(教参)第六章 第一节 化学反应与能量变化-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

拓展与归类·专题研析一　新型化学电池解题技巧 (见学生用书P60) 随着全球能源逐渐减少，研发、推广新能源迫在眉睫，因此新型电池成为科学家研究的重点方向之一，也成了命题专家青睐的对象。 1．判断新型电池的正、负极 该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式，只要根据元素的常规价态去判断即可。 2．新型电池中离子的移动方向 阴离子移向负极(发生氧化反应的电极)，阳离子移向正极(发生还原反应的电极)。 3．书写新型电池的电极反应式 第一步：分析物质得失电子情况，据此确定正极、负极上发生反应的物质。 第二步：分析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。 第三步：写出比较容易书写的电极反应式。 第四步：若有总反应式，可用总反应式减去第三步中的电极反应式，即得另一电极的电极反应式。 例题一种高性能的碱性硼化钒(VB2)－空气电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2＋16OH－－11e－===VO＋2[B(OH)4]－＋4H2O。该电池工作时，下列说法中错误的是(　B　) A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应 B．正极区溶液的pH降低，负极区溶液的pH升高 C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8[B(OH)4]－＋4VO D．电流由复合碳电极经负载流向VB2电极 【解析】根据题中所给的VB2电极上的反应式可知，该原电池中VB2电极为负极，复合碳电极为正极。碱性环境下，正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，依据两电极的反应式，再根据电子守恒可知，该碱性硼化钒－空气电池的总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8[B(OH)4]－＋4VO，C项正确；当负极通过0.04 mol电子时，正极参加反应的氧气为0.01 mol，在标准状况下的体积为0.224 L，A项正确；根据正、负极的电极反应式可知，负极区消耗OH－，pH降低，正极区生成OH－，pH升高，B项错误；原电池的电流方向与电子的流向相反，电流方向为正极(复合碳电极)→负载→负极(VB2电极)，D项正确。 1．K­O2电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法中错误的是(　D　) 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 C．生成KO2的质量与消耗O2的质量比约为2.22 D．有机电解质1可改用水作电解质溶液 【解析】由题图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K－e－===K＋，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾。钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应又满足氧气在正极得电子结合K＋生成KO2，故隔膜允许K＋通过，不允许O2通过，A项正确；放电时，电子从负极流向正极，而电流方向与电子流向相反，即电流由b电极流向a电极，B项正确；每生成1 mol KO2 需要消耗1 mol氧气，即二者的质量比为≈2.22，C项正确；钾是活泼金属，能和水反应，不能用水作电解质溶液，D项错误。 2．银锌纽扣电池的构造如图所示。其电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法正确的是(　D　) A．锌粉为正极 B．Ag2O发生氧化反应 C．电池工作时，电子从锌粉经过KOH溶液流向Ag2O D．负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 【解析】由总反应可知，锌元素化合价升高，失电子，锌粉是负极，A错误；Ag2O中银元素化合价降低，得电子，发生还原反应，B错误；电子从负极经外电路流向正极，不会经过电解质溶液，C错误；锌是负极，失电子生成锌离子，锌离子结合氢氧根离子生成氢氧化锌，负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，D正确。 3．以KOH溶液为电解质溶液，分别组成CH3OH­O2、N2H4­O2、(CH3)2NNH2­O2清洁燃料电池。下列说法中正确的是(　C　) A．放电过程中，K＋均向负极移动 B．放电过程中，KOH的物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2­O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4­O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L 【解析】碱性环境下，CH3OH燃料电池总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O；N2H4­O2燃料电池总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O；(CH3)2NNH2中C和N的化合价均为－2价，H的化合价为＋1价，根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为(CH3)2NNH2＋4O2＋4KOH===2K2CO3＋N2＋6H2O。放电过程为原电池工作