归纳与整理优秀说课稿

高考中的新型化学电源问题

杜巧玲

(杜巧玲，女，陕西省泾阳县泾干中学高级教师

邮编713700) 新型化学电源是高考中每年必考的知识点。随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，由于这部分知识可非常好的以当今各种化学电源为切入点，有很好的命题情景和知识情景，因此此类题目成为命题专家的热门题材，也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、“海洋电池”“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)“锂离子电池”“银锌电池”、“钮扣电池”等，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。中学化学中关于化学电源电极反应式的书写和有关判断，一直是全国各省市高考命题的热点，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。虽然该类试题貌似新颖、但应用的解题原理还是原电池的知识。现将化学电源有关问题结合高考例题总结分析如下：

一．试题的考查形式主要有以下几种角度：

1．新型化学电源

电极判断

2．新型化学电源“放电” “充电”时，电极反应式的书写

3．新型化学电源充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断

4. 燃料电池 5.盐桥原电池

二．【高考链接】

题型一：新型电池正负极的判断

【方法指导】



新型化学电源所含元素化合价降低的物质正极材料发生还原反应的物质

所含元素化合价升高的物质负极材料发生氧化反应的物质

例1.(2016新课标2)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是

A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

1

B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

解析：选B

电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，AgCl不能拆开。负

极反应为：Mg-2e=Mg2+，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于

镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH) 2+H2↑，D项正确；答案选B。

例2．(2014·新课标全国卷Ⅱ)2013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Li＋从b向a迁移

解析： A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D项，放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。

题型二：新型化学电源“放电”“充电”时电极反应式的书写

“三”步完胜电极反应式的书写

列物质，标得失 ；看环境，配守荷

；两式加，验总式

【方法指导】1．新型电池放电

①找出电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂。

②结合电解质确定出还原产物和氧化产物。

③负极反应式：还原剂－ne－=氧化产物。正极反应式：氧化剂＋ne－=还原产物

④还要考虑电解质参加反应。

2．新型化学电源充电

(1)充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”。

(2)充电时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”。

例2．(2014·浙江高考)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是

Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH已知：

2

6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH===6Ni(OH)2＋NO2- 下列说法正确的是

－A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－

B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原

D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

解析：选A。A项，放电过程中，NiOOH得电子，发生还原反应，该项正确。B项，充电过程中发生电解池反应，OH－从阴极向阳极迁移，该项错误。C项，充电过程中，H2O中的H是由于电解而被还原，不是M还原所得，该项错误。D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。

题型三：新型化学电源中离子的移动方向

【方法指导】因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。

例3．(2013·新课标全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是

(

)

A．电池反应中有NaCl生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C．正极反应为NiCl2＋2e=Ni＋2Cl D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

解析：选B。由蓄电池结构图及题干信息知，钠在负极上失去电子变成Na，Ni/NiCl2是正极，Ni得到电子变成Ni，总反应发生在Na与NiCl2之间，因此，A项、C项正确，B项错误；Na－在导体中由负极移向正极，D项正确。

电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，

题型四

燃料电池

例4．(2015·江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(

) 2＋＋－－

3

催化剂A．反应CH4＋H2O=====△3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子

B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－2e－===2H2O C．电池工作时，CO3向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e=2 CO3

解析：选D A选项，甲烷中的C为－4价，CO中的C为＋2价，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有OH，因此OH不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2CO3－4e===3CO2＋H2O，错误；C选项，CO3应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上O2和CO2得电子生成CO3，正确。

题型五：盐桥原电池

【方法指导】在盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

例5．(2012·福建高考)将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是

2-2-－2-－－－2-2-－

A．Cu电极上发生还原反应 B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动

C．片刻后甲池中c(SO4)增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

解析：选A。铜电极为原电池的正极，发生还原反应，A正确；在溶液中，发生移动的不是电子，B错误；甲池中c(SO4)不变，C错误；在b极，OH放电，溶液显酸性，b点不变色，D错误。

2-－2-

4