第7章 专题拓展突破7 新型化学电源工作原理分析（word教参）-【正禾一本通】2024高考化学高三一轮总复习高效讲义（老高考）

专题拓展突破7 新型化学电源工作原理分析 新型化学电源是历年高考的重点题型，解答这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正、负电极，最后会书写电极反应式等。 一、解题思路 二、新型电池中电极反应式的书写 1．一般步骤 2．已知总方程式，书写电极反应式 (1)书写步骤 ①写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。 ②找出正、负极，失电子的电极为负极，得电子的电极为正极；确定溶液的酸碱性。 ③写电极反应式。 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 (2)书写技巧 若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式：总反应式－较易写的电极反应式＝较难写的电极反应式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 【对点练】 1.[单液电池]“热电池”在航空航天领域有广泛应用。某热电池工作原理如图所示，电池放电时，1 mol FeS2完全反应时转移4 mol电子。下列说法错误的是(　　 ) A．电子流向：Li(Al)极→用电器→FeS2极 B．负极质量减少27 g时理论上有3 mol阴离子向负极迁移 C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－ D．如果用Li(Si)替代Li(Al)，电极反应和电池反应都不变化 解析：选B。观察题图可知，锂铝合金电极为负极，二硫化亚铁电极为正极，电池放电时，电子由负极流出，经外电路流向正极，A正确；锂比铝活泼，放电时锂优先发生氧化反应，Li－e－===Li＋，n(Li)＝n(e－)＝≈4 mol，B错误；锂硅合金作负极，仍然是锂发生氧化反应，D正确。 【思维建模】　单液电池分析流程 2．[双液电池](2021·河北高考)K­O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是(　　) A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过 B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极 C．产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水 解析：选D。金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K＋通过，不允许O2通过，A正确；由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，B正确；由分析可知，生成1 mol超氧化钾时，消耗1 mol氧气，两者的质量比值为1 mol×71 g/mol∶1 mol×32 g/mol≈2.22∶1，C正确；铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSO4＋2H2O===PbO2＋Pb＋2H2SO4，反应消耗2 mol水，转移2 mol电子，由得失电子数目守恒可知，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为×18 g/mol＝1.8 g，D错误。 【思维建模】　双液电池分析的步骤 第一步：分析两极材料和两液的成分或两极区域中粒子的转化关系等，确定正负极。 第二步：根据确定的两极，分析电极反应，离子移向和电子、电流方向等。 第三步：明确问题，分析出正确答案。 3．[固体电解质电池](2021·浙江高考)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是(　　) A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连 B．放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li＋ C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 D．电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2 解析：选B。由题中信息可知，该电池充电时Li＋得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A正确；放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li＋通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li＋，B不正确；电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成Li＋，正极上Li1－xCoO2得到电子和Li＋变为LiCoO2，故电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2，D正确。 【思维建模】　固体电解质电池分析思路 ①判断