2024版新教材高考化学全程一轮总复习第六章化学反应与能量微专题大素养15新型电源电极反应式的书写学生用书

微专题·大素养 eq \o(○,\s\up1(15)) 新型电源电极反应式的书写【知识基础】1．公式法[即时巩固1]　写出不同“介质”中甲醇燃料电池的电极反应式。2.加减法第一步：根据题中信息，按照“氧化剂＋还原剂＋介质1===还原产物＋氧化产物＋介质2”写出电池总反应。第二步：先判断哪个电极反应式简单，再根据公式法写出该电极反应式，并使该电极反应式与电池总反应转移的电子数目相等。第三步：用电池总反应减去简单的电极反应式即得复杂的电极反应式。书写时要满足电荷守恒、质量守恒，得失e－数目守恒。3．抓住“充电、放电”特点书写二次电池的电极反应式二次电池充电时与外接电源正极相连的是阳极，电极反应式与放电时的正极反应式互为“逆反应”；同理，二次电池充电时与外接电源负极相连的是阴极，电极反应式与放电时的负极反应互为“逆反应”。[即时巩固2]　写出下列二次电池的电极反应式【专题精练】1．科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是(　　)A．放电时，负极反应为B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子为2 molC．充电时，电池总反应为===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高2．国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的CH3COO－，该电池装置如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　)A．该电池能在高温下工作B．不锈钢是电池的负极C．石墨电极的电极反应为CH3COO－＋8e－＋7OH－===2CO2↑＋5H2OD.当外电路中有4 mol电子通过时，若CO2完全逸出，则两室溶液质量变化差是52 g3．如图为一种基于g－C3N4催化剂的光电化学装置，该装置可实现太阳能到电能的直接转换[已知g－C3N4e－＋h＋(空穴)]。下列说法错误的是(　　)A.多孔Ni的电势比碳膜的低B．存在反应2H2O＋2h＋(空穴)===H2O2＋2H＋C.该电池的总反应为2H2＋O2===2H2OD．碳膜电极总反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O4．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。(1)电池负极电极反应式为________________________________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。(2)如图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为____________________________________________。微专题·大素养 eq \o(○,\s\up1(15)) [即时巩固1]　答案：(1)CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　O2＋4e－＋4H＋===2H2O＋6H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－===4CO2↑＋2H2O(4)CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2OO2＋4e－===2O2－[即时巩固2]　答案：－2e－===PbSO4(2)Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)22Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O(3)LixC6－xe－===xLi＋＋C6　LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋专题精练1．答案：D2．解析：答案：D3．解析：答案：C4．解析：(1)负极发生氧化反应，碱性条件下，HCOO－(其中的碳元素为＋2价)被氧化生成(其中的碳元素为＋4价)，则负极的电极反应式为＋H2O。正极反应中，Fe3＋被还原为Fe2＋，Fe2＋再被O2在酸性条件下氧化为Fe3＋，Fe3＋相当于催化剂，因为最终有K2SO4生成，O2氧化Fe2＋的过程中要消耗H＋，故需要补充的物质A为H2SO4。(2)结合上述分析可知，HCOOH与O2反应的离子方程式为＋2H2O或。答案：＋H2O　H2SO4＋2H2O或步骤示例(Mg|NaCl溶液|空气)根据题中信息(如总反应方程式或原理图中元素化合价的升降等)判断还原剂和氧化产物、氧化剂和还原产物中性溶液中：Mg被氧化为Mg2＋，空气中的O2得电子生成OH－根据电池负极(或电解池阳极)为“还原剂－ne－―→氧化产物”、电池正极(或电解池阴极)为“氧化剂＋ne－―→还原产物”初步写出电极反应式负极反应：Mg－2e－―→Mg2＋正极反应：O2＋4e－―→OH－根据电荷守恒、原子守恒及电解质性质，在初步书写的电极反应式两侧补充介质，配平电极反应式。介质常为H2O、H＋、OH－等根据电荷守恒和反应环境呈中性进行补项　正极：在右边OH－前配系数4，左边补充“2H2O”，得O2＋4e－＋2H2O===4OH－“介质”负极反应式正极反应式(1)酸性介质，如H2SO4溶液____________.____________.(2)碱性介质，如KOH溶液____________.____________.(3)熔融盐介质，如K2CO3____________.____________.(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导O2－____________.____________.类型放电时负极反应式充电时阳极反应式(1)铅蓄电池：Pb＋PbO2＋2H2SO4 eq \o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电)) 2PbSO4＋2H2O________.________.(2)镍镉电池：Cd＋2NiOOH＋2H2O  eq \o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电)) Cd(OH)2＋2Ni(OH)2________.________.(3)钴酸锂电池：Li1－xCoO2＋LixC6 eq \o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电)) LiCoO2＋C6(0