高考必考題型突破

侯明飛+徐志英

摘要：電化學(xué)基礎(chǔ)是高考中的重要知識，自從新課程改革以來，該部分知識經(jīng)常以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)，同時，又因?yàn)樵姵刂R具有靈活多變的特點(diǎn)，所以在歷次高考試題中，尤其是選擇題中，出現(xiàn)的頻率極高。但由于這些原電池都是與科技發(fā)展密切聯(lián)系，很多是學(xué)生不了解的，甚至都沒有聽說過的原電池，所以，學(xué)生在解決此類問題時，往往會不知所措，不知道該從何處下手，其實(shí)，此類題目經(jīng)常是起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，只要我們能夠充分結(jié)合學(xué)過的電化學(xué)原理知識，就可以很好的處理這些問題。

關(guān)鍵詞：原電池；電解池；化學(xué)電源；電極反應(yīng)式

G633.8

隨著全球能源逐漸枯竭，研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫，因此，化學(xué)中的新型電源，成為科學(xué)家研究的重點(diǎn)方向之一，也成為了高考的必考考點(diǎn)。由于該類試題題材廣、信息新、陌生度大，所以，大多數(shù)考生會感到試題難度大；而實(shí)際上，這類試題一般落點(diǎn)較低，主要考查新型電池“充放電”時電極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫及離子移動的方向等內(nèi)容。其核心是原電池和電解池工作原理。因此，只要熟悉此類試題的考查角度，細(xì)心分析，就能順利得分。

一、必備知識：原電池和電解池工作原理

新型化學(xué)電源放電時為原電池，充電時為電解池。充電時電池正極連接電源正極，電池負(fù)極連接電源負(fù)極。

二、?？碱}型：

1.新型電池的正負(fù)極判斷

該類電池一般會告訴相應(yīng)的反應(yīng)物、生成物或反應(yīng)方程式，只要根據(jù)元素的常規(guī)價態(tài)去判斷即可：

例如：

鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2

電池的電解液為____堿__性溶液，正極為__ Ni2O3__、負(fù)極為___Fe ___。

解析：鐵化合價由0升高到+3，為負(fù)極；鎳化合價由+3降低到0，為正極；Fe（OH）2、Ni（OH）2存在

于堿性環(huán)境中。

2.書寫新型電池的電極反應(yīng)式

第一步：分析物質(zhì)得失電子情況，據(jù)此確定電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。

第二步：分析電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。

第三步：寫出比較容易書寫的電極反應(yīng)式。

第四步：若有總反應(yīng)式，可用總反應(yīng)式減去第三步中的電極反應(yīng)式，即得另一極的電極反應(yīng)式。

例如： 肼?空氣燃料電池是一種環(huán)保的堿性電池，該電池放電時，負(fù)極的反應(yīng)式為：

N2H4+4OH--4e-= 4H2O + N2

解析：肼和氧氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，氮化合價由-2升高到0，堿性環(huán)境用水和氫氧根調(diào)平。

3.新型電池充電時的判斷

電池充電的實(shí)質(zhì)是把放電時發(fā)生的變化再復(fù)原的過程，即放電是原電池、充電是電解池的過程。充電時電池負(fù)極接電源負(fù)極變成陰極，電池正極接電源正極變成陽極。陽極失電子，被氧化；陰極得電子被還原。

例如：一種充電電池放電時的電極反應(yīng)為： H2+2OH--2e-=2H2O

NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-

充電時的陽極為 __Ni（OH）2被_氧化___.

解析：已知放電時H2失電子為負(fù)極，則充電時變成陰極；放電時NiO（OH）得電子為正極，則充電時為陽極。

4.新型電池中離子的移動方向

放電時陰離子移向負(fù)極、陽離子移向正極；充電時陰離子移向陽極、陽離子移向陰極

例如：某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)

傳遞H+，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)

可表示為：2H2+O2===2H2O

電子通過外電路從_a_極流向_b_極

H+由_a_極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到_b_極

解析：

由圖可知該裝置為原電池，氫氣失電子在負(fù)極區(qū)反應(yīng)

氧氣得電子在正極區(qū)反應(yīng)。陽離子移向正極。電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入正極。

三、試練真題

（2016課標(biāo)III，11，6分）鋅--空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn + O2 +4OH- +2H2O ==== 2Zn（OH）42-。下列說法正確的是（ ）

A.充電時，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動

B.充電時，電解質(zhì)溶液中c（OH-）逐漸減小

C.放電時，負(fù)極反應(yīng)式為：2Zn +4OH- - 2e- ==== 2Zn（OH）42-

D.放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

答案 C

充電時為電解池，溶液中的陽離子向陰極移動，發(fā)生的反應(yīng)為

2Zn（OH）42-====2Zn + O2 +4OH- +2H2O，電解質(zhì)溶液中c（OH-）增大，故A、B均錯誤；

放電時負(fù)極反應(yīng)為2Zn +4OH- - 2e- ==== 2Zn（OH）42- ，故C正確；

每消耗1molO2電路中通過4mol電子，故D項(xiàng)錯誤