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第37讲常考新型化学电源[复习目标] 1.知道常考新型化学电源的类型及考查方式。
2.会分析新型化学电源的工作原理，能正确书写新型化学电源的电极反应式。
类型一锂电池与锂离子电池1．锂电池锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋，负极反应均为Li－e－===Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。
2．锂离子二次电池(1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”原理；在两极形成的电压降的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。
(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C6＋x Li＋＋x e－===Li x C6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：Li x C6－x e－===C6＋x Li＋。
(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。
1．锂-液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2S x(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li＋)为电解质，其反应原理如图所示。
下列说法错误的是()A．该电池比钠-液态多硫电池的比能量高B．放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a到bC．Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物D．充电时，外电路中通过0.2 mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g答案 D解析由图分析知电极a为负极，电极b为正极，放电时，内电路中Li＋从电极a移向电极b，B正确；Al2O3为固体电解质，能导电，同时将两极反应物隔开，C正确；当外电路中通过0.2 mol e－时，阳极区生成0.1x mol硫，故阳极区生成硫的质量为3.2x g，D错误。
2．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽年成为汽车界的“新宠”。
某品牌全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应C6＋LiCoO2。
化學電源編號：26班級組別姓名【學習目標】1、掌握常見化學電源的種類及其工作原理。
2、小組合作探究新型電池的工作原理並能書寫電極反應式和電池反應方程式。
3、以極度的熱情投入課堂，體驗學習的快樂。
【使用說明】利用一節課，認真閱讀課本完成學案，下課收齊。
下節課修改10 分鐘後結合錯題統計討論10分鐘，師生探究、學生展示20分鐘，鞏固落實5分鐘。
標有★★的B層可不做，標有★或★★的C層可不做【課前導學】一、常見化學電源1、鋅錳乾電池（1）酸性乾電池是鋅筒外殼為_____極，位於中央的頂蓋有銅帽的石墨為_____極，在石墨的周圍填充______________混合液為電解質溶液，用澱粉糊固定化。
並還填有MnO2黑色粉末，吸收正極放出的H2，防止產生極化現象。
該乾電池的工作原理是：Zn+ 2MnO2+ 2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O寫出該乾電池放電時的電極反應式：負極：________________________________（2）鹼性鋅錳乾電池以氫氧化鉀做電解質，其電極反應式是：正極_________________________ 負極______________________________電池反應是____________________________________2、鉛蓄電池鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或者透明塑膠製成長方形外殼，在正極版上有一層棕褐色的________,負極板是海綿狀的________ ，兩極均浸入________溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑膠隔開。
(1) 放電時可看作是_______池，電極反應式為：_____________________________________負極：_____________________________；正極：______________________________。
⑵ 放電進行到硫酸的濃度較低時需充電，充電時可以看作是池，電極反應式為：陰極：；陽極：。
(十二)新型化学电源试题的解题方略[要点归纳]1．背景介绍近几年的高考题中的新型化学电源，有“镍氢电池”“高铁电池”“锌锰碱性电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“银锌电池”“纽扣电池”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。
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。
虽然该类试题题材新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，主要考查的是学生迁移应用的能力。
只要细心分析，实际上得分相对比较容易。
2．命题分析命题人常常根据新型化学电池的装置特点，以新介质、新燃料、轻金属为背景，涉及下列命题角度。
(1)电极的判断及其电极反应式的书写或判断。
(2)两极产物及两极反应类型的判断。
(3)两极附近溶液的pH变化或计算。
(4)电子、电流、离子移动方向，交换膜的判断。
(5)电子守恒的相关计算。
3．新型化学电源示例分析(1)(2016·全国Ⅱ卷)MgAgCl电池(海水为电解质溶液)负极反应式：Mg－2e－===Mg2＋；正极反应式：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－；总反应式：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2。
(2)(2015·全国Ⅰ卷)微生物电池如图负极反应式：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋；正极反应式：6O2＋24e－＋24H＋===12H2O。
(3)镍氢电池(KOH溶液)：NiOOH＋MH 放电充电Ni(OH)2＋M负极反应式：MH－e－＋OH－===M＋H2O；正极反应式：NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－。
(4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。
总反应式为PbSO 4＋2LiCl ＋Ca===CaCl 2＋Li 2SO 4＋Pb负极反应式：Ca －2e －＋2Cl －===CaCl 2；正极反应式：PbSO 4＋2e －===SO 2－4＋Pb 。
化学反应与能量变化新型电源（含答案）课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。
3.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
4.学生必做实验：制作简单的燃料电池新型电源2023全国乙，T12；2022广东，T16；2022湖南，T8；2022全国甲，T10；2022全国乙，T12；2021河北，T9、T16；2021年6月浙江，T22；2021湖南，T10；2021辽宁，T10；2021福建，T9；2020天津，T11；2020上海，T2；2020全国Ⅰ，T12；2019天津，T6；2019全国Ⅰ，T12证据推理与模型认知：能分析识别复杂的实际电池；能利用电化学原理创造性地解决实际问题命题分析预测1.近年高考常结合电池科技前沿，如能量密度高的液流电池、安全性能高的石墨烯锂电池、燃料电池（微生物燃料电池、有机物燃料电池等）、金属－空气电池等考查原电池的工作原理及其应用、二次电池的充放电过程及相关计算等。
2.2025年高考要关注：（1）新型有机物燃料电池。
有机物与电化学结合既体现模块知识的综合性，又考查考生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
（2）航空航天领域、电动车领域的新型电池考点新型电源1.Li 、Na 、K 、Mg 、Al 、Zn 电池 名称装置图工作原理锂电池负极反应：[1] Li －e－Li ＋①正极反应物为S 8，产物为Li 2S 4、Li 2S 2，正极反应：[2] S 8＋4e －＋4Li＋2Li 2S 4、S 8＋8e －＋8Li＋4Li 2S 2 ；②正极反应物为CO 2，产物为C ＋Li 2CO 3，正极反应：[3] 3CO 2＋4e －＋4Li＋2Li 2CO 3＋C ；③正极反应物为O 2，产物为Li 2O 、Li 2O 2，正极反应：[4] O 2＋4e －＋4Li＋2Li 2O 、O 2＋2e －＋2Li＋Li 2O 2钠电池负极反应：[5] Na －e－Na ＋正极反应物为S x ，产物为Na 2S x ，正极反应：[6] S x ＋2e －＋2Na＋Na 2S x钾电池负极反应：[7] K －e－K ＋正极反应物为O 2，产物为KO 2，正极反应：[8] O 2＋e －＋K＋KO 2镁电池负极反应：[9] Mg －2e －＋2OH －Mg （OH ）2正极反应：[10] 2CO 2＋2e－C 2O 42－铝电池负极反应：[11] Al －3e －＋4OH －[Al （OH ）4]－（或Al－3e－Al 3＋）离子导体为盐溶液（中性），正极反应物为S ，产物为H 2S ，正极反应：[12] 3S ＋6e －＋2Al 3＋＋6H 2O3H 2S↑＋2Al （OH ）3锌电池 负极反应：[13] Zn －2e －＋4OH－[Zn （OH ）4]2－正极反应物为CO 2，产物为CH 3COOH ，正极反应：[14] 2CO 2＋8e －＋8H＋CH 3COOH ＋2H 2O2.锂离子电池 名称装置图工作原理负极反应：[15] Li x C 6－x e －x Li ＋＋6C、LiC6－e－Li＋＋6C锂离子电池 正极反应：[16] Li 1－x CoO 2＋x e －＋x Li＋LiCoO 2、Li 1－x NiO 2＋x e－＋x Li＋LiNiO 2、Li 1－x MnO 2＋x e －＋x Li＋LiMnO 2、Li 1－x FePO 4＋x e －＋x Li＋LiFePO 4、Li 1－x Mn 2O 4＋x e －＋x Li ＋LiMn 2O 43.燃料电池 名称装置图工作原理燃料 电池负极反应：[17] CO －2e －＋4OH －C O 32－＋2H 2O 、CH 4－8e －＋10OH－C O 32－＋7H 2O 、CH 3OH －6e －＋8OH－C O 32－＋6H 2O 、CH 3OCH 3－12e －＋16OH－2C O 32－＋11H 2O 、C 6H 12O 6－24e －＋36OH －6C O 32－＋24H 2O 、NH 2NH 2－4e －＋4OH－N 2↑＋4H 2O正极反应：[18] O 2＋4e －＋2H 2O4OH －微生物电池负极反应：[19] CH 3COOH －8e －＋2H 2O2CO 2↑＋8H ＋、C 6H 12O 6－24e －＋6H 2O6CO 2↑＋24H ＋正极反应：[20] O 2＋4e －＋4H＋2H 2O注意 燃料电池负极反应式书写的难点是有机物化合价的分析，可以用“化合物中元素化合价代数和为零”法，来分析碳元素的化合价，且只需要分析发生化合价变化的碳原子。
第二节原电池化学电源
情感态度与价值观：
1.立足于学生适应现代化生活和未来发展的需要，着眼提高学生的科学素养。
2.进一步领悟和掌握化学的基本原理与方法，形成科学的世界观。
正极上的材料常作________剂，二者________数目相等。
答案：还原氧化得失电子
2．若电解质溶液呈酸性，电极反应中能否生成OH－？若电解质溶液呈碱性，电极反应中能否生成H＋、CO2?
答案：不能不能
Li2Mn2O4，你能写出3．锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4放电
充电
该电池的正极反应吗？
答案：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4
4．你能写出碱性条件下甲烷燃料电池的电极反应式吗？
答案：负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O正极：2O2＋4H2O ＋8e－===8OH－
二、【师生共同总结】
书写原电池的电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。
1．电极反应式书写的一般方法
(1)拆分法：
①写出原电池的总反应。
如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，并注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负极：Cu－2e－===Cu2＋。
(2)加减法：。
课时达标第24讲1．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：__Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu__(用离子方程式表示)，设计的原电池装置，反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过__0.2__mol电子。
(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为__2H＋＋2e－===H2↑__，这是由于NH4Cl溶液显__酸性__(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因：__NH＋4＋H23·H2O＋H＋__；用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：__2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。
”如果＋3价铁被氧化为FeO2－4，试写出该反应的离子方程式：__2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO2－4＋6Cl－＋16H＋__。
(3)其他条件不变，若将盐桥换成铜导线与石墨相连成n型，如图所示。
一段时间后，在装置甲中铜丝附近滴加酚酞试液，现象是__溶液变红__，电极反应式为__O2＋2H2O＋4e－===4OH－__；装置乙中石墨(1)为__阴__极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，装置乙中与铜丝相连的石墨电极上发生的反应式为__2Cl－－2e－===Cl2↑__，产物常用__湿润的淀粉－KI 试纸__检验，反应的离子方程式为__Cl2＋2I－===2Cl－＋I2__。
解析(1)设导线中通过的电子的物质的量为x mol，则负极减少28x g，正极增重32x g,28x＋32x＝12，x＝0.2。
(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。
【高考中的新型化学电源】之小船创作 命题分析：以新型化学电源为命题背景考查原电池的结构和工作原理是高考的热点；涉及的新型化学电源种类繁多，如储氢电池、高铁电池、海洋电池、锂离子电池等。
解答此类题，不要被新材料、新情境所吓倒，只要学会迁移运用常见化学电源工作原理，正确判断正负极，写出电极反应式就能破题。
1．正、负极的判断新型电池中⎩⎪⎨⎪⎧ 负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料⎩⎪⎨⎪⎧ 元素化合价降低的物质发生还原反应的物质2．放电时正极、负极电极反应式的书写(1)首先分析物质得失电子的情况。
(2)然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。
(3)对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式－较简单一极的电极反应式＝较复杂一极的电极反应式”的方法解决。
3．充电时阴极、阳极的判断(1)首先应搞明白原电池放电时的正、负极。
(2)再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。
(3)电极反应式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正极与充电时的阳极分别互逆。
4．可充电电池的分析(1)“正正负负”——原电池的正极充电时要与外接电源的正极相连，原电池的负极充电时要与外接电源的负极相连。
(2)“颠颠倒倒”——原电池的正极反应倒过来，就是充电时电解池的阳极反应式。
原电池的负极反应倒过来，就是充电时电解池的阴极反应式。
[解析]该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件，A正确；该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，B错误；右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，是正极，在正极区N2得到电子生成NH3，发生还原反应，C正确；原电池中，内电路中H＋通过交换膜由负极区向正极区移动，D正确。
[答案]B(2019·广东汕头高三期末)我国科学家开发设计一种天然气脱硫装置，利用如图装置可实现：H2S＋O2―→H2O2＋S。
高考化学一轮复习化学电源辅导教案授课主题化学电源教学目的1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。
教学重难点化学电源电极反应式的书写教学内容上节课复习与回顾（包含作业检查）课程导入据悉，科学家已研制出一种具有革命性的手机电池，这种电池只需10秒钟便可完成充电过程。
新电池的充电速度是传统电池的100倍，两到三年内这种新电池便可用在手机、笔记本电脑、数码摄像机上。
此外，同样的技术也可大大缩短电动汽车的充电时间，能够与传统汽车的加油时间不相上下，进而可扫除绿色环保汽车面临的一个最大障碍。
科学家还说：“充放电时间以秒而不是以小时计算的电池可能为新的技术应用打开一扇门，同时也将改变人们的生活方式。
”此处，这项技术也可用于研制新一代体积更小、重量更轻的电池，让手机和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小。
当一个人的心脏跳动过慢时，医生会建议他安装一个心脏起搏器，借助化学反应产生的电流来延长生命。
该用什么材料制作这样的电池呢？经过科学家的长期研究，发明的这种电池叫做锂电池。
那除了这种电池外，还有其他的一些电池。
让我们一起走进教材第二节：化学电源，了解化学电源的多样性吧！本节知识点讲解1．化学电池(1)化学电池是将化学能变成电能的装置。
(2)化学电池的分类1 / 32 /3 化学电池⎩⎪⎨⎪⎧一次电池(普通锌锰电池、碱性锌锰电池)二次电池(铅蓄电池)燃料电池(氢氧燃料电池)(3)化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
(4)判断电池优劣的主要标准①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W·h)/kg(或W·h)/L 。
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、生疏度大，因此很多考生感觉难度大。
但应用的解题原理仍旧还是原电池的基础学问，只要细心分析，事实上得分相对比较简单。
1.新型燃料电池（Fuel Cell）燃料电池是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、自然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能干脆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，同时电极不参加反应（掺杂适当的催化剂）。
（2）不须要将还原剂和氧化剂全部贮存在电池内。
（3）能量转换率较高，超过80%（一般燃烧能量转换率30%多）。
【解题模板】2.可充电电池对于一般的电池而言，充电电池具有肯定的可逆性，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、长时间运用的电器。
【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x Mg＋Mo3S4Mg x Mo3S4。
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＋2x e－===Mo3S2x－4C.放电时Mo3S4发生氧化反应D.充电时阴极的电极反应为x Mg2＋＋2x e－===x Mg【解题模板】答案 C[题型专练]1.（2024·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 ＋O 2＋4OH －＋2H 2O===2Zn （OH ）2－4。
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 －）渐渐减小C.放电时，负极反应为：Zn ＋4OH －－2e －===Zn （OH ）2－4D.放电时，电路中通过2 mol 电子，消耗氧气22.4 L （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 ）2－4=====电解2Zn ＋O 2↑＋4OH －＋2H 2O ，所以电解质溶液中c （OH －）渐渐增大，错误；C 项，在碱性环境中负极Zn 失电子生成的Zn 2＋将与OH ―结合生成Zn （OH ）2－4，正确；D 项，O 2～4e －，故电路中通过2 mol 电子，消耗氧气0.5 mol ，在标准状况时体积为11.2 L ，错误。
第19讲原电池化学电源复习目标1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式；2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。
体会研制新型电池的重要性；3.能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。
考点一原电池的工作原理及应用必备知识整理1.原电池的概念及构成条件(1)定义：把________转化为________的装置。
(2)原电池的形成条件①能自发进行的__________。
②两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
③形成________，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。
2．工作原理(以锌铜原电池为例)3．原电池在生活、研究中的应用(1)比较金属的活动性强弱原电池中，活动性较强的金属一般作________，活动性较弱的金属(或导电的非金属)一般作________。
(2)加快化学反应速率氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(3)用于金属的防护将需要保护的金属制品作原电池的________而受到保护。
如要保护一个铁质的输水管道不被腐蚀，可用导线将其与一块________相连，________作原电池的负极。
(4)设计原电池①正、负极材料的选择：根据氧化还原反应找出正、负极材料，一般选择活动性较强的金属作为________；活动性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为________。
②电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与________发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。
但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子的溶液。
③画装置图：注明电极材料与电解质溶液。
但应注意盐桥不能用________代替，要形成闭合回路。
如根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计原电池：[正误判断](1)任何氧化还原反应均可设计成原电池()(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池()(3)任何原电池一定是活泼性不同的两金属电极()(4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极()(5)实验室制H2，用粗锌与稀H2SO4反应较快()(6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()(7)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极()(8)在Cu|CuSO4|Zn原电池中，正电荷定向移动的方向就是电流的方向，所以Cu2＋向负极移动()对点题组训练题组一原电池的工作原理1．将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是()A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．两烧杯中溶液的H＋浓度都减小C．产生气泡的速率甲比乙慢D．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极2．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()A.氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应B．电极Ⅱ上发生还原反应，作原电池的正极C．该原电池的总反应式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，K＋移向负极区[思维建模]原电池工作原理模型图特别提醒(1)若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
全国卷热考微专题(11)新型化学电源以新型化学电源为载体，考查原电池原理以及电极反应式的书写，是全国卷的必考热点之一，命题设计主要是选择题，偶有非选择题出现。
该类试题常与工业生产，污水处理，能源开发相联系，题材广，信息新，陌生度大，主要考查考生阅读相关材料、提炼关键信息或结合图示等综合分析的能力、知识的迁移应用能力。
1．电极反应式书写的一般步骤：(1)先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
①若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。
②若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－。
③若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。
(3)正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
2．已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤。
①步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(n e－)。
②步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。
③步骤三：写电极反应式。
负极反应：还原剂－n e－===氧化产物正极反应：氧化剂＋n e－===还原产物(2)书写技巧。
若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋注意：简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。
3．氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极⎩⎪⎨⎪⎧H 2－2e －===2H ＋酸作介质H 2－2e－＋2OH －===2H 2O 碱作介质H 2－2e－＋O 2－===H 2O 熔融金属氧化物作介质H 2－2e－＋CO 2－3===H 2O ＋CO 2 熔融碳酸盐作介质正极⎩⎪⎨⎪⎧O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 酸作介质O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －碱作介质O 2＋4e－===2O 2－熔融金属氧化物作介质O 2＋4e－＋2CO 2===2CO 2－3熔融碳酸盐作介质4．明确燃料电池电极反应式的书写方法(1)燃料电池中，通入O 2的一极为正极，书写方法是： ①首先书写正极反应式： 酸性介质：4H ＋＋O 2＋4e －===2H 2O ； 碱性介质：2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －。
高考化学一轮复习化学电源辅导教案授课主题化学电源教学目的1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。
教学重难点化学电源电极反应式的书写教学内容上节课复习与回顾（包含作业检查）课程导入据悉，科学家已研制出一种具有革命性的手机电池，这种电池只需10秒钟便可完成充电过程。
新电池的充电速度是传统电池的100倍，两到三年内这种新电池便可用在手机、笔记本电脑、数码摄像机上。
此外，同样的技术也可大大缩短电动汽车的充电时间，能够与传统汽车的加油时间不相上下，进而可扫除绿色环保汽车面临的一个最大障碍。
科学家还说：“充放电时间以秒而不是以小时计算的电池可能为新的技术应用打开一扇门，同时也将改变人们的生活方式。
”此处，这项技术也可用于研制新一代体积更小、重量更轻的电池，让手机和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小。
当一个人的心脏跳动过慢时，医生会建议他安装一个心脏起搏器，借助化学反应产生的电流来延长生命。
该用什么材料制作这样的电池呢？经过科学家的长期研究，发明的这种电池叫做锂电池。
那除了这种电池外，还有其他的一些电池。
让我们一起走进教材第二节：化学电源，了解化学电源的多样性吧！本节知识点讲解1．化学电池(1)化学电池是将化学能变成电能的装置。
(2)化学电池的分类1 / 32 / 3化学电池一次电池普通锌锰电池、碱性锌锰电池二次电池铅蓄电池燃料电池氢氧燃料电池(3)化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
(4)判断电池优劣的主要标准①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W ·h)/kg(或W ·h)/L 。
②比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的多少，单位W/kg 或W/L 。
应用广泛的新型化学电源随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，应用广泛的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。
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。
一、新型电源中的“交换膜”[例1] 科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。
质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。
下列说法不正确的是（）A.电极a为电池的负极B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC.电路中每流过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2SD．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区[练1] 科技工作者设计出的新型可充电锂空气电池如图所示，该电池使用了两种电解质溶液，a极一侧使用含有锂盐的有机电解液，b极一侧使用水性电解液。
下列有关这种电池的判断正确的是（）A．放电时，a为负极，充电时，a为阴极B．放电时，正极反应式为4OH－＋4e－===2H2O＋O2↑C．充电时，Li＋通过离子交换膜的方向是从左到右D．充电后，水性电解液的pH增大[练2] 我国科技工作者首次提出一种新型的Li＋电池，该电池正极为含有I－、Li＋的水溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为LiNO3溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极隔开，其工作原理如图所示。
下列有关判断正确的是（）A．甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图B．放电时，液态电解质溶液的颜色加深C．充电时，Li＋穿过隔膜从右侧移向左侧D．放电时，负极反应式为二、“微生物”燃料电池[例2] 一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。
【关键字】高考学案34 新型化学电源的高考命题角度及其解题策略高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“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”、“纽扣电池”等。
这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。
取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。
实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。
具体有以下几种考查角度：题型一新型电池“放电”时正极、负极的判断知识基础在Zn－Cu原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。
负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。
解题指导新型电池中典例导悟1 被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。
在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。
电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。
下列说法正确的是( )A．该电池的正极为锌B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C．当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1．204×1023D．电池正极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－听课记录：题型二新型电池“放电”时正极、负极上电极反应式的书写知识基础铅蓄电池[Pb－PbO2(H2SO4溶液)]电极反应的书写：负极：①Pb－2e－===Pb2＋；②Pb2＋＋SO===PbSO4。
把二者合起来，即负极反应式：Pb －2e－＋SO===PbSO4。
正极：PbO2得电子变为Pb2＋：PbO2＋2e－＋4H＋===Pb2＋＋2H2O；Pb2＋跟SO结合生成PbSO4：Pb2＋＋SO===PbSO4。
学案34 新型化学电源的高考命题角度及其解题策略高考中的新型电池,有“氢镍电池"、“高铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“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”、“纽扣电池"等。
这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量（单位质量释放的能量）高等特点。
取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以,大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫。
实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。
具体有以下几种考查角度：题型一新型电池“放电"时正极、负极的判断知识基础在Zn－Cu原电池中,较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属↑。
材料或非金属材料作正极。
负极：Zn－2e－===Zn2＋;正极：2H＋＋2e－===H2解题指导新型电池中典例导悟1被称之为“软电池"的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。
在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。
电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH）。
下列说法正确的是（）A．该电池的正极为锌B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C．当0。
1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1．204×1023D．电池正极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH）＋2OH－听课记录：题型二新型电池“放电"时正极、负极上电极反应式的书写知识基础铅蓄电池[Pb－PbO 2(H2SO4溶液)］电极反应的书写:负极：①Pb－2e－===Pb2＋;②Pb2＋＋SO===PbSO4.把二者合起来，即负极反应式：Pb－2e －＋SO===PbSO4。
正极:PbO2得电子变为Pb2＋：PbO2＋2e－＋4H＋===Pb2＋＋2H2O；Pb2＋跟SO结合生成PbSO4:Pb2＋＋SO===PbSO4.把二者合起来，即正极反应式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O.总反应式＝正极反应式＋负极反应式，即：PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O.解题指导首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。
对于较为复杂的电极反应，可以利用总反应－较简单一极电极反应式＝较复杂一极电极反应式的方法解决。
典例导悟2（2009·广东，14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是（）A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极听课记录：题型三新型电池“充电”时阴极、阳极的判断知识基础充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程。
如铅蓄电池：解题指导首先应搞明白原电池放电时的正、负极,再根据电池充电时，阳极接正极,阴极接负极的原理,进行分析。
典例导悟3(2009·浙江理综，12)市场上经常见到的标记为Li。
ion的电池称为“锂离子电池".它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0。
35NiO22Li0。
85NiO2下列说法不正确的是()A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋B．充电时,Li0。
85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li＋向负极移动听课记录：题型四新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断知识基础原电池中,阳离子移向正极，阴离子移向负极，如Zn－Cu（稀H 2SO4）电池中:H＋移向Cu极；SO移向Zn极。
电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，符合带电微粒在电场中的运动规律.解题指导首先应分清电池是放电还是充电；再判断出正、负极或阴、阳极，进而即可确定离子的移动方向。
典例导悟4（2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CaHSO 4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为:2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是()A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1mol电子,消耗1.12 L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极听课记录:1．(2011·课标全国卷，11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH）2＋2Ni(OH）2下列有关该电池的说法不正确的是（）A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH)2C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．电池充电时,阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O2．(2011·苏州调研)下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应AsO＋2I－＋2H＋===AsO＋I2＋H2O设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。
甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40％NaOH溶液。
下列叙述正确的是（）A．甲组操作时,微安表指针不发生偏转B．甲组操作时，溶液颜色不变C．乙组操作时，C2作正极D．乙组操作时,C1上发生的电极反应式为I2＋2e－===2I－3．科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。
电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2－。
下列对该燃料电池的说法不正确的是()A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．该电池的总反应是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2OC．电路中每通过5mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O4．（2010·江苏，11)下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
下列说法正确的是（)A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化5.（2009·四川理综,29）新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池.磷酸亚铁锂（LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[（CH3COO）2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出.方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀.沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子的电池中，需要一种有机聚合物作为正、负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:请回答下列问题：（1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。
其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2)在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有________、________、________(填化学式)生成。
(3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（5)已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________.专题学案34 新型化学电源的高考命题角度及其解题策略典例导悟1．D［由总反应式可知,二氧化锰为氧化剂而不是催化剂,锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B错;电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移动,C错；电池负极反应式为Zn－2e－＋H2O===ZnO＋2H＋，用总反应减去负极反应式得正极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH）＋2OH－。
］2．A[电池工作时,正极上O2得到电子被还原，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH －,A正确；电解液为NaOH溶液时,在负极上产生的是NaAlO2而不是Al(OH）3,B错误；电池的总反应为：4Al＋3O2＋4NaOH===4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH减小；电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极。
]3．D[A项,Li从零价升至正价，失去电子，作负极,正确;B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项,由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确;D项,原电池中阳离子应迁移至正极，故错。
