2021年化学高考题说题大赛—“电池”相关

化学高考说题大赛 四、拓展变式 五、备考启示 一、命题立意 二、考点分析 三、解题过程 说题 流程 考点分析 （2021·全国理综II化学卷，T12）2021年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 A．a为电池的正极 B．电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中的Li+从b向a迁移 原电池基本工作原理，正负极的判断 原电池、电解池电极反应式和总反应式的书写 原电池电极反应氧化和还原过程的判断及放电物质判断 原电池基本工作原理，电解质溶液中阴阳离子的移动方向 解题过程 （2021·全国理综II化学卷，T12）2021年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 A．a为电池的正极 B．电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中的Li+从b向a迁移 易根据此题的装置图和原电池的基本 工作原理，很容易判断出A答案的对错， b电极由锂单质和快锂离子导体聚合物电解质组成， 则发生反应为Li-e- =Li+，为负极，a为正极。 易根据原电池阴阳离子移动 规律“正正负负”，D也对 解题过程 （2021·全国理综II化学卷，T12）2021年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 A．a为电池的正极 B．电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中的Li+从b向a迁移 较难根据锂电池体系工作原理来解答， a作原电池正极可以看做“缺锂”物质， 因为锂离子要“嵌入”，我们可以用Li1-xMn2O4 表示，则放电时正极反应为 Li1-xMn2O4+xLi +xe- = LiMn2O4。 根据负极反应Li-e- =Li+得出原电池总反应为为 Li1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4 其相反过程就为电池充电反应。 较难题目中说了此装置为锂离子 电池体系，则说明此电池的正极上就 只是锂离子“脱嵌”和“嵌入”的过程， 则原电池放电时正极只是锂离子的“嵌入” 化合价不变，C错 (2021•新课标Ⅲ-11）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是 A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多 拓展变式 易根据此题的装置图和原电池的基本 （3）清洗仪器： g中加蒸馏水； 则原电池放电时正极只是锂离子的“嵌入” ④中提取氯酸钾晶体的实验操作是 。 （4）已知氯酸钾和氯化钾的溶解度曲线如下图所示，反应结束后，从装置 错误的认为锂离子电池负极是锂失电子生成锂离子。 (6)根据化学实验的目的和要求，能做到： 但是由于锂电池的陌生度以及题目的难度都给学生带来比较大的困扰。 (2)了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。 （4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k1，d中保留少量水，打开k1，加热b，使水蒸气进入e。 （2021年高考四川卷）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是（ ） A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移 B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6 C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xg D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+ 拓展变式 知识拓展 锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池：锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。放电反应：Li+MnO2=LiMnO2。锂离子电池：锂离子电池一般不含有金属态的锂，是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。 正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- 放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。 负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。 负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。 充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6 放电时：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C 因存在浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池.利用如图所示装置进行 规律总结及备考启示 电化学是中学化学中的一个重要知识点，纵观近五年高考题，锂系电池可以说独当一面。但是由于锂电池的陌生度以及题目的难度都给学生带来比较大的困扰。所以必须掌握锂电池体系中电化学知识。 1、必须解决的一个误区，锂电池和锂离子电池的区别。错误的认为锂离子电池负极是锂失电子生成锂离子。 2、所做习题里已经涉及到浓差电池，虽然是信息，但是要是能给学生了解下浓差电池的原理，对学生知识视野的开拓绝对有帮助。 3、使学生多接触前沿科技，接触生活、生产。使化学学科和工业生产、人类生活紧密联系起来。 原题重现 26、（2021年全国I卷理综化学试题第26题）凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知： ； 回答下列问题： （1）a的作用是 。 （2）b中放入少量碎瓷片的目的是 。f的名称是 。 （3）清洗仪器： g中加蒸馏水；打开 K1， 关闭 K2、K3，加热 b，蒸气充满管路；停止 加热，关闭 K1,g中蒸馏水倒吸进入 c，原因是 ； 打开K2 放掉水，重复操作2-3 次。 （4）仪器清洗后， g中加入硼酸（ H3BO3）和指示剂。铵盐试样由 d注入 e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗 d，关闭 K1,d中保留少量水。打开K1 ，加热 b，使水蒸气进入 e。 ① 中保留少量水的目的是 。 ② 中主要反应的离子方程式为 ，e 采用中空双层玻璃瓶的作用是 。 （5）取某甘氨酸（C2H3NO2 ）样品 m克进行测定，滴定 g中吸收液时消耗浓度为 的盐酸Vml ，则样品中氮的质量分数为 % ，样品的纯度≤_______% 。 。 命题立意 命题立意 知识点 能力水平 实验题的主旨是要考察学生的观察、分析、推理、创新能力。总体体现“源于教材又高于教材”的命题指导思想。以考试大纲为指导，对常用仪器的主要用途和使用方法，各类化学实验的反应原理，实验现象和技能进行考察。 1、实验装置的连接或实验步骤的先后 2、实验装置、实验步骤的作用。 3、实验现象的描述或解释 5、原理方程式的书写。 4、实验结论的描述、定量计算。 目的是考察学生的观察、分析、推理、创新能力，使学生具备一定的实验操作基础和实验能力 （3）清洗仪器：g中加蒸馏水：打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路：停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是停止加热，水蒸气变为液态，装置内压强减小；打开k2放掉水，重复操作2~3次。 （4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k1，d中保留少量水，打开k1，加热b，使水蒸气进入e。 ①d中保留少量水的目的是液封，防漏气 ②e中主要反应的离子方程式为NH4++OH- =NH3↑+H2O，e采用中空双层玻璃瓶的作用是保温，减少热量损失。 试题讲解 加热圆底烧瓶使整个装置内充满水蒸气，停止加热，关闭 时，右侧装置内水蒸气冷凝为液态，装置内压强减小。 液封法，防止气体漏出，也可以是检验d装置是否漏气 此反应是铵盐与碱在加热条件下反应，采用中空双层玻璃瓶防止热量损失，有利于氨气逸出。 错误的认为锂离子电池负极是锂失电子生成锂离子。 易根据此题的装置图和原电池的基本 (5)掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。 C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 （4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k1，d中保留少量水，打开k1，加热b，使水蒸气进入e。 5mol/LNa 2 S 2 O 3 溶液的棉花轻轻覆盖住 因为锂离子要“嵌入”，我们可以用Li1-xMn2O4 3、使学生多接触前沿科技，接触生活、生产。 放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。 根据 守恒，甘氨酸中的N元素被处理成铵盐后，在e装置中转化为NH3进入g装置： 只是锂离子“脱嵌”和“嵌入”的过程， 工作原理，很容易判断出A答案的对错， 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- 1、必须解决的一个误区，锂电池和锂离子电池的区别。 （2021·全国理综II化学卷，T12）2021年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。 易根据原电池阴阳离子移动 试题讲解 （5）取某甘氨酸（C2H3NO2）样品m 克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L-1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数 为 %， 样品的纯度 ≤_______%。 由于 具有挥发性，可能有部分逸出，导致测量结果偏高，测得 的含量应为最大值， 根据 守恒，甘氨酸中的N元素被处理成铵盐后，在e装置中转化为NH3进入g装置： 拓展与变式 1、有关平衡气压的装置 装置中盛装的药品如下：①多用滴管中装有 5mL 浓盐酸；②微型支管试管中装有1.5gKMnO 4 ；③微型支管试管中装有 2~3mL 浓硫酸；④U 形反应管中装有 30%KOH 溶液；⑤U 形反应管中装有2mol/LNaOH 溶液；⑥、⑦双 U 形反应管中分别装有 0.1mol/LKI-淀粉溶液和 KBr 溶液；⑧尾气出口用浸有0.5mol/LNa 2 S 2 O 3 溶液的棉花轻轻覆盖住 （1）为了使装置④、⑤中的反应顺利完成，应该控制的反应条件分别为 。 （2）装置⑥、⑦中能够观察到的实验现象分别是 。 （3）如果把装置⑥、⑦中的试剂互换位置，还能否证明氧化性： Cl 2 >I 2 ，______（填“能”或“不能”），理由是 ： 。 （4）已知氯酸钾和氯化钾的溶解度曲线如下图所示，反应结束后，从装置 ④中提取氯酸钾晶体的实验操作是 。 （5）尾气处理时发生反应的离子方程式为 。 2、考查装置的作用及操作的原因和理由。 实验原理、方程式的书写 拓展与变式 总体体现“源于教材又高于教材”的命题指导思想。 使化学学科和工业生产、人类生活紧密联系起来。 （4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k1，d中保留少量水，打开k1，加热b，使水蒸气进入e。 1mol/LKI-淀粉溶液和 KBr 溶液； 因为锂离子要“嵌入”，我们可以用Li1-xMn2O4 加热，关闭 K1,g中蒸馏水倒吸进入 c，原因是 ； 错误的认为锂离子电池负极是锂失电子生成锂离子。 五、备考启示 ④中提取氯酸钾晶体的实验操作是 。 1、实验装置的连接或实验步骤的先后 错误的认为锂离子电池负极是锂失电子生成锂离子。 下列关于该电池的说法不正确的是（ ） 但是由于锂电池的陌生度以及题目的难度都给学生带来比较大的困扰。 （1）a的作用是 。 目的是考察学生的观察、分析、推理、创新能力，使学生具备一定的实验操作基础和实验能力 反思总结及备考启示：实验题的考查方向 5.化学实验 　(1)了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。 　(2)了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。 　(3)掌握化学实验的基本操作。能识别化学品标志。了解实验室一般事故的预防和处理方法。 　(4)掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。 　(5)掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。掌握溶液的配制方法。 　(6)根据化学实验的目的和要求，能做到： 　① 设计实验方案; 　② 正确选用实验装置; 　③ 掌握控制实验条件的方法; 　④ 预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论; 　⑤ 评价或改进实验方案。 　(7)以上各部分知识与技能的综合应用。 2021年高考化学实验考试大纲 $$