資源簡介

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習題講評---新型化學電源
課程學習目標
1．能依據原電池工作原理，分析認識新型化學電源2．能夠分析新型電源正負極的判斷，能準確書寫電極反應式
學科核心素養
1．通過分析新型化學電源，增強科技意識，提升科學態度與社會責任的化學核心素養2．分析探究原電池模型，培養證據推理與模型認知的思維
重點難點1.原電池的工作原理，電極反應式的規范書寫2.幾類新型化學電源的工作原理及應用
[前置作業]
D
燃料電池是一種高效、環境友好的發電裝置。氫氧燃料電池已用于航天飛機。如圖為氫氧燃料電池構造示意圖。下列說法中正確的是( )　
A．a極為電池的正極，電極反應式為：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣
B．b極為電池的負極，電極反應式為：H2﹣2e﹣═2H+
C．電解質溶液中K+離子向a極移動
D．當生成1mol H2O時，電路中流過電子的物質的量為2mol
原電池工作原理
例題1：
題型一 新型化學電源題目的考查
D
熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCI-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是 ( )
A正極反應式:Ca+2C1--2e-=CaCl2
B放電過程中，Li+向負極移動
C.每轉移0.1mol電子，理論上生成20.7gPb
D.常溫下，在正、負極間接上電流表，指針不偏轉
概括歸理一 新型化學電源解題思路
提取有效信息
找變價，判兩極
明確工作原理
分析選項
熱激活，環境酸堿性，圖中電子或離子移動方向
升失氧做負極，降得還做正極，
離子不上岸，電子不入水。
定性分析看變化，定量分析找守恒
鞏固練習最近報道的一種處理酸性垃圾滲濾液并用其發電的示意圖如圖(注：鹽橋可使原電池兩極形成導電回路)。裝置工作時，下列說法錯誤的是( )A．微生物細菌對氮的硝化起氧化作用B．鹽橋中K+向Y極移動C．電子由Y極沿導線流向X極D．Y極發生的反應為：
C
證據推理與模型認知
環境保護，綠色化學
某燃料電池可實現NO和CO的無害轉化，其結構如圖所示。下列說法正確的是( )
A.石墨Ⅰ電極上發生氧化反應
B.電池工作時Na+向石墨Ⅱ電極處移動
C.石墨Ⅱ電極上的反應式為CO-2e-+O2-=CO2
D.電路中每通過6mol電子，生成1molN2
變式：
C
電解質環境對電極反應的影響
電解質環境對電極反應的影響
1、酸性溶液：H+平衡電荷（生成或消耗）
2、堿性溶液：OH-平衡電荷（生成或消耗）
3、中性溶液：生成H+ 或OH-平衡電荷
4、熔融金屬氧化物：O2-平衡電荷
5、熔融金屬碳酸鹽：CO32-平衡電荷
易錯點：
電解質環境對電極產物的影響，關注是否與電解質發生后續反應。
【討論交流】
1、寫出CO在堿性環境下的負極反應：________________________.
2、寫出Al在堿性環境下的負極反應：________________________.
3、寫出Ag做負極，電解質為鹽酸溶液的電極反應：________________________.
題型二 帶有交換膜的電池的考查
例題2：
(雙選)一種廢水凈化及鹵水脫鹽裝置如圖所示，裝置工作時，下列說法錯誤的是( )
A.Na+向正極室遷移B.X膜為陽離子交換膜C.微生物能加快電極上電子的轉移速率D.負極的電極反應式為:
BD
概括歸理二 交換膜選擇
目的：海水淡化
目的：在右池中回收LiOH
依據：取決于完成什么目的。
1.一種新型燃料電池以二氧化硫和空氣為原料，工作原理如圖所示，下列說法不正確的是（　　）
A．電路中每通過1mol電子，有1mol H+從a電極遷移到b電極
B．該電池實現了制備硫酸、發電、環保三位一體的結合
C．該電池工作時，b極附近pH逐漸降低
D．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2：1
鞏固練習
C
2.Zulema Borjas等設計的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．該裝置可以在高溫下工作B．X、Y依次為陽離子、陰離子交換膜C．負極反應式為
CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+D．該裝置工作時，電能轉化為化學能
科學態度與社會責任
C
[課堂小結]
提取題目信息
明確工作原理
根據電極反應
定性分析
定量計算
文字信息
圖中信息
環境信息
宏觀辨識與微觀探析
科學態度與社會責任
證據推理與模型認知
[反饋檢測]
1.在第十三屆阿布扎比國際防務展上，采用先進的氫燃料電池系統的無人機，創造了該級別270分鐘續航的新世界記錄。下列有關氫燃料電池的說法正確的是(　　)A．通入氧氣的電極發生氧化反應 B．堿性電解液中陽離子向通入氫氣的方向移動C．正極的電極反應式為：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ D．放電過程中堿性電解液的濃度不斷增大
C
2.如圖是某校化學興趣小組設計的一套原電池裝置，下列有關描述正確的是( )A．此裝置能將電能轉變為化學能B．石墨電極的反應式：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C．電子由石墨電極經導線流向Cu電極D．電池的總反應式：2Cu＋O2＋4HCl＝2CuCl2＋2H2O
3.流動電池是一種新型電池。其主要特點是可以通過電解質溶液的循環流動，在電池外部調節電解質溶液，以保持電池內部電極周圍溶液濃度的穩定。北京化工大學新開發的一種流動電池如圖所示，電池總反應為Cu＋PbO2＋2H2SO4 ===CuSO4＋PbSO4＋2H2O。下列說法不正確的是A．a為負極，b為正極B．該電池工作時PbO2電極附近溶液的pH增大C．a極的電極反應為Cu－2e－===Cu2＋D．調節電解質溶液的方法是補充CuSO4
4.微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成環境友好的物質，示意圖如圖所示，a、b均為石墨電極。下列說法錯誤的是(　　)A．a電極的電極反應為：
H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．電池工作時質子通過交換膜由負極區向正極區移動C．電流的移動方向從b電極移向a電極D．電池工作時b電極附近溶液的pH保持不變
[課后作業]
1.獨立設計一組原電池-電解池的組合裝置,寫出反應原理.
2.查閱資料，關注最新的新型化學電源，并寫出你的想法.

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