提高合成工作效率，故D正確。,官跡【加固訓(xùn)練】.根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是()A.燒杯a中的溶液pH降低B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-=H2tD.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2C「-2e-=Cbf【解析】選B。由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則0?在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：02+2H20+4e-=40H-,燒杯a中c(OIT)增大，溶液的pH升高；燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn—2e-=Zn?,<,.將鎘(Cd)浸在氯化鉆(CoCL)溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq),如將該反應(yīng)設(shè)計為如圖的原電池，則下列說法一定錯誤的是()甲 乙A.Cd作負極，Co作正極B.原電池工作時，電子從負極沿導(dǎo)線流向正極C.根據(jù)陰陽相吸原理，鹽橋中的陽離子向負極（甲池）移動D.甲池中盛放的是CdCh溶液，乙池中盛放的是CoCk溶液【解析】選C。將該反應(yīng)設(shè)計為原電池時，Cd作負極，電極反應(yīng)為Cd—2e-=CcT「；Co作正極，電極反應(yīng)為C02++2e-=Co,鹽橋中的陽離子向正極（乙池）移動。?命題角度三：原電池原理的應(yīng)用5.一定量的稀鹽酸跟過量鋅粉反應(yīng)時，為了加快反應(yīng)速率又不影響生成乩的總量，可采取的措施是（）A.加入少量稀NaOH溶液B.加入少量NaN（）3固體C.加入少量NaHSO」固體D.加入少量CuSOi溶液【解析】選D。A.加入少量稀NaOH溶液，NaOH和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，稀鹽酸濃度降低，所以反應(yīng)速率降低且生成氫氣的總量減少，故A錯誤；B.加入硝酸鈉，硝酸根離子具有強氧化性，生成NO,不生成氫氣，故B錯誤；C.加入少量NaHSO”NaHSO,完全電離生成氫離子，相當于增大氫離子濃度，反應(yīng)速率加快，但增大生成氫氣總量，故C錯誤；D.加入少量硫酸銅溶液，鋅和銅離子反應(yīng)生成Cu,Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成原電池加快反應(yīng)速率，且生成氫氣總量不變，故D正確。6.有A、B、C、D四種金屬，做如下實驗：①將A與B用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕；②將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；③將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是（）A.A>B>ODB.OD>A>BC.D>A>B>C D.A>B>D>C【解析】選Co兩種活動性不同的金屬和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，較活潑的金屬作負極，負極上金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，較不活潑的金屬作正極。①將A與B用導(dǎo)線連接起來浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕，所以A的活動性大于B。②金屬和相同的酸反應(yīng)時，活動性強的金屬反應(yīng)劇烈，將A、D分別投入等濃度鹽酸溶液中，D比A反應(yīng)劇烈，所以D的活動性大于A；③金屬的置換反應(yīng)中，較活潑金屬能置換出較不活潑的金屬，將銅浸入B的鹽溶液中，無明顯變化，說明B的活動性大于銅。如果把銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，說明銅的活動性大于Co所以金屬的活動性順序為D>A>B>C。7.設(shè)計原電池裝置證明Fe”的氧化性比C/+強。(1)負極反應(yīng)式：(2)正極反應(yīng)式:(3)電池總反應(yīng)方程式:(4)從不含鹽橋、含鹽橋兩個角度畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液:答案：(l)Cu-2e-=Cu2+(2)2Fe3++2e-=2Fe2+2Fe"+Cu=2Fe?++Cu?+①不含鹽橋②含鹽橋Cu C1 ?T鹽廿：：4橋接FeCb溶液CuC：2溶液Fe%h溶液點睛筆原電池工作原理示意圖氧:化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、分開進行形閉回成合路還原劑+氧化劑=氧氧:化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、分開進行形閉回成合路還原劑+氧化劑=氧化產(chǎn)物

(失電子)(得電子)+還原產(chǎn)物I 離子導(dǎo)體

(電解質(zhì)負極反應(yīng)物正極反應(yīng)物極料正材極料負材考點二：化學(xué)電源(應(yīng)用性考點)必備知識?夯實.一次電池放電后不可再充電的電池。(1)普通鋅鎰干電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH,C1=ZnCl2+MnM+2NH：i+H20負極：Zn—2e-=Zrf'+。正極：2MnOz+2NH+2e-=2NH:i+MnA+H,0(2)堿性鋅錦電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+H2O=2MnOOH+ZnO負極：Zn—2e-+2OFT=ZnO+H。正極：正nO2+2HQ+2e-=2MnOOH+2OH。.二次電池又稱可充電電池或蓄電池，是一類放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池。例如鉛蓄電池總反放電應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO,^it2PbSO.t+2H20(1)放電時——原電池①負極反應(yīng)：Pb+SO,—2e-=PbSOi；②正極反應(yīng)：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO,1+2H2Oo .] (2)充電時——電解池①陰極反應(yīng)：PbSO(+2e=Pb+SO42-②陽極反應(yīng)：PbSO.,+2H,0-2e-=Pb0o+4H++SOo 工 J-3.燃料電池將燃料燃燒的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。（1）氫氧燃料電池總反應(yīng)：2H2+。2=2比0；①酸性介質(zhì)負極：氏一2鼠=2仁；正極：0?+4e-+4H+=2乩0。②堿性介質(zhì)負極：乩一2/+20『二2氏0；正極：。2+45+2乩0=40曠。③熔融的金屬氧化物作介質(zhì)負極：比一2院+（）2-=慶0；正極：0?+4e=20”。④碳酸鹽作介質(zhì)2-負極：H2-2e-+C0=H2O+CO2；3 2-正極：02+4e-+2C02=2C0（正極要通入CO?）。 3 —（2）甲烷-氧氣燃料電池（正極反應(yīng)式與氫氧燃料電池正極反應(yīng)式相同，下面只需寫出負極反應(yīng)式即可）2—①俐一8屋+100『=四+7氏0（堿性介質(zhì)）②（：乩一8/+2H2O=CO2+8H+（酸性介質(zhì)）2-③CHL8e-+4C0,=5C0?+2H20（碳酸鹽作介質(zhì)）④CH,—8e-+4（r=C0-2HQ（熔融的金屬氧化物作介質(zhì),高溫下能傳導(dǎo)（T）「辨易錯（1）二次電池充電時，充電器的正極接二次電池的正極。（J）提示：充電時的連接方法是“正正負負二(2)鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)。(J)提示：原電池中負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)Zn具有還原性和導(dǎo)電性，可用作鋅鎰干電池的負極材料。3提示：易失去電子的還原劑可以作原電池的負極。(4)碘可用作鋰碘電池的材料，該電池反應(yīng)為2Li(s)+I2(s)=2LiI(S),則碘電極作該電池的負極。(X)提示：鋰是該電池的負極。——?關(guān)鍵能力?進階一能力點一：一次電池1.Li—FeS?電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知電池放電時的反應(yīng)為4Li+FeSz=Fe+2Li2S。下列說法正確的是( )[ffl~LiFeS：事熔一LiCF.SO,后A.Li為電池的正極B.電池工作時，Li+向負極移動C.正極的電極反應(yīng)式為FeS2+4e-=Fe+2S”D.將熔融的LiCF3sO3改為LiCl的水溶液，電池性能更好【解析】選C。根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時Li失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則Li是負極，電極反應(yīng)式為Li—e-=Li，F(xiàn)eS?為正極，正極反應(yīng)式為FeS2+4e-=Fe+2SJ。通過以上分析知，Li為電池負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯誤、C正確；放電時，陽離子Li+向正極移動，故B錯誤；將熔融的LiCF3sQ,改為LiCl的水溶液，Li和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣，所以不能將熔融的LiCF3s。3改為LiCl的水溶液，故D錯誤。2.普通鋅鎰干電池的簡圖如圖所示，該電池工作時的總反應(yīng)為Zn+2NH+42MnO2=[Zn(NH：i)2]2++Mn203+H20o下列關(guān)于鋅鎰干電池的說法中正確的是()干電池示意圖干電池示意圖A.當該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原4-B.電池負極反應(yīng)式為2MnO，+2NH+2e_=MnA+2NH3+H204c.原電池工作時，電子從負極通過外電路流向正極D.外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g教師專用【解析】選C。普通鋅鎰干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項錯誤；根據(jù)原電池工作原理,負極失電子，B項錯誤；由負極的電極反應(yīng)式可知，每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65g,mol'X^~ =3.25g,D項錯誤。教師專用【技法積累】請總結(jié)一下解答一次電池的一般思維過程。提示：解答一次電池的一般思維過程為:讀取題干信息整合已有知識—'得出相］關(guān)結(jié)論1(1)放電時電極上的反應(yīng)物和生成物(2)充電時電極上的反應(yīng)物和生成物一⑴氧化還原反應(yīng)知識(2)原電池的工作原理一(1)判斷電極的名稱和電極反應(yīng)式(2)充電等其他問題1 ，，能力點二：二次電池.二次電池電極反應(yīng)式的書寫方法(1)標：先標出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，找出參與負極和正極反應(yīng)的物質(zhì)。(2)寫：寫出一個比較容易書寫的電極反應(yīng)式(書寫時一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存)(3)減：在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。注意：充電時的電極反應(yīng)與放電時的電極反應(yīng)過程相反，即：充電時的陽極反應(yīng)與放電時的正極反應(yīng)相反；充電時的陰極反應(yīng)與放電時的負極反應(yīng)相反。.二次電池充電時的電極連接

放電 連接放電—(■)電源e:輒化反應(yīng)—(■)電源e:還原反應(yīng)一輒化反應(yīng)：陽極/

連接

典例精研【典例】(2020?全國I卷)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn—COz水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖,電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()雙極隔膜雙極隔膜A.放電時，負極反應(yīng)為Zn—2e-+40FT=Zn(0H)?B.放電時，1molCO?轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC.充電時，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)=2Zn+02t+40H-+2H204教師專用D.充電時，正極溶液中OFT濃度升高教師專用提取信息①電解質(zhì)溶液1;②電解質(zhì)溶液2；③H20fo；信息轉(zhuǎn)化2-①Zn失電子生成Zn(OH),,為電池負極反應(yīng)，故電解質(zhì)溶液1顯4堿性；②電解質(zhì)溶液2與電解質(zhì)溶液1不同，應(yīng)顯酸性；③放電和充電時的電極反應(yīng)式不同，充電時，乩0失去電子生成。2聯(lián)想質(zhì)疑充電時，外接電源的負極接右側(cè)電極還是左側(cè)電極？為什么？提示：左側(cè)電極。因為左側(cè)要發(fā)生還原反應(yīng)，作陰極。?［解題思維］解答本題的思維流程如下:2-【解析】選D。放電時，負極上Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn—2e-+4OH-=Zn(OH)4

故A正確；放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,C元素化合價降低2,則1molCO?轉(zhuǎn)化為HCOOH時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol,故B正確；充電時，陽極上H2轉(zhuǎn)化為負極上Zn（OH）轉(zhuǎn)化為Zn,42-電池總反應(yīng)為2Zn（0H） =2Zn+021+40H~+2H20,故C正確；充電時，正極即為陽極，電4教師專用極反應(yīng)式為2H20-4e-=4H++02t,溶液中f濃度增大，溶液中c（fT）?〃01）=4,溫度不變時，小不變，因此溶液中OH一濃度降低，故D錯誤。教師專用【技法積累】請以思維導(dǎo)圖的形式畫出解答二次電池的基本思路。提示：二次電池的解題思路原電池原理）正極（陽極）e失電/發(fā)生依化反應(yīng)原電池原理）正極（陽極）e失電/發(fā)生依化反應(yīng)負極（陰極）?得電子發(fā)生還原反應(yīng)(解題思路一放電正極e得電子發(fā)生還原反應(yīng)負極e陰離子向負極移動遷移應(yīng)用（2022?茂名模擬）2019年諾貝爾化學(xué)獎頒給了在鋰離子電池發(fā)展方面作出突出貢獻的三位科學(xué)家。下面是最近研發(fā)的Ca LiFePOi可充電電池的工作示意圖，鋰離子導(dǎo)體膜只允許Li放患+通過，電池反應(yīng)為ACa"+2LiFeP0,贏ACa+2Li—FeP0,+2疝下列說法錯誤的是（）LiPF6-LiAsF6LiPF6-LiAsF6電解質(zhì)鈣電曲X鋰離子導(dǎo)體膜 Li^SO"溶液A.放電時，負極反應(yīng)為LiFeP0Lxe-=Li—FeP0i+疝i+B.充電時，Lii-*FePQi/LiFePO4電極發(fā)生Li卡脫嵌，放電時發(fā)生Li卡嵌入C.充電時，當轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，理論上左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕2.6gD.LiPF6LiAsFe為非水電解質(zhì)，其與Li2soi溶液的主要作用都是傳遞離子【解析】選A。由總反應(yīng)式可知，放電時為原電池反應(yīng)，Ca化合價升高被氧化為負極，電極

反應(yīng)式為Ca—2e-=Ca",Li-FePOi被還原，為原電池正極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Li—FePCh+Ei++e-=LiFePO」，充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，陽極反應(yīng)和原電池正極相反，陰極反應(yīng)和原電池負極相反。放電時，負極反應(yīng)為Ca-2e-==Ca2+,使左室中正電荷數(shù)目增多，鋰離子導(dǎo)體膜只允許Li+通過，使LiPFeLiAsFe電解質(zhì)中的Li+通過鋰離子導(dǎo)體膜移入右室,正極反應(yīng)為LiLFeP04+疝i++肥-=LiFeP0」，電極發(fā)生Li卡嵌入，A錯誤；充電時，陽極發(fā)生：LiFePO4-Ae_=jii++Li1_J7ePO4,電極發(fā)生生+脫嵌,陰極發(fā)生：Ca2++2e-=Ca,轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，有0.2molLi*從右室通過鋰離子導(dǎo)體膜移入左室，左室電解質(zhì)中有0.1molCa?+得電子生成Ca沉積在鈣電極上，故左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕40X0.1g-7X0.2g=2.6g,B、C正確；鈣與水能夠劇烈反應(yīng)，所以，左室中的LiPFeLiAsFe電解質(zhì)一定為非水電解質(zhì)，LIS。,溶液為右室中的電解質(zhì)溶液，它們的主要作用都是傳遞離子，形成電流，構(gòu)成閉合回路，D正確。feLiJl【加固訓(xùn)練】i.某研究院實驗室宣布其在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大研究突破：推出業(yè)界首個高溫長壽命石放電墨烯基鋰離子電池。石墨烯電池反應(yīng)式為LiC+LiL￡o0?無MCe+LiCoO2,其工作原理如圖所示。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是（）?O?O?

??Oeoio/Q^eo/?O?O?

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??08。83080?.?o?o?A.該電池若用隔膜可選用質(zhì)子交換膜B.石墨烯電池的優(yōu)點是提高電池的儲鋰容量進而提高能量密度C.充電時，LiCoOz極發(fā)生的電極反應(yīng)為：LiCo02—xe-=Li-￡o02+ALi+D.廢舊的該電池進行“放電處理”讓Li+從石墨烯中脫出而有利于回收【解析】選A。A項，由電池反應(yīng)，則需要鋰離子由負極移向正極，所以該電池不可選用質(zhì)子交換膜，選項A不正確；B項，石墨烯超強電池，該材料具有極佳的電化學(xué)儲能特性，從而提高能量密度，選項B正確；C項，充電時，LiCoO2極是陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：LiCoOz

—^e~—Li^XoOa+ALi1,選項C正確；D項，根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時鋰離子加入正極，從石墨烯中脫出，選項D正確。2.(2019?全國卷III)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點，設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3D-Zn-NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如放電下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+乩0(1)充電ZnO(s)+2Ni(0H)2(s)。下列說法錯誤的是()?尼龍保護層■導(dǎo)電線圈NiOOH隔膜3D-ZnA.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B.充電時陽極反應(yīng)為Ni(0H)2(s)+0H(aq)—e==NiOOH(s)+H20(l)C.放電時負極反應(yīng)為Zn(s)+20H-(aq)-2e-=Zn0(s)+H20(l)D.放電過程中OK通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)【解析】選D。Zn作負極被氧化生成ZnO,三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，沉積的ZnO分散度高，A正確。充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電池反應(yīng)的充電過程可知，陽極反應(yīng)為Ni(0H)2(s)+0H-(aq)-e-=NiOOH(s)+H20(l),B正確。放電時負極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電池反應(yīng)的放電過程可知，負極反應(yīng)為Zn(s)+20IT(aq)—2e-=ZnO(s)+H2()(D,C正確。放電時，電池內(nèi)部陽離子由負極移向正極，陰離子由正極移向負極，D錯誤。，能力點三：燃料電池書寫燃料電池電極反應(yīng)式的三大步驟：(1)第1步：先寫出燃料電池總反應(yīng)式一般是可燃物在氧氣中的燃燒反應(yīng)方程式。注意：燃燒產(chǎn)物可能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，此時需要寫總反應(yīng)方程式。(2)第2步：寫出燃料電池正極的電極反應(yīng)式基礎(chǔ)反應(yīng)：02+4e-=202-o①電解質(zhì)為固體時：02+4e-=202-o②電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽時：02+2C02+4e-=2C0：)?③電解質(zhì)為中性或堿性環(huán)境時：。2+4院+2H20=40H，

④電解質(zhì)為酸性環(huán)境時：02+4e-+4H+=2H20o⑶第3步：寫出燃料電池負極的電極反應(yīng)式燃料電池負極的電極反應(yīng)式=燃料電池總反應(yīng)式一燃料電池正極的電極反應(yīng)式。遷移應(yīng)用（2022?清遠模擬）一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說法正確的是（）co2苯酚,A-,@生少苯酚,A-,@生少三質(zhì)戶交換膜;二■th,惰性電弦A.a電極是該電池的正極B.電池工作時，電流由a電極沿導(dǎo)線流向b電極b電極發(fā)生還原反應(yīng)H+由右室通過質(zhì)子交換膜進入左室【解析】選C。a電極上，苯酚轉(zhuǎn)化為CO”C元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故a電極是該電池的負極，A項錯誤；a電極為負極，b電極為正極，則電池工作時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，B項錯誤；b電極上，N0,轉(zhuǎn)化為N”N元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，C項正確；陽離子向電池正極移動，b電極為正極，故H+由左室通過質(zhì)子交換膜進入右室，D項錯誤。2.（2022?珠海模擬）中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，力爭于2030年前達到碳峰值,2060年前實現(xiàn)碳中和。我國科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆ZnC0?電池,電池工作時，復(fù)合膜（由a、b膜復(fù)合而成）層間的HQ解離成仁和0H，在外加電場中可透過相應(yīng)的離子膜定向移動。當閉合N時，ZnCO2電池工作原理如圖所示。下列說法不正確的是（）復(fù)合膜復(fù)合膜a膜只允許酎通過b膜只允許OFT通過b膜/A.閉合K時，通過a膜向Pd電極方向移動B.閉合絡(luò)時，Zn表面的電極反應(yīng)式為Zn+40fT-2e-=Zn(0H)4C.閉合及時，Zn電極與直流電源正極相連D.閉合凡時，在Pd電極上有CO?生成【解析】選C。閉合％時為原電池，Pd為正極，H+通過a膜向正極移動，故A項正確；閉合r時為原電池，Zn為負極，原電池中陰離子移向負極，所以O(shè)PT移向Zn,負極上Zn失去電子結(jié)合OH」生成Zn(OH),電極方程式為Zn+40IT—2e-=Zn(0H),故B項正確；閉合氏4 4時為電解池，Zn電極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)與直流電源的負極相連，故C項錯誤；閉合K?時Pd電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，HCOOH被氧化生成CO”故D項正確。點睛筆電極協(xié)同反應(yīng)(1)電極反應(yīng)的產(chǎn)物，再與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的情況，形成電極反應(yīng)與協(xié)同反應(yīng)的多步反應(yīng)，通常發(fā)生在電極的一個區(qū)域。(2)要分清三種反應(yīng)：①電極反應(yīng)，②電極區(qū)反應(yīng)，③總反應(yīng)。1.手持技術(shù)的氧電化學(xué)傳感器可用于測定a含量，下圖為某種氧電化學(xué)傳感器的原理示意圖。已知在測定&含量過程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量保持不變。一定時間內(nèi)，若通過傳感器的待測氣體為aL(標準狀況)，某電極增重了6g。下列說法正確的是()Pt上發(fā)生氧化反應(yīng)Pb上的電極反應(yīng)式為40IT—4e-=0zt+2H2OC.反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移OFF的物質(zhì)的量為0.25molD.待測氣體中氧氣的體積分數(shù)為0.lb/a【解析】選D。根據(jù)裝置圖分析可知，該池為原電池，通入氧氣的一極為正極，乙電極即Pb電極為負極，A項，Pt電極通氧氣，為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；B項，Pb電極為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為2Pb+4OIT—4e-=2PbO+2H2。，B錯誤；C項，Pb電極為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為2Pb+40H一一4e「=2PbO+2Ho結(jié)合4moi氫氧根離子，電極質(zhì)量增重32g,該電極增重的質(zhì)量為6g,則轉(zhuǎn)移OIF的物質(zhì)的量為0.1256mol,C錯誤；D項，根據(jù)C的分析可知，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.1256mol,由電極方程式為02+2H20+4e-=40H^,消耗氧氣的體積為22.4X0.1256/4L=0.76L,故氧氣的體積分數(shù)為0.lb/a,D正確。（2022?廣州模擬）我國科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO?電池，將兩組陰離子、陽離子復(fù)合膜反向放置分隔兩室電解液，充電、放電時，復(fù)合膜層間的比0解離成H+和0H,工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A.a膜是陽離子膜，b膜是陰離子膜B.放電時負極的電極反應(yīng)式為Zn+40H-_2e_=Zn（0H）4C.充電時CO?在多孔Pd納米片表面轉(zhuǎn)化為甲酸D.外電路中每通過1mol電子，復(fù)合膜層間有1mol乩0解離【解析】選C。A.復(fù)合膜中乩0解離成H'和0H，根據(jù)圖中復(fù)合膜中M通過a膜、通過b膜可知，a膜是陽離子膜，b膜是陰離子膜，故A正確；B.充電時鋅極發(fā)生還原反應(yīng)，放電時2-負極電極反應(yīng)為Zn+40H—2e=Zn（OH），故B正確；C.原電池中Zn為負極、多孔Pd納4米片為正極，正極上COz發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成HCOOH,故C錯誤；D.復(fù)合膜中++0（，由于電子所帶電荷數(shù)與仁或OIF所帶電荷數(shù)相等，所以外電路中每通過1mol電子，通過a膜的FT或通過b膜的物質(zhì)的量均為1mol,即復(fù)合膜層間有1mol比0解離，故D正確?？键c三：電解池（基礎(chǔ)性考點）必備知識?夯實（一）從微觀層面理解電解池.電解與電解池（1）電解：陰極通電電解質(zhì)溶液還原反應(yīng)通電電解質(zhì)溶液陽極一氧化反應(yīng)卜微點撥電解與電離的區(qū)別①電解需通電而電離不需通電就能進行。②電解是化學(xué)變化；而電離是在水中或熔融狀態(tài)下斷鍵離解為離子，屬于物理變化。（2）電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。⑶電解池構(gòu)成的“3個條件”。①與電源相連的兩個電極。電源正極f電解池陽極~發(fā)生氧化反應(yīng):電源負極一電解池陰極一發(fā)生還原反應(yīng)。②電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）o③形成閉合回路。.電解池的組成和工作原理（惰性電極電解CuCk溶液）(1)從電子、離子、電流的移動方向角度理解電解池的工作原理①電子移動方向：電源負極一電解池陰極；電解池的陽極一電源的正極。②離子移動方向：陽離子：移向電解池陰極；陰離子：移向電解池陽極。③電流移動方向：電源的亞極一電解池陽極；電解池阻極一電源負極。助理解一幅圖理解電子、離子、電流的移動方向(注意：)電子不能通過電解質(zhì)溶液。)(2)從離子的放電先后順序角度理解電解池的工作原理陽根據(jù)極電極活性電極：電極材料失電子，如Fe：Fe~2e~—Fe2+Cu：Cu—2e1—CfAg：Ag—e—~Ag+情性電極（Pi、Au、石墨等）：溶液中的陰離?子失電子。陰離子放電順序:S?->1>Br>CI>（）H>含氧酸根離子根據(jù)離子極的氧化性溶液中的陽離子得到電子，陽離子放A電順序:Ag>Fe”>Cu2：>H

（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）「深思考上述電解CuCL溶液的電解池的惰性電極都換成鐵電極時，電極反應(yīng)有何變化?提示：如果換成鐵電極，在陽極，鐵失電子，在陰極，銅離子得到電子。（二）從宏觀層面應(yīng)用電解池電解的四種基本類型：1.電解水型電解質(zhì)（水溶液）電解物質(zhì)電解質(zhì)濃度溶液pH含氧酸（如H2so4）h2o增大減小強堿（如NaOH）增大活潑金屬的含氧酸鹽（如KNOJ不變2.電解電解質(zhì)型電解質(zhì)（水溶液）電解物質(zhì)電解質(zhì)濃度溶液pH無氧酸（如HC1）HC1減小增大不活潑金屬的無氧酸鹽（如CuCl2）CuCl2—.放H生堿型電解質(zhì)（水溶液）電解物質(zhì)電解質(zhì)是否發(fā)生變化溶液pH活潑金屬的無氧酸鹽（如NaCl）NaCl和H20生成新電解質(zhì)增大4.放Q生酸型電解質(zhì)（水溶液）電解物質(zhì)電解質(zhì)是否發(fā)生變化溶液pH不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO,）CuSO”和H20生成新電解質(zhì)減小關(guān)鍵能力?方生階?能力點一：電解池兩極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫1.電解池陰、陽極判斷的“五種方法”（陽?極—（+）（直流電,連接—T陰『）

（電?流出）~~（電子流?方向）~（電子流入）I: ::I:（陰離手移向）——（離子移動方向）~［陽離彳移向）

（氧■化反應(yīng)）~~（電極反-類型）_（還原.應(yīng)）

電極溶解或~，電極反應(yīng)現(xiàn)象］ ［析出金屬放出02、CL等 或放出H?V- ? / 、一一/2.“三看法”正確書寫電解反應(yīng)式遷移應(yīng)用1.按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解熔融的MgCL陽極反應(yīng)式：陰極反應(yīng)式:總反應(yīng)離子方程式:(2)用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應(yīng)式：陰極反應(yīng)式:總反應(yīng)離子方程式:(3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽極反應(yīng)式：陰極反應(yīng)式:總反應(yīng)離子方程式:答案：⑴2c「一2e=CbtMg2++2e-=Mg

2C=+Mg2+里維Mg+Cl21(2)Cu-2e-=Cu2+2H++2e-=H2tCu+2M更維Cu2++H2t(3)Fe-2e-=Fe2+2H20+2e-=H21+20H-Fe+2HH2t+Fe(OH)212.(2022?中山模擬)尿素［C0(NH2)J是首個由無機物人工合成的有機物。(1)工業(yè)上尿素由CO?和NIL在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為(2)人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖所示。NaCl溶液質(zhì)子交換膜NaCl溶液NaCl溶液質(zhì)子交換膜NaCl溶液CO2+N2NaCl-尿素混合溶液L宜流電源①電源的負極為(填“A”或"B”)。②陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為【解析】(DC。?和NL合成C0(NH2)z，根據(jù)原子守恒可知，同時還有上0生成，化學(xué)方程式為一定條件2NH：t+C02 CO(NH2)2+H20?(2)①由圖可知，左室電極產(chǎn)物為Ck，發(fā)生氧化反應(yīng),故A為電源的正極，右室電解產(chǎn)物比,發(fā)生還原反應(yīng)，故B為電源的負極。②由圖可知，陽極室首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮氣、二氧化碳，同時會生成HC1,陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為：6Cr-6e-=3Cl2t,C0(NH2)2+3C12+H20=N2+C02+6HC1o答案：(D2NH3+CO；W(NH2答案：(D2NH3+CO；W(NH2)2+H20（2）①B②6C「-6e-=3Cl2tCO（NH2）2+3C12+H2O=N2+C02+6HC1/能力點二：電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷.分析電解過程的思維程序（電解規(guī)律）（判斷:陰、陽極z明確陽極是惰性電極還是活潑電極］'阡’ 分析:電解質(zhì)溶液的離子組成—找全離子（包括水電離的H*和OH）并按陰、陽離子分組確定:放電離子或物放—排出陰、陽離子在兩極的放電順序.確定優(yōu)先放電的微粒寫出:電池反應(yīng)式一判斷電極產(chǎn)物,注意溶液的酸堿性、產(chǎn)物的溶解性, 1 、,解答問題）一解答有關(guān)離子濃度、pH,電極產(chǎn)物敏的變化,溶液的復(fù)原等問題.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷陰離子-s2-放比生堿型'' 電解電解質(zhì)型（如NaCI、MgBrZ等）Br"（如CuCh、HC1等）crFe2+h+,,,陽高子Na*Mg"Zn:+OH"Cu2+Fe"Ag+電解水型放02生酸型（如H2sO*NaOH、SOr（JllCuSO4.AgNOs等）Na2so4等）典例精研【典例】KOH溶液KOH溶液（2021?湖南選擇考節(jié)選）利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。（1）電解過程中的移動方向為（填“從左往右”或“從右往左”）。（2）陽極的電極反應(yīng)式為o［解題思維］解答本題的思維流程如下：信息提取①左池NH3輸入，風(fēng)輸出;②右池氫氣輸出信息轉(zhuǎn)化①左池NH,輸入，N?輸出，說明NIL生成了即化合價升高，為陽極；②右池生成了氫氣，說明是電解水生成的，該極應(yīng)該是電解池的陰極；電解水，生成了比，則還有OPT生成，離子交換膜為陰離子交換膜，則OFT由右池移向左池聯(lián)想質(zhì)疑該電極反應(yīng)為什么在堿性溶液中進行？酸性溶液中可以嗎？提示：若不在堿性溶液中進行，則氨氣易與溶液反應(yīng)，尤其是在酸性溶液中，氨氣與酸反應(yīng)，則不能發(fā)生電極反應(yīng)?！窘馕觥浚?）由圖可知，通NR3的一極氮元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電極為陰極，電解過程中OPT移向陽極，則從右往左移動；（2）陽極Nib失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成岫，結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+60IT=風(fēng)+6氏0。答案：（1）從右往左（2）2NH3-6e-+60H-=N2+6H20遷移應(yīng)用（2022?廣州模擬）微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機結(jié)合，裝置如圖所示（左側(cè)CKCOO-轉(zhuǎn)化為C0?和小，右側(cè)C0?和酎轉(zhuǎn)化為CH）。有關(guān)說法正確的是（）bA.電源a為負極B.該技術(shù)能助力“碳中和”（二氧化碳“零排放”）的戰(zhàn)略愿景C.外電路中每通過1mole-與a相連的電極將產(chǎn)生2.8LC02D.b電極的反應(yīng)為段+8鏟+8酎=陽+2比0【解析】選D。電解池中，與電源正極相連的電極是陽極，陽極上還原劑失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)電極上CH￡OO-轉(zhuǎn)化為CO2和仁，發(fā)生氧化反應(yīng)，左側(cè)為陽極，與電源負極相連的電極是陰極，陰極上氧化劑得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)C0?和H+轉(zhuǎn)化為CH“，為還原反應(yīng)，

右側(cè)為陰極，左側(cè)電極為陽極，則電源a為正極，A錯誤；電化學(xué)反應(yīng)中，轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒,則有左側(cè)CH3C00--8e--2C02,右側(cè)有C02~8e--CH4,二氧化碳不能零排放，B錯誤；不知道氣體是否處于標準狀況，則難以計算與a相連的電極將產(chǎn)生的CO?的體積，C錯誤；右側(cè)為陰極區(qū)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖示信息可知，電極反應(yīng)為C02+8e-+8H+=CH“+2HOD正確。（2022?石家莊模擬）電解尿素［CO（NHJ』是一種能耗很低的制氫方法，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是（）堿性尿素電解池

人類或動物

的尿液A.b電極材料可以用鐵棒B.b電極上發(fā)生失去電子的反應(yīng)C.a電極的電極反應(yīng)式為C0(NH2)2+80IT—6e-=C0+N2t+6H20D.總反應(yīng)的離子方程式為CO（NHJ2+2OH-嚏里N2t+3H2t+C0,【解析】選B。b電極連接外接電源的負極，水得電子生成乩，a極作為陽極，尿素失去電子生成CO,和N2,據(jù)此解答。A.b電極是得電子一極，該電極是電子流入的載體，材料可以用鐵棒，故A正確；B.據(jù)分析，b電極上發(fā)生得到電子的反應(yīng)，故B錯誤；C.據(jù)分析，a極作為陽極，堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為C0（NH2）2+80H--6e-=C0,+N2t+6H20,故C正確；D.堿性環(huán)境下，陰極是水得電子生成氫氣和0H-,0H向陽極移動，總反應(yīng)的離子方程式為CO(fffl2CO(fffl2)2+2OH-N21+3H2t+C0,故D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電進行電解，下列說法正確的是（） 1曲CuSO4溶液飽和NaCI溶液甲 乙A.電路中電子流向：負極fd-c—bfa-正極a、c兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等2-SO向b電極移動，C「向c電極移動4D.通電后乙燒杯滴入酚猷溶液d極附近會變紅【解析】選D。電子只能在外電路中移動，故A錯誤；a極產(chǎn)生Oz，c極產(chǎn)生Cb，根據(jù)電子守恒?2cb?4e,O?和Cb的物質(zhì)的量之比為1：2,故B錯誤；陰離子向陽極移動，a和c是陽極，所以SO向a電極移動，C「向c電極移動，故C錯誤；d極是陰極，電極反應(yīng)式4可表示為2HQ+2e-=H2t+20H-,所以滴入酚酸溶液d極附近會變紅，故D正確?？键c四：電化學(xué)計算（應(yīng)用性考點）必備知識?夯實（一）電化學(xué)的計算原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等。（-）電化學(xué)計算中三種常用的方法

如以通過4mol院為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:4e?2c，（Be、%）~O，~2H,~2Cu~4Ag~~^M = Y _ 72 ,陽極產(chǎn)物 陰極產(chǎn)物（式中M為金屬，〃為其離子的化合價數(shù)值）該關(guān)系式具有總覽電化學(xué)計算的作用和價值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算問題。關(guān)鍵能力?進階?能力點一：電子守恒法在電解計算中的應(yīng)用遷移應(yīng)用?命題角度一：以原電池為背景的電化學(xué)計算1.（2022?陽江模擬）工業(yè)電解Na2c溶液的裝置如圖所示，A、B兩極均為惰性電極。下列說法正確的是（）11A.其中A極發(fā)生還原反應(yīng)2-B.該裝置可用于制備NaHCOs溶液，生成a溶液的電極室中反應(yīng)為2HQ—4e-+4C0,=02t+4HC03C.A極還可能有少量CO2產(chǎn)生，A、B兩極產(chǎn)生的氣體M和R體積比略大于2：1D.當。=9mol?L，c2=lmol?時，則另一室理論上可制備0.4mol溶質(zhì)a（假設(shè)右室溶液體積為0.1L）【解析】選Bo根據(jù)圖示，Na+移向B電極，B是陰極、A是陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯誤；該裝置可用于制備NaHCOs溶液，A是陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極室中反應(yīng)為2H?0-4e-+4C0（=02t+4HC0：5,故B正確；A極生成氧氣，B極生成氫氣，A極氫離子和碳酸根離子反應(yīng)還可能有少量CO2產(chǎn)生，A、B兩極產(chǎn)生的氣體M和R體積比略大于1：2,故C錯誤；陰極反應(yīng)式是2H20+2院=乩+20獷，當。=9mol?L_1,c2=lmol?廠1時，右室生成20.8mol氫氧化鈉，所以電路中轉(zhuǎn)移0.8mol電子，另一室發(fā)生反應(yīng)2H2。一4屋+4（：0,=02t+4HC0：i,根據(jù)電子守恒，理論上可制備0.8mol溶質(zhì)a（假設(shè)右室溶液體積為0.1L）,故D錯誤。2.微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）A.電子從b流出，經(jīng)外電路流向a2-2-2-B.HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)是HS-+4H20—8e-=S0+9H+4 4C.如果將反應(yīng)物直接燃燒，能量的利用率不會變化D.若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.5molH卡通過質(zhì)子交換膜【解析】選B。b電極通入氧氣，是正極，a電極是負極，電子從a流出，經(jīng)外電路流向b,A2-錯誤；a電極是負極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，即HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為S0,電42-極反應(yīng)是HS"+4H20-8e-=S0+9H+,B正確；如果將反應(yīng)物直接燃燒，會有部分化學(xué)能4轉(zhuǎn)化為光能，因此能量的利用率會變化，C錯誤；若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，根據(jù)電荷守恒可知有0.4mol卜「通過質(zhì)子交換膜與0.1mol氧氣結(jié)合轉(zhuǎn)化為水，D錯誤。?命題角度二：以電解池為背景的電化學(xué)計算3.(2022?深圳模擬)500mLKNO：,和Cu(NOJ2的混合溶液中c(N(\)=0.6mol?L-1,用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL,下列說法正確的是()A.原混合溶液中c(K+)為0.2mol?L-1B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05molD.電解后溶液中c(H+)為0.2mol?L-1【解析】選Ao石墨作電極電解KNO,和Cu(N03)2的混合溶液，陽極反應(yīng)式為40曠一4院=2七0+02t,陰極先后發(fā)生兩個反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H"。從標準狀況下收集到為2.24L,可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4mol電子，而在標準狀況下生成2.24LH2的過程中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，所以Cu"共得到0.4mol—0.2mol=0.2mol電子，電解前Cu'+的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為0.1mob電解前后分別有以下電荷守恒關(guān)系：c(K+)+2c(Cu2+)=c(N0(),c(K+)+c(H+)=c(N0,(),不難算出：電解前cQC)=0.2mol?L-1,電解后c(H+)=0.4mol,L-1o4.用惰性電極電解100mL4moi?廠&(班)2溶液，一定時間后在陽極收集到標準狀況下氣體1.12L。停止電解，向電解后的溶液中加入足量的鐵粉，充分作用后溶液中的Fe-濃度為(設(shè)溶液的體積不變)()A.0.75mol?L_1 B.3mol?L-'C.4mol?L-1 D.3.75mol?L-1【解析】選D。本題涉及的反應(yīng)過程可分為兩個階段，第一個階段是電解Cu(N0,溶液，第二個階段是混合溶液與足量的鐵粉反應(yīng)，注意硝酸與足量鐵粉反應(yīng)是生成硝酸亞鐵。電解后溶液中硝酸和硝酸銅分別為0.2mob0.3mol,前者與足量的鐵粉反應(yīng)生成硝酸亞鐵0.075mol,后者與足量的鐵粉反應(yīng)生成0.3mol硝酸亞鐵。?命題角度三：以含膜裝置為背景的電化學(xué)計算5.(預(yù)測題)以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSOi溶液，裝置如圖。若一段時間后丫電極上有6.4g紅色物質(zhì)析出，停止電解。下列說法正確的是()ab__'鉛蓄電池斕 陰離戶交換膜A.a為鉛蓄電池的負極2-B.電解過程中S0向右側(cè)移動4C.電解結(jié)束時，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8g2-D.鉛蓄電池工作時，正極電極反應(yīng)式為PbS0,+2e-=Pb+S04【解析】選C。丫極有Cu析出，發(fā)生還原反應(yīng)，丫極為陰極，故b為負極，a為正極，A錯誤;

電解過程中陰離子向陽極移動，B錯誤；陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,陽極反應(yīng)式為2Ha

-4e-=021+4H+,當有6.4gCu析出時，轉(zhuǎn)移0.2mole,左側(cè)生成1.6g02,同時有0.1mol(9.6g)SO進入左側(cè)，則左側(cè)質(zhì)量凈增加9.6g-1.6g=8g,C正確；鉛蓄電池42-的負極是Pb,正極是PbOz,正極反應(yīng)式為PbOz+2e-+4H++SO=PbS0,+2H20,D錯誤。4點睛筆解答電化學(xué)計算題的關(guān)鍵(1)根據(jù)電池裝置圖示，分別是原電池還是電解池，正確判斷電極的名稱。(2)結(jié)合原電池的工作原理或電解原理，結(jié)合電解質(zhì)溶液的種類，正確判斷電極的產(chǎn)物。(3)依據(jù)得失電子守恒，建立各電極上產(chǎn)物間的定量關(guān)系，列式、計算。目卻【加固訓(xùn)練】.是一種常見的綠色氧化劑，可由臭氧發(fā)生器電解稀硫酸制得，原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.電極a為陰極B.a極的電極反應(yīng)式為02+鈾++4院=2比0C.電解一段時間后b極周圍溶液的pH下降D.標準狀況下，當有5.6L0,反應(yīng)時，收集到和G混合氣體4.48L,0,的體積分數(shù)為80%【解析】選D。電極b上生成和則電極b上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則電極b為陽極,電極a為陰極，A項正確；電極a的電極反應(yīng)式為02+4e-+4H+=2比0,B項正確；電極b上上0失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成。2、和小，故電解一段時間后水減少，b極周圍溶液的pH下降，C項正確；標準狀況下，當有5.6L氧氣參加反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移電子1mol,設(shè)收集到氧氣為xmol,臭氧為ymol,則有x+y=0.2,4x+6y=l,解得x=y=0.1,故O3的體積分數(shù)為50%,D項錯誤。2.相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2soi溶液(a、b電極均為石墨電極)，可以制得。2、比、H2soi和NaOH。下列說法不正確的是()a電極的電極反應(yīng)為2H++2e-=H2tc、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜C.電池放電過程中，Cu(l)電極上的電極反應(yīng)為Cu^+2e-=CuD.電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得320gNaOH【解析】選D?由相同金屬及其不同濃度鹽溶液組成的電池，稱濃差電池。電子由溶液濃度較小的一極(負極)流向濃度較大的一極(正極)，則Cu(2)是負極，a是陰極，電極反應(yīng)式為2H'+2e-=H2t,b是陽極，電極反應(yīng)式為40獷-4屋=()2f+2H2O,A正確；c、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜，B正確；電池放電過程中，Cu(l)是正極，電極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,C正確；濃差電池放電時，兩電極區(qū)的硫酸銅溶液相等時，停止放電，正極區(qū)硫酸銅溶液的濃度由2.5mol?降低到(2.5mol?L-1+0.5mol?L-1)4-2=1.5mol*!/'時,負極區(qū)硫酸銅溶液的濃度由0.5mol升高到1.5mol?L，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是(2.5mol?L-,-1.5mol?L-1)X2LX2=4mol,生成a(OIT)的最大量是4mol,電解池理論上可制得160gNaOH,D錯誤。，能力點二：關(guān)系式法在電解計算中的應(yīng)用遷移應(yīng)用(2022?河源模擬)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。(1)用FeCh溶液吸收HR,得到單質(zhì)硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。FeCh與H2S反應(yīng)的離子方程式為o電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生山，陽極的電極反應(yīng)為o綜合分析該工藝的兩個反應(yīng)，可知兩個顯著優(yōu)點：①H2s的原子利用率100%；②oK4Fe(CN)6］和KHCO3混合溶液(2)工業(yè)上常采用如圖電解裝置電解K」Fe(CN)6］和KHCO：；混合溶液，電解一段時間后，通入H2s加以處理。利用生成的鐵的化合物K3［Fe(CN)J將氣態(tài)廢棄物中的H2S轉(zhuǎn)化為可利用的硫單質(zhì)，自身轉(zhuǎn)化為KjFeQN”］。①電解時，陽極的電極反應(yīng)式為o②當有16gS析出時，陰極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為o【解析】(DFeCC與H2s反應(yīng)生成硫,則FeCL被還原為FeCb，同時生成HCL離子方程式為2Fe3++H2S=2Fe2++SI+2H+?電解池中M在陰極放電產(chǎn)生H2,陽極為Fe"失電子生成Fe3

十,電極反應(yīng)式為Fe"—e-=Fe：'+。該工藝的兩個反應(yīng)，最終結(jié)果是H2s完全轉(zhuǎn)化為S和乩，F(xiàn)eCL先轉(zhuǎn)化為FeCk,再轉(zhuǎn)化為FeCh，由此可知兩個顯著優(yōu)點：①H?S的原子利用率100%；②FeCh得到循環(huán)利用。(2)①電解時,陽極[Fe(CN)6『-失電子生成[Fe(CN)6『，電極反應(yīng)式為尸6￡26『-一0-—[Fe(CN)g]3o②當有16gs析出時，轉(zhuǎn)移1mol電子，陰極產(chǎn)生的也在標準狀況下的體積為L啜X22.4L,mol'=11.2Lo答案：(l)2Fe3++H2S=2Fe2++SI+2H+Fe2+-e-=Fe3+FeCh得到循環(huán)利用⑵①[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-②11.2L教師專用1.如圖甲是一種利用微生物將廢水中的尿素(HzNCONHj的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置，同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅，下列說法中正確的是()M甲FeCuSO4溶M甲FeCuSO4溶液一A.乙裝置中溶液顏色會變淺B.鐵電極應(yīng)與丫相連接M電極反應(yīng)式：H2NC0NH2+H20-6e-=C02t+N2t+6H+D.當N電極消耗0.25mol氣體時，銅電極質(zhì)量減少16g【解析】選C。乙裝置為電鍍裝置，電鍍液的濃度不變，因此溶液顏色不變，A項錯誤；電鍍時，待鍍金屬作陰極，與電源負極相連，而N電極上Oz轉(zhuǎn)化為HQ發(fā)生還原反應(yīng)，N電極為正極，B項錯誤；M電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)：H2NC0NH2+H20-6e-=C02t+N2t+6H+,C項正確；根據(jù)N電極反應(yīng)式：02+4H+4e-=2H2O,銅電極反應(yīng)式：Cu—2e-=Cun,由各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，可得關(guān)系式：。2?2Cu,則N電極消耗0.25mol0?時，銅電極質(zhì)量減少0.25molX2X64g,mol-l=32g,D項錯誤。2.（2022?成都檢測）將兩個的電極插入500mLeuSO”溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064g（設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化），此時溶液中氫離子濃度約為（）A.4X10-3mol?L_1 B.2X10-mol?L-'C.IXWrnol?L_1 D.IXWmol?L-10.064g【解析】選A。由題意可知，/7（H+）=2/7（H,SO,）=2/?（Cu）=2X- -；—b4g?mol, 0.002mol0.002mol,c（H+）=nr,-=4X10-mol?L'o0.□L3.用惰性電極電解0.1LM（NOJ,的水溶液，當陰極上增重ag時，在陽極上同時產(chǎn)生6L（標準狀況）。2,從而可知M的相對原子質(zhì)量是,溶液的pH是（均用含有a、b、x的代數(shù)式表示）。h o ACoy【解析】由關(guān)系式2?4M可得而\—X4,可解出‘仁,:'g,mol'o又由。2?4H,/+、 b 25 p_1rM p25b可知：c(H)=4Xt——mol4-0.1L=-bmol?L,貝(JpH=-Ig-jv。_. 5.&ax256答案：丁一］中教師獨具 。 甘地邦卡奉??一淅利龜 R修I：：，：命題新情境【科技前沿】電池續(xù)航是制約電動汽車發(fā)展的主要因素，科學(xué)家正在研究一種新電池，它可以讓電動汽車充電一次續(xù)航620英里（大約1000公里）。研究人員的做法是，剔除封裝單個電池的外殼，用薄片式設(shè)計取代圓柱形設(shè)計。金屬片上涂有能源存儲材料，它是用粉末陶瓷和聚合物黏合劑制造的。金屬片的一側(cè)是正極，另一側(cè)是負極。然后將雙極性電極一個一個堆疊起來，電極之間用薄薄的電解液分開，里面還有一種材料防止電荷短路。命題新視角命題視角1:原電池設(shè)計思路閱讀材料分析薄膜電池增大電池容量的思路是怎樣的？提示：薄膜電池采用薄片式設(shè)計，通過在相同的空間內(nèi)安放更多的電極，從而存儲更多的電能。命題視角2：原電池工作原理薄膜電池屬于二次電池，分析其充電時電極與外接電源的正負極的連接方式。提示：(1)寫出放電時的正、負極電極反應(yīng)式。提示：負極：H2—2e+20H==2H20；正極：2NiO(OH)+2H20+2e-=2Ni(0H)2+20H-o(2)寫出充電時的陰、陽極電極反應(yīng)式。提示：陰極：2H20+2e-=H21+20H-；陽極：2Ni(OH)2+20H--2e-=2Ni0(OH)+2乩0。命題視角4：社會擔當薄膜電池等新型電池的開發(fā)對社會發(fā)展有什么意義。提示：減少傳統(tǒng)能源的使用，對可持續(xù)發(fā)展有利；減少有害物質(zhì)排放，對環(huán)境保護有利。6 ---、真越■研習(xí)?考題演林,?一一。真題研習(xí)同根題探源1.［“源”來如此］(2018?全國卷II)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-C02二次電池。將NaClOa溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的銀網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3C02+4Na^^2Na2C0：t+Co下列說法錯誤的是( )A.放電時，C10向負極移動4B.充電時釋放CO?，放電時吸收CO?2-C.放電時，正極反應(yīng)為：3C02+4e-=2C03+CD.充電時，正極反應(yīng)為：Na++e-=Na【解析】選D。放電時為原電池，而溶液中的陰離子移向電池的負極，故A項正確；由題干放電中的信息可以得出Na為電池的負極材料，因電池的總反應(yīng)為3co2+4Na嬴2NazC()3+C,則電池放電時吸收CO”充電時放出CO?,故B項正確；放電時CO?在正極放電，而充電時會在正極生成CO?,Na在電池的負極參與反應(yīng)，在充電時又會在電池的負極生成，故C項正確，D項錯誤。2.［變換有道］(2021?廣東選擇考)火星大氣中含有大量C0?,一種有CO?參加反應(yīng)的新型全固

態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時（）A.負極上發(fā)生還原反應(yīng) B.C0,在正極上得電子C.陽離子由正極移向負極 D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【解析】選B。根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3co?=2Na2cO3+C。放電時負極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+,故A錯誤；放電時正極為C0?得到電子生成C,故B正確;放電時陽離子由負極移向正極，故C錯誤；放電時裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。點睛：兩道試題均考查的是Na-CO?電池。但是兩題有明顯的不同：第1小題是二次電池，題目中已經(jīng)給出了裝置圖，通過分析裝置圖，結(jié)合題干信息方程式分析反應(yīng)原理，既要考慮充電，也要考慮放電；第2小題是一次電池，需要先畫出簡單的裝置圖進行分析，只需要考慮放電即可。相似題尋變（2021?湖南選擇考）鋅/澳液流電池是一種先進的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/澳液流電池工作原理如圖所示：熱交換器循環(huán)回路M-owm:隔膜忙液器循環(huán)回路熱交換器循環(huán)回路M-owm:隔膜忙液器循環(huán)回路貯液器泵鋅電極/沉積鋅雙極性碳和塑料電極 1Bn活性電極Bn復(fù)合物忙存下列說法錯誤的是（）A.放電時，N極為正極B.放電時，左側(cè)貯液器中ZnBR的濃度不斷減小C.充電時，M極的電極反應(yīng)式為Zn"+2e-=ZnD.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【解析】選B。由圖可知，放電時，N電