微专题05 化学电源-2022-2023学年高一化学期中期末复习微专题（人教版2019必修第二册）

微专题05 化学电源 考点1 原电池电极反应式的书写 [典例1](双选)汽车的启动电源常用铅蓄电池，其结构如图所示，其放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是(　　) A．PbO2是负极 B．Pb是负极 C．PbO2得电子，被还原 D．电池放电时，电解质溶液的酸性增强 [答案 ]BC [解析]根据电池反应知，放电过程中Pb失去电子，作负极，B项正确；PbO2得电子被还原，作正极，A项错误，C项正确；由于原电池在放电过程中消耗硫酸，故电解质溶液的酸性减弱，D项错误。 [典例2]芬兰Enfucell公司制造出一种纸质电池，其电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O===2MnO(OH)＋ZnO。下列说法正确的是(　　) A．该电池的正极为锌 B．该电池反应中二氧化锰起催化作用 C．当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.204×1023 D．电池正极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－ [答案]D [解析]A项，根据电池总反应式可知，Zn失去电子，为电池的负极。B项，MnO2得到电子，为电池的正极。C项，电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内的电流是阴、阳离子定向移动形成的。D项，电池负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，用总反应式减去负极反应式得正极反应式：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－。 书写原电池电极反应式时注意的问题 1正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。 2确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液继续反应，若能反应，则应将前后两个反应式叠加。 3在得失电子数相等情况下，正负极的电极反应式相加应等于电池总反应方程。 [核心素养] 1．电极反应式的书写 (1)根据原电池的装置书写 负极： ①若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况： 一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为M－ne－===Mn＋。 另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为：Pb＋SO－2e－===PbSO4。 ②若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2－O2(KOH溶液)电池的负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O。 正极：首先判断在正极发生反应的物质。①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。 然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式，如酸性溶液中，O2在正极的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 (2)根据原电池反应书写电极反应式 ①找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定正负极产物。 ②利用电荷守恒分别写出电极反应式。也可先写出较易写的一极的电极反应，然后在电子守恒的基础上，用总反应减去该极反应，即得到另一极的电极反应。 ③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。 2．电池总反应式的书写 根据给出的两个电极反应式，写出总反应方程式时，首先要使两个电极反应式的得失电子相等，然后将两式相加，消去反应物和生成物中相同的物质即可。注意：若反应式同侧出现不能共存的离子，如H＋和OH－、Pb2＋和SO，要写成反应后的物质H2O和 PbSO4。 [典例3]某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是(　　) A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 [答案]D [解析]由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故a为负极、b为正极，电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；B项，b极上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错；C项，没有注明此时是否处于标准状况下，故无法计算气体的体积，C错。 [典例4]以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境中电极反应的书写方法： (1)酸性条件下的负极反应： 。 (2)碱性条件下的负极反应