正文描述:《高考化学一轮复习核心素养提升20新型高效化学电源学案新人教版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、新型高效化学电源素养说明:高考中的新型化学电源,一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大,因此许多考生感觉难度大。但应用的解题原理仍然还是原电池的基础知识,只要细心分析,实际上得分相对比较容易。1.新型燃料电池(FuelCell)燃料电池是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应,将化学能直接转化成电能的一类原电池。其特点是:(1)有两个相同的多孔电极,同时电极不参与反应(掺杂适当的催化剂)。(2)不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内。(3)能量转换率较高,超过80%(普通燃烧能量转换率3
2、0%多)。【解题模板】2.可充电电池对于一般的电池而言,充电电池具有一定的可逆性,在放电时,它是原电池装置;在充电时,它是电解过程,是一种经济、环保、电量足、适合大功率、长时间使用的电器。【模型示例】 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,镁电池放电时电压高且平稳,因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为xMg+Mo3S4MgxMo3S4。下列说法错误的是( )A.放电时Mg2+向正极移动B.放电时正极的电极反应式为Mo3S4+2xe-===Mo3SC.放电时Mo3S4发生氧化反应D.充电时阴极的电极反应为xMg2++2xe-===xMg【解题模板】答案 C[
3、题型专练]1.(2016·课标全国Ⅲ,11)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-===Zn(OH)D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)解析 A项,充电时,电解质溶液中K+向阴极移动,错误;B项,充电时,总反应方程式为2Zn(OH)2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,所以电解质溶液中c(OH-)逐渐增大,错误;C项,在
4、碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2+将与OH―结合生成Zn(OH),正确;D项,O2~4e-,故电路中通过2mol电子,消耗氧气0.5mol,在标准状况时体积为11.2L,错误。答案 C2.(2015·江苏化学,10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2OC.电池工作时,CO向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-===2CO解析 A项,,则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子,错
5、误;该电池的传导介质为熔融的碳酸盐,所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2-2e-+CO===CO2+H2O,错误;C项,原电池工作时,阴离子移向负极,而B极是正极,错误;D项,B电极即正极上O2参与的电极反应为O2+4e-+2CO2===2CO,正确。答案 D3.(2018·课标全国Ⅲ,11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是( )A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O
6、2-x===2Li+O2解析 根据电池工作原理,多孔碳材料吸附O2,O2在此获得电子,所以多孔碳材料电极为电池的正极,A项错误;放电时电子从负极(锂电极)流出,通过外电路流向正极(多孔碳材料电极),B项错误;Li+带正电荷,充电时,应该向电解池的阴极(锂电极)迁移,C项错误;充电时,电池总反应为Li2O2-x===2Li+O2,D项正确。答案 D4.(2018·课标全国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:2
7、Li2S6+2Li++2e-===3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14gC.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Li2S2的量越多解析 A项,原电池电解质中阳离子移向正极,根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li+移动方向可知,电极a为正极,正极发生还原反应,由总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应,正确;B项,电池工作时负极电极方
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