2023高考化學(xué)15新型電源及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

專I題I梳理

1.知識(shí)遷移破解陌生電池裝置

電池類型由陌生裝置圖遷移到課本熟悉的裝置圖知識(shí)遷移

540X.Ai60（卜7001：

CO,H,<,<>+.?HO（什燃料〈（）、乩「」課本上“14”一負(fù)極

負(fù)-一（C（）.HI

燃料電池熔融氧化劑“（）、（,（）”》課本上正極

電解質(zhì)拓體li.CO.-KuT^

止極-“熔融碳酸鹽”f課本上“電解質(zhì)溶液”

6（）0-700<：?*.540I：

0,.（：（>,

氧H燃料電池r作原用

陌生裝置圖課本上的裝置圖

負(fù)極材料“AlLi”（Li的化合價(jià)由0'”一1）至?課本上“Pb（負(fù)

放電

Ai?mi■/〒5M；LI+1九TI￡5

極廣（Ph的化合價(jià)由0」4+2）

l*M>?

可逆電池（正極正極材料“C（PK）”（碳元素的化合價(jià)由C,=rC）3課本

FU負(fù)般）

侶n甩電做鉆卯也模相取常電他的構(gòu)造降低

上“PbO,（正極）”（Pb的化合價(jià)由+4—*+2）

陌生裝置圖那本上的裝置因

遷移

電解質(zhì)“PF,、Li”一二課本中“稀硫酸”

“A”與電源負(fù)極相連-課本上??陰極”與電源負(fù)極相連-推出

“A”為陰極f發(fā)生還原反應(yīng)

電解池

“B”與電源正極相連f課本上“陽(yáng)極”與電源正極相連f推出

“B”為陽(yáng)極f發(fā)生氧化反應(yīng)

2.可充電電池（二次電池）

（1）可充電電池的分析流程

①可充電電池有充電和放電兩個(gè)過(guò)程，放電時(shí)是原電池反

應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。

②放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，放電

時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)互為逆反應(yīng)。將負(fù)（正）極反

應(yīng)式變換方向并將電子移項(xiàng)即可得出陰（陽(yáng)）極反應(yīng)式。

③充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷

分析電池工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，要結(jié)合電池總反

應(yīng)進(jìn)行分析。

a.首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。

b.再判斷出正、負(fù)極或陰、陽(yáng)極。

移向移向

放電陽(yáng)離子匕L正極?陰離子一士負(fù)極

移向4.移向

充電陽(yáng)離子一陰極,陰離了一陽(yáng)極

移向

總之：陽(yáng)面子發(fā)生還原反應(yīng)的電極

移向

陰離子A發(fā)生氧化反應(yīng)的電極

(2)可充電電池的思維模型

外接電源負(fù)極同一電極

Ir

還原反應(yīng):陰極?---------充電可充電放電------A負(fù)極:氧化反應(yīng)

氧化反應(yīng):陽(yáng)極----------電池------?正極:還原反應(yīng)

J

外接電源正極同一電極

因此，充電時(shí)電極的連接可簡(jiǎn)記為“負(fù)接負(fù)后作陰極，正接正

后作陽(yáng)極”。

命I題I探I究

例1我國(guó)科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅.碘漠液流電池，其

工作原理示意圖如圖所示。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高

電池的容量。下列敘述不正確的是（D）

A.放電時(shí)，a電極反應(yīng)為

I2Br-+2e-===2I-+Br-

B.放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大

C.充電時(shí)，b電極每增重0?65g,溶液

中有0.02moll-被氧化

D.充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極

【解析】根據(jù)電池的工作原理示意圖可知，放電時(shí)a電極上

UBL轉(zhuǎn)化為Br-和1-，電極反應(yīng)式為I2BL+2e-===21-+Br~A

項(xiàng)正確；放電時(shí)正極區(qū)LBr-轉(zhuǎn)化為BL和I-,負(fù)極區(qū)Zn轉(zhuǎn)化為

ZM+,溶液中離子的數(shù)目增大，B項(xiàng)正確；充電時(shí)b電極發(fā)生反

應(yīng)Zn2++2e-Zn,b電極增重0.65g時(shí)，轉(zhuǎn)移0.02mole-,

電極發(fā)生反應(yīng)2「+Br--2e-===I2Br-,根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子

數(shù)相同，則有0.02111011-被氧化，C項(xiàng)正確；放電時(shí)a電極為正

極，充電時(shí)，a電極為陽(yáng)極，接外電源正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

例2科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2s燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2s廢氣資源

回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2s燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖

所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）S-

C1

電極想

A.電極a為電池的負(fù)極負(fù)

質(zhì)子同體幽質(zhì)膜載

B.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng):

ILO/o

電極h;

O2+4H++4e===2H2O

C.電路中每通過(guò)4moi電子，在正極消耗44.8LH2s

D.每17gH2s參與反應(yīng)，有1molH+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)

【解析】根據(jù)電池的工作原理示意圖可知，放電時(shí)a電極上

IZBL轉(zhuǎn)化為BL和I-,電極反應(yīng)式為l2Br-+2e-===2J-+BLA

項(xiàng)正確；放電時(shí)正極區(qū)LBL轉(zhuǎn)化為BL和I-,負(fù)極區(qū)Zn轉(zhuǎn)化為

ZM+,溶液中離子的數(shù)目增大，B項(xiàng)正確；充電時(shí)b電極發(fā)生反

應(yīng)Zn2++2e-Zn,b電極增重0.65g時(shí)，轉(zhuǎn)移0.02mole-,

電極發(fā)生反應(yīng)2「+Br--2e===I2Br-,根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子

數(shù)相同，則有0.02111011-被氧化，C項(xiàng)正確；放電時(shí)a電極為正

極，充電時(shí)，a電極為陽(yáng)極，接外電源正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

例3[2021?余杭高級(jí)中學(xué)模擬]某污水處理廠利用微生物電池將鍍

倍廢水中的CnO7崔化還原，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不

正確的是（C）

A.電池工作過(guò)程中電子由a極流向b極

3+

B.b極反應(yīng)式：Cr2Of+6e+14H=2Cr+7H2O

C.電池工作過(guò)程中a極區(qū)附近溶液的pH增大

D.每處理1molO2O＞，可生成33?6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）CO?

【解析】由圖分析知a極CH3coOH轉(zhuǎn)化為CO2和Hl發(fā)

生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，b極CrzO歹和H+轉(zhuǎn)化為C/+，發(fā)生還原

反應(yīng)，為正極。A項(xiàng)，電子由負(fù)極流向正極，正確；B項(xiàng)，b極反

-+3

應(yīng)式為Cr2Or+6e+14H===2Cr+7H2O,正確；C項(xiàng)，由

圖知，a極生成H+,故c(H+)增大，pH減小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Imol

Cr2Of轉(zhuǎn)化為C/+得6mole，CH3COOH轉(zhuǎn)化為CO2,每生成

1molCO2失去4mole,故每處理1molCriO7生成COz的物

質(zhì)的量為，mol(標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L),正確。

例4一種用于驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)管道焊縫設(shè)備爬行器的CH3OH-O2燃料電

池的工作原理如圖所示，下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是C)

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該電池工作時(shí)，每消負(fù)載

CHOHQ電電

耗22.4LCH30H轉(zhuǎn)移6mol電子'^個(gè)Z極、TNaOIHP/極^-o,

-r々Gaa溶液1l>)

B.電子由電極a經(jīng)負(fù)載流向電極b,再經(jīng),L-1―J

過(guò)氫氧化鈉溶液返回電極a,形成閉合回路

C.電池工作時(shí)，OH-向電極a移動(dòng)，溶液的pH減小

D.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為C>2+4H++4e-===2氏0

【解析】甲醇變?yōu)樘妓岣x子，碳元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧

化反應(yīng)，電極a是負(fù)極，氧氣中氧元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反

應(yīng)，電極b是正極。A項(xiàng)，CH30H在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體，不能用

氣體摩爾體積進(jìn)行計(jì)算，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電子由電極a經(jīng)負(fù)載

流向電極b,但電子不經(jīng)過(guò)氫氧化鈉溶液返回電極a,故B錯(cuò)誤；

C項(xiàng)，電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，所以，OH」向電極a移動(dòng)，

電極反應(yīng)為CH3OH-6e+8OH===6H2O+COf,消耗OH,

溶液的pH減小，故C正確；D項(xiàng)，堿性環(huán)境下，電極b上發(fā)生

的電極反應(yīng)為02+45+21!20==4011一，故D錯(cuò)誤。

強(qiáng)I化I記I憶

1.電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟（類似氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)）

列物質(zhì)預(yù)