第六章 专题大看台 与新型化学电源有关试题的解题指导

高考中的新型电池， 高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、 氢镍电池” 高铁电池” 锰碱性电池” 我国首创的“海洋电池” “锌—锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料 锰碱性电池 电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料 如新型细菌燃料电池、 电池” 如新型细菌燃料电池 氢氧燃料电池、 电池、甲醇质子交换膜燃料电池、 燃料电池 燃料电池)、 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 子电池” 银锌电池” 纽扣电池” 般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量 单位质 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. 量释放的能量 高等特点. 高等特点

取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、 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 生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难， 处又十分迷茫. 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. 用的能力.

市场上经常见到的标记为Li­ion的电池称为“锂离子电池 的电池称为“ 市场上经常见到的标记为 的电池称为 ”.它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属 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 锂的载体 ，电解质为一种能传导 的高分子材料. 种锂离子电池的电池反应式为： 种锂离子电池的电池反应式为： Li+2Li0.35NiO2 + 2Li0.85NiO2

( 下列说法不正确的是 . A.放电时，负极的电极反应式：Li―→ ++e- ―→Li .放电时，负极的电极反应式： ―→

)

B.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应 .充电时， 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 .放电过程中

[解析 解析] 解析

(1)放电时发生原电池反应： 放电时发生原电池反应： 放电时发生原电池反应

Li+2Li0.35NiO2===2Li0.85NiO2; + 通电 充电时发生电解反应： 充电时发生电解反应：2Li0.85NiO2=====Li+2Li0.35NiO2. + (2)在原电池反应方程式中，根据：负极―→氧化反应―→元 在原电池反应方程式中，根据：负极― 氧化反应― 在原电池反应方程式中 素化合价升高的思路确定负极反应. 素化合价升高的思路确定负极反应.

(3)任何电化学反应均属于氧化还原反应，电池充电时， 任何电化学反应均属于氧化还原反应，电池充电时， 任何电化学反应均属于氧化还原反应 即

发生电解的过程中一定发生氧化还原反应. 即发生电解的过程中一定发生氧化还原反应. A项，放电时Li为负极，发生氧化反应；B项，充电时 项 放电时 为负极 发生氧化反应； 项 为负极， Li0.85NiO2既是氧化剂，又是还原剂；C项，用水作电解质 既是氧化剂，又是还原剂； 项 要与水反应； 项 放电时， 时，Li要与水反应；D项，放电时，正极得电子而吸引阳 要与水反应 离子(Li . 离子 +). [答案 D 答案] 答案

1.(2010·江苏高考 右图是一种航天器 . 江苏高考)右图是一种航天器 江苏高考 能量储存系统原理示意图. 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 .该系统中只存在 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- === .装置 中负极的电极反应式为 中负极的电极反应式为： + 4OH- C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 .装置 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 .装置 、 形成的子系统能实现物质的零排放 形成的子系统能实现物质的零排放， 实现化学能与电能间的完全转化

解析：本题考查能量转换的知识， 解析：本题考查能量转换的知识，意在考查考生综合运用 原电池、电解池原理的能力. 项 原电池、电解池原理的能力.A项，该系统中存在太阳能 与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能 与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能4 种形式的能量转化关系，不正确； 项 装置Y是将化学 种形式的能量转化关系，不正确；B项，装置 是将化学 能转化为电能的燃料电池装置，负极应该是H2发生氧化反 能转化为电能的燃料电池装置，负极应该是 为电解水产生氢气和氧气， 应，故不正确；C项，装置 为电解水产生氢气和氧气， 故不正确； 项 装置X为电解水产生氢气和氧气 故正确； 项 装置X、 形成的子系统可以实现物质的零 故正确；D项，装置 、Y形成的子系统可以实现物质的零 排放，但不可能实现化学能与电能间的完全转化， 排放，但不可能实现化学能与电能间的完全转化，能量总 是有损失的，故不正确. 是有损失的，故不正确. 答案： 答案：C

2.有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质 .有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料， 溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯 溶解在亚硫酰氯( 溶液是由四氯铝锂 溶解在亚硫酰氯 中而形成的，电池总反应方程式为： + 中而形成的，电池总反应方程式为：8Li+3SOCl2 === 6LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是 + , A

.电解质溶液中混入水，对电池反应无影响 .电解质溶液中混入水， B.金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极 .金属锂作电池的正极， C.电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2)被还原为 2SO3 .电池工作过程中，亚硫酰氯 被还原为Li 被还原为 D.电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出 .电池工作过程中， 硫的物质的量之比为4∶ 硫的物质的量之比为 ∶1 ( ) )

解析：若电解质溶液中混入水， 解析：若电解质溶液中混入水，亚硫酰氯会发生水解生成 二氧化硫和盐酸，选项 错 电池反应中金属锂失电子， 二氧化硫和盐酸，选项A错；电池反应中金属锂失电子， 作电池的负极，选项 错 亚硫酰氯和Li 作电池的负极，选项B错；亚硫酰氯和 2SO3中S的化合价 的化合价 都是+4价，故选项 错；由电池总反应方程式可知，8 都是+ 价 故选项C错 由电池总反应方程式可知， mol金属锂失去 mol电子，同时生成 mol S,故选项 正 金属锂失去8 电子， 金属锂失去 电子 同时生成2 ,故选项D正 确. 答案： 答案：D

3.普通水泥在固化过程中自由水分子减 . 少，并且溶液呈碱性.根据这一物理 并且溶液呈碱性. 化学特点， 化学特点，科学家发明了利用原电池 原理的方法测定水泥初凝时间. 原理的方法测定水泥初凝时间.此法的 原理如图所示，反应的总方程式为： 原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+ + Ag2O === Cu2O+2Ag.下列有关说法错误的是 + 下列有关说法错误的是 A.测量原理示意图中，Ag2O/Ag电极为正极 .测量原理示意图中， 电极为正极 B.电池工作时，OH-向Ag2O/Ag电极移动 .电池工作时， 电极移动 C.电池工作时，Cu作负极，有1 mol Cu2O生成时，电 .电池工作时， 作负极 作负极， 生成时， 生成时 路中有2 路中有 mol电子通过 电子通过 D.水泥硬化是复杂的物理、化学变化过程 .水泥硬化是复杂的物理、 ( )

解析：图中装置是原电池，铜电极 负极 反应是： 负极)反应是 解析：图中装置是原电池，铜电极(负极 反应是：2Cu+ + 2OH-―→ 2O+H2O+2e-.Ag2O/Ag电极 正极 反应是： ―→Cu + 电极(正极 反应是： + 电极 正极)反应是 Ag2O+2e-+H2O―→ ―→2OH-+2Ag.OH-向负极移动，B选 向负极移动， 选 + ―→ 项错误. 项错误. 答案： 答案：B

4.(双选 . 双选 双选)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好 电池具有稳定性高、安全、 等优点，可用于电动汽车.电池反应为： 等优点，可用于电动汽车.电池反应为：FePO4+Li LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料 电池的正极材料是 是石墨， 导电固体为电解质.下列有关LiFePO4 是石墨，

含Li+导电固体为电解质.下列有关 电池说法正确的是 A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 . B.放电时电池内部Li+向负极移动 .放电时电池内部 C.充电过程中，电池正极材料的质量不变 .充电过程中， D.放电时电池正极反应为： .放电时电池正极反应为： FePO4+Li++e-―→ ―→LiFePO4 ( )

解析： 项 为活泼金属， 解析：A项，Li为活泼金属，在酸性介质中不能存在； 为活泼金属 在酸性介质中不能存在； B项放电时，Li+在正极参与反应，应向正极移动. 项放电时， 在正极参与反应，应向正极移动. 项放电时 答案： 答案：CD

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