第4章 微专题突破6 新型化学电源及其应用（学案）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1（人教版）

第四章化学反应与电能 (1)电极A上的电极反应式为 (2)简单电极反应突破法 (2)电极B上的电极反应式为 根据总反应方程式和电解质性质,先写出较简单的电极反 (3)电池总反应式为 应,然后用总反应减去该电极反应得另一极的电极反应 深度拓展‖ 复杂电极反应=总反应一较简单一极的电极反应 1.根据装置书写电极反应式 如CH4酸性燃料电池中: (1)确定原电池的正、负极及放电的物质 总反应:CH4+2O 首先根据题目给出的装置图的特点,结合原电池正、负极的 正极反应:2O2+8H++8e—4H2O 判断方法,确定原电池的正、负极及放电的物质。 负极反应:CH1+2H2O-8e (2)书写电极反应式 【例题↓】以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质 ①负极反应 溶液,可制成能固氮的新型燃料电池,原理如图所示。下列 规律:活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳 说法不正确的是 离子或H(或其他氧化产物)。若电解质溶液中的阴离子 川电器 能与生成的金属阳离子或H发生反应,则该阴离子应写入 稀的A溶液 负极反应式。如铅酸蓄电池,负极:Pb+SO-2e= PbSo 高 ②正极反应 规律:阳离子得到电子生成单质(或低价离子),或O2得电 子。如果是O2得电子,则有以下两种写法: A.b电极为负极,发生氧化反应 电解质是碱性或中性:O+2H2O+4e B.a电极发生的反应为N2+8H+6e 电解质是酸性:O2+4H++4 2H,O C.A溶液中所含溶质为NH4Cl (3)写出电池总反应式 D.当反应消耗1molN2时,消耗H2的体积为67.2L 结合得失电子守恒,将正、负电极反应式相加得到电池反应 思维导引:固氮燃料电池,结合N2和H2的反应可知转化 的总反应方程式。 为NH3,与稀盐酸溶液作用产生NH4Cl。 2.根据原电池总反应式,写电极反应式 【变式4】有人设计出利用CH和O2的反应,用铂电极在 (1)逐步分析法 KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH在 O中燃烧,则下列说法正确的是 列物质 按照负极发牛氧化反应,正极发生还原反 判断出电反应物产物,计斧得失 ①每消耗1 mol ch4可以向外提供8mole 巾子的数量 ②负极上CH4失去电子,电极反应式为CH4+10OH 电极产物在电解质溶液中城能稳定在, 8e=COx+7H, O 坏境 如碱性介质中牛成的肝结合0H牛成 帆守恒厂要根据电荷守何质量守恒、电子守恒等 ③负极上是O2获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4 配屮电版反 两电极反应相加,与总反应对验证 ④电池放电后,溶液pH不断升高 A.①② B.①③ D.③④ 微专题突破6/新型化学电源反其应川> 【例题】(2020·全国卷Ⅲ)一种高性能的碱性硼化钒(VB2) A.负载通过0.04mol电子时,有0.224L(标准状况)O2 空气电池如下图所示,其中在VB2电极发生反应VB2+ 参与反应 16OH-11e=VOx+2B(OH)4+4H2O,该电池工 B.正极区溶液的pH降低,负极区溶液的pH升高 作时,下列说法错误的是 C.电池总反应为4VB2+11O2+20OH+6H2O= 复合碳电极 D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复 合碳电极 核心突破‖ 1.解答新型化学电源问题的四步骤 (1)根据总反应方程式分析元素化合价的变化,确定正、负极 反应物。 KO溶液离 :膜 (2)注意溶液酸碱性环境,书写正、负极反应式 化学选择性必修1课堂学案 (3)依据原电池原理或正、负极反应式分析判断电子、离子的A.整个反应过程中,氧化剂为O2 移向和电解质溶液的酸碱性变化。 B.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e=2Cu+ (4)灵活应用守恒法、关系式法进行计算 20H 2.充电电池的电极判断及电极反应分析 C.放电时,当电路中通过0.1mol电子的电量时,有0.1mol 卜接屯源负 Li通过固体电解质向Cu极移动,有标准状况下1.12L 氧气参与反应 充电啟比 吸:氧化反应 D.通入空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O 判 i吸:还反应 3.随着各地“限牌”政策的推出,电动汽车成为汽车界的“新 宠”。某全电动汽车使用的是钴酸锂( LiCoo2)电池,其工作 卟按心跡正极 原理如图所示。其中A极材料是金属锂和碳的复合材料 (碳作金属锂的载体),电解质为一种能传导Li的高分子材 仆接电源的山板桕 在.电池的负与外接电源谢负妝州 料,隔膜只允许特定的离子通过,电池反应式为LiC6 Ii-CoO2C+LCoO2。下列说法中不正确的是 电池的正籹负做反应式分别倒过来 倒倒 是充电时电池的阳极、閉 3.充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时,要结合电池总反