高三化学一轮复习 新型化学电源学案

这是一份高三化学一轮复习 新型化学电源学案，共6页。学案主要包含了学习目标，走进高考，思维建模，2019全国卷I12，牛刀小试，真题节选，小组讨论，课后练习等内容，欢迎下载使用。
1、掌握新型化学电源的工作原理：
2、探究新型化学电源题型的解题方法
3、以极度的热情投入课堂，体验学习化学的快乐
【重点】新型化学电源的工作原理及应用
【难点】探究归纳新型化学电源题型的解题方法
【引入】2019年诺贝尔化学奖授予约翰．古迪纳夫等科学家，以嘉奖其在锂离子电池研发领域的贡献。锂离子电池就是一种新型化学电源，这节课我们就来归纳总结新型化学电源的解题方法。
【走进高考】
1、【2018.全国Ⅱ.12】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na﹣CO2
二次电池，将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液。钠和负载碳纳米管的镍网 分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na⇌2Na2CO3+C，
下列说法错误的是（ ）
A．放电时，ClO4﹣向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为：3CO2+4e﹣=2CO32﹣+C
D．充电时，正极反应为：Na++e﹣=Na
【思维建模】
一、确定装置类别：定两极、定方向
1、放电—原电池：
2、充电—电解池：
二、电极反应式的书写
1、找物质（找化合价变化了的物质）
负极：
正极：
阴极：
阳极：
2、配电子（元素变价数）
3、配电荷、配原子，（看环境，用守恒）
4、放电时的正极反应倒过来为充电时的阳极反应，放电时的负极反应倒过来为充电时的阴极反应
5、先写出较易书写的电极反应式，再用总反应相减得较难电极反应式。
【走进高考】
2、【2019全国卷I12】．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示，下列说法错误的是 ( )
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ ==2H++2MV+
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
【思维建模】
三、离子交换膜的原理及作用
功能：使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的离子浓度或电荷。离子迁移方向遵循
或 中离子迁移方向。
2、类型：阳离子交换膜；阴离子交换膜；质子交换膜
作用：隔离某些物质，防止发生反应；用于物质的制备、分离、提纯
四、简单计算
方法：
【牛刀小试】
3、丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源，放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2=3CO2+4H2O，2Zn+O2=2ZnO。用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．物质M为CO2
B．燃料电池消耗1m1 O2时，理论上有4 ml OH-透过b膜向P电极移动
a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜
D．该装置中，锌蓄电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
【思维建模】
四、简单计算
方法：
【牛刀小试】
4、世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关 该电池放电时的说法正确的是（ ）
A．a 极发生氧化反应
B．正极的电极反应式为： FeOx + 2xe- ==Fe + XO 2－
C．若有 22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有 4ml 电子转移
D．铁表面发生的反应为： xH2O(g) + Fe===FeOx + xH2
5.【真题】（有一个或二个选项）． 微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。电池总反应为Ag2O+Zn +H2O = 2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是（ ）
A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低
B．电池工作过程中，电解质溶液中OH—向负极移动，
C．负极发生反应Zn +2OH— - 2e—= Zn(OH)2
D．正极发生反应Ag2O + 2H++2e— = Ag+ H2O
【真题节选】（3）Li-SO2电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附SO2的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液为溶解有LiBr的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为2SO2+2e-=S2O42-，电池总反应式为 。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因是 。
【结合常考问题形成思维模型】
【思考】：根据你所做过的题目，总结新型化学电源的常考问题？【小组讨论】：如何解决这些问题？
【课后练习】．
1、一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其原理如图。下列说法不正确的是（ ）
A．电池工作时，能量的转化形式至少有三种
B．放电时，I－和 I3－的浓度均减小
C．Y 电极为电池的正极，发生的反应为 ： I3－+ 2e－ ===3I－
D．电池工作时，X 电极上发生氧化反应
2、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）42﹣。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）42﹣
D．放电时，电路中通过2ml电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
3、微生物电池是指在微生物的作用下将 化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O
4．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的 3D-Zn－NiOOH二次电池。结构如下图所示。电
池反应为：Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是（ ）
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)+OH－(aq)－e－＝NiOOH(s)+H2O(l)
C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH－(aq)－2e－＝ZnO(s)+H2O(l)
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
常考问题
解决问题的思维模型
1、电子（电流）方向或离子移动方向的判断
2、两极材料或反应物生成物的判断
3、电极反应式正误判断
4、电子转移数目相关计算