2023屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)新型電源電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)學(xué)案

微專(zhuān)題eq\o(○,\s\up1(14))新型電源電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)【知識(shí)基礎(chǔ)】1．公式法步驟示例(Mg|NaCl溶液|空氣)根據(jù)題中信息(如總反應(yīng)方程式或原理圖中元素化合價(jià)的升降等)判斷還原劑和氧化產(chǎn)物、氧化劑和還原產(chǎn)物中性溶液中：Mg被氧化為Mg2＋，空氣中的O2得電子生成OH－根據(jù)電池負(fù)極(或電解池陽(yáng)極)為“還原劑－ne－→氧化產(chǎn)物”、電池正極(或電解池陰極)為“氧化劑＋ne－→還原產(chǎn)物”初步寫(xiě)出電極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)：Mg－2e－→Mg2＋正極反應(yīng)：O2＋4e－→OH－根據(jù)電荷守恒、原子守恒及電解質(zhì)性質(zhì)，在初步書(shū)寫(xiě)的電極反應(yīng)式兩側(cè)補(bǔ)充介質(zhì)，配平電極反應(yīng)式。介質(zhì)常為H2O、H＋、OH－等根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)環(huán)境呈中性進(jìn)行補(bǔ)項(xiàng)正極：在右邊OH－前配系數(shù)4，左邊補(bǔ)充“2H2O”，得O2＋4e－＋2H2O=4OH－[即時(shí)鞏固1]寫(xiě)出不同“介質(zhì)”中甲醇燃料電池的電極反應(yīng)式?！敖橘|(zhì)”負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式(1)酸性介質(zhì)，如H2SO4溶液________________(2)堿性介質(zhì)，如KOH溶液________________(3)熔融鹽介質(zhì)，如K2CO3________________(4)摻雜Y2O3的ZrO3固體作電解質(zhì)，在高溫下能傳導(dǎo)O2－________________2.加減法第一步：根據(jù)題中信息，按照“氧化劑＋還原劑＋介質(zhì)1=還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物＋介質(zhì)2”寫(xiě)出電池總反應(yīng)。第二步：先判斷哪個(gè)電極反應(yīng)式簡(jiǎn)單，再根據(jù)公式法寫(xiě)出該電極反應(yīng)式，并使該電極反應(yīng)式與電池總反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。第三步：用電池總反應(yīng)減去簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式即得復(fù)雜的電極反應(yīng)式。書(shū)寫(xiě)時(shí)要滿(mǎn)足電荷守恒、質(zhì)量守恒。3．抓住“充電、放電”特點(diǎn)書(shū)寫(xiě)二次電池的電極反應(yīng)式二次電池充電時(shí)與外接電源正極相連的是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式與放電時(shí)的正極反應(yīng)式互為“逆反應(yīng)”；同理，二次電池充電時(shí)與外接電源負(fù)極相連的是陰極，電極反應(yīng)式與放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)互為“逆反應(yīng)”。[即時(shí)鞏固2]類(lèi)型放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式(1)鉛蓄電池：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O________________(2)鎳鎘電池：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2________________(3)鈷酸鋰電池：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(0<x<1)________________【專(zhuān)題精練】1．鋰—銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過(guò)一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，其中放電過(guò)程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí)，Li＋透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)B.放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C.通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD.整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，氧化劑為O22．國(guó)內(nèi)某高?；瘜W(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用微生物電池除去廢水中的CH3COO－，該電池裝置如圖所示。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A.該電池能在高溫下工作B.不銹鋼是電池的負(fù)極C.石墨電極的電極反應(yīng)為CH3COO－＋8e－＋7OH－=2CO2↑＋5H2OD.當(dāng)外電路中有4mol電子通過(guò)時(shí)，若CO2完全逸出，則兩室溶液質(zhì)量變化差是52g3．如圖為一種基于g-C3N4催化劑的光電化學(xué)裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到電能的直接轉(zhuǎn)換[已知g-C3N4hve－＋h＋(空穴)]。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.多孔Ni的電勢(shì)比碳膜的低B.存在反應(yīng)2H2O＋2h＋(空穴)=H2O2＋2H＋C.該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2OD.碳膜電極總反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O4．研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示，兩電極區(qū)間用允許K＋、H＋通過(guò)的半透膜隔開(kāi)。(1)電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________；放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。(2)如圖所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過(guò)HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。微專(zhuān)題14新型電源電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)即時(shí)鞏固1答案：(1)CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋O2＋4e－＋4H＋=2H2O2CH3OH-6e-+8OH-=CO32-＋6H2O3CH3OH-6e-+3CO32-(4)CH3OH－6e－＋3O2－=CO2↑＋2H2OO2＋4e－=2O2－即時(shí)鞏固2答案：1Pb+SO42-－2e－(2)Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)22Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O(3)LixC6－xe－=xLi＋＋C6LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋專(zhuān)題精練1．解析：因?yàn)樵姵胤烹姇r(shí)，陽(yáng)離子移向正極，所以Li＋透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)，A正確；由總反應(yīng)方程式可知Cu2O中Cu元素化合價(jià)降低，被還原，正極反應(yīng)式應(yīng)為Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－，B錯(cuò)誤；放電過(guò)程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，C正確；由C項(xiàng)分析知，Cu先與O2反應(yīng)生成Cu2O，放電時(shí)Cu2O重新生成Cu，則整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，Cu相當(dāng)于催化劑，O2為氧化劑，D正確。答案：B2．解析：答案：D3．解析：答案：C4．解析：(1)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，HCOO－(其中的碳元素為＋2價(jià))被氧化生成HCO3-(其中的碳元素為＋4價(jià))，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為HCOO-+2OH--2e-=HCO3-＋H2O。正極反應(yīng)中