新型化學電源的高考第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日 取材于這些知識點的試題，由于題材廣、信息新、陌生度大，所以，大多數考生對這類試題感到難，而難在何處又十分迷茫。實際上這些題目主要考查的是學生遷移應用的能力。具體有以下幾種考查角度：

角度一新型電池“放電”時正極、負極的判斷

【知識基礎】在Zn-Cu原電池中，較活潑的金屬材料作負極，較不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極。負極：Zn-2e-Zn2+；正極：2H++2e-

H2↑。第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日【解題指導】新型電池中負極材料正極材料元素化合價升高的物質發生氧化反應的物質元素化合價降低的物質發生還原反應的物質第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日【典例導析1】被稱之為“軟電池”的紙質電池，采用一個薄層紙片作為傳導體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。在紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應為Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO(OH)。下列說 法正確的是 （ ） A.該電池的正極為鋅 B.該電池反應中二氧化錳起催化劑作用 C.當0.1molZn完全溶解時，流經電解液的電子個 數為1.204×1023 D.電池正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O 2MnO(OH)+2OH-第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

由總反應式可知,二氧化錳為氧化劑而不是催化劑，鋅為還原劑，應為原電池的負極，A、B錯；電子只能經外電路流動，而不能在電解液中流動，電解液內電流的形成是由于陰、陽離子的定向移動，C錯；電池負極反應式為Zn-2e-+H2OZnO+2H+,用總反應式減去負極反應式得正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O 2MnO(OH)+2OH-。答案

D第五頁，共六十一頁，2022年，8月28日角度二新型電池“放電”時正極、負極上電極反應 式的書寫【知識基礎】鉛蓄電池［Pb-PbO2(H2SO4溶液)］電極反應的書寫：負極：①Pb-2e- Pb2+;②Pb2++SO PbSO4。把二者合起來，即負極反應式：Pb-2e-+SOPbSO4。正極：PbO2得電子變為Pb2+，①PbO2+2e-+4H+Pb2++2H2O；Pb2+跟SO結合生成PbSO4，②Pb2++SOPbSO4。把二者合起來，即正極反應式：PbO2+2e-+4H++SO PbSO4+2H2O。總反應式=正極反應式+負極反應式，即：PbO2+Pb+4H++2SO2PbSO4+2H2O。第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日【解題指導】首先分析物質得失電子的情況，然后再考慮電極反應生成的物質是否跟電解質溶液中的離子發生反應。對于較為復雜的電極反應，可以利用總反應-較簡單一極電極反應式=較復雜一極電極反應式的方法解決。第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日【典例導析2】（2009·廣東，14）可用于電動汽車 的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液 為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列 說法正確的是 （ ） A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應 都為：O2+2H2O+4e- 4OH- B.以NaOH溶液為電解液時，負極反應為Al+3OH- -3e- Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電 解液的pH保持不變 D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

電池工作時，正極上O2得到電子被還原，電極反應為：O2+2H2O+4e- 4OH-,A正確；電解液為NaOH溶液時，在負極上產生的是NaAlO2而不是Ａl(OH)3,B錯誤；電池的總反應為：4Al+3O2+4NaOH4NaAlO2+2H2O,消耗NaOH，pH減小;電池工作時，電子通過外電路由負極流向正極。答案

A第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日角度三新型電池“充電”時陰極、陽極的判斷【知識基礎】充電的實質就是把放電時發生的變化再復原的過程。如鉛蓄電池：首先應搞明白原電池放電時的正、負極，再根據電池充電時，陽極接正極，陰極接負極的原理，進行分析。【解題指導】第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日【典例導析3】（2009·浙江理綜，12）市場上經常 見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。 它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金 屬鋰的載體），電解質為一種能傳導Li+的高分子 材料。這種鋰離子電池的電池反應式為： Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2 下列說法不正確的是 （ ） A.放電時，負極的電極反應式：Li-e- Li+ B.充電時，Li0.85NiO2既發生氧化反應又發生還原 反應 C.該電池不能用水溶液作為電解質 D.放電過程中Li+向負極移動第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

A項，Li從零價升至正價，失去電子，作為負極，正確；B項，反應逆向進行時，反應物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發生氧化反應又發生還原反應，正確；C項，由于Li可以與水反應，故應為非水材料，正確；D項，原電池中陽離子應遷移至正極失電子，故錯。答案

D第十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日角度四新型電池充、放電時，電解質溶液中離子移 動方向的判斷【知識基礎】原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負極，如Zn-Cu（稀H2SO4）電池中：H+移向Cu極；SO移向Zn極。電解池中，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，符合帶電微粒在電場中的運動規律。首先應分清電池是放電還是充電；再判斷出正、負極或陰、陽極，進而即可確定離子的移動方向。【解題指導】第十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日【典例導析4】（2008·廣東，16改編）LiFePO4電池具有穩 定性高、安全、對環境友好等優點，可用于電動汽車。 電池反應為：FePO4+LiLiFePO4,電池的正極材 料是LiFePO4，負極材料是石墨，含Li+導電固體為 電解質。下列有關LiFePO4電池說法不正確的是（） A.可加入硫酸以提高電解質的導電性 B.放電時電池內部Li+向正極移動 C.充電過程中，電池正極材料的質量減少 D.放電時電池正極反應為：FePO4+Li++e- LiFePO4第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

由于Li能和稀H2SO4、H2O反應,因此電解質不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程,電解池的陽極失電子,即LiFePO4-e- Li++FePO4，因此陽極材料（LiFePO4）質量會減少；將電解池陽極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知D正確。答案

D第十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日遷移應用第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日第十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日3.（2009·四川，29）新型鋰離子電池在新能源的開發中占有重要地位，可用作節能環保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下： 方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵［(CH3COO)2Fe］、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態磷酸亞鐵鋰,同時生成的乙酸及其他產物均以氣體逸出。方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態磷酸亞鐵鋰。第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日在鋰離子的電池中，需要一種有機聚合物作為正、負極之間鋰離子遷移的介質，該有機聚合物的單體之一（用M表示）的結構簡式如下：請回答下列問題：（1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是

。第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日（2）在方法一所發生的反應中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有

、

、

（填化學式）生成。（3）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應式為

。（4）寫出M與足量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：

。（5）已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為

。第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析（1）LiFePO4中有Fe2+，Fe2+容易被氧化，所以制備LiFePO4時要在無氧條件下操作。（2）根據信息給定的方法一所發生的反應中的反應物和部分生成物，再根據元素守恒，可寫出該反應的化學方程式：Li2CO3+2(CH3COO)2Fe+2NH4H2PO42LiFePO4+4CH3COOH↑+2NH3↑+H2O↑+CO2↑。（3）方法二中，陽極Fe放電生成Fe2+，Fe2+再與H2PO、Li+反應生成LiFePO4。（5）該鋰離子電池在充電過程中，陽極的LiFePO4生成FePO4,則該電池放電時正極的反應是FePO4生成LiFePO4,其電極反應式是FePO4+Li++e-LiFePO4。第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日答案（1）為防止亞鐵化合物被氧化（2）CO2 H2O NH3（3）Fe+H2PO+Li+-2e- LiFePO4+2H+（4）（5）FePO4+Li++e- LiFePO4第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日 電化學原理在生產、生活中的應用非常廣泛，在化學實驗中的作用亦不可低估。如改變反應速率、制備通常方法難以制備的物質等很多方面，現分別列舉如下：應用一加快氧化還原反應的速率 一個自發進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率增大。如實驗室制H2時，在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液，就能使產生H2的反應速率加快。實驗突破9.電化學原理在實驗中的應用第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日應用二比較金屬活動性的強弱 兩種金屬分別做原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。

應用三制備通常方法難以制備的物質 電解是最強有力的氧化還原手段，可以制備F2等氧化性很強的物質，也可以制備Na、Mg、Al等還原性很強的物質等。

應用四利用有關量的關系進行某些測量或測定 可以利用電子與物質間的關系測元素的相對原子質量、阿伏加德羅常數等。第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日【典例導析1】下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學 將反應AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O設計成的原電池 裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐 滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入 適量40%NaOH溶液。第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日下列敘述正確的是 （ ）A.甲組操作時，微安表指針發生偏轉B.甲組操作時，溶液顏色不變C.乙組操作時，C2作正極D.乙組操作時，C1上發生的電極反應式為I2+2e-

2I-第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

甲組操作時發生的反應為AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O，有碘單質生成，因此溶液的顏色變深，但裝置構成的原電池中兩極直接接觸（一極是AsO/AsO，另一極是I2/I-），呈短路狀態，因此微安表中無電流通過，A、B錯；乙組操作時，由于向圖ⅡB燒杯中逐滴加入燒堿，此時原電池發生的反應為AsO+I2+H2O AsO+2I-+2H+，此時C2棒上發生氧化反應，作負極，C1棒上發生還原反應，作正極，電極反應式為I2+2e- 2I-。答案

D第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日遷移應用1.某校化學研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關實驗項目： 方案Ⅰ:有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸（或稀鹽酸）中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為

。 方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質溶液，并寫出電極反應式。第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日正極反應式：

；負極反應式：

。方案Ⅲ.結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案（與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同）：

，用離子方程式表示其反應原理：

。第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日

解析

比較或驗證金屬活動性方案有很多，可以利用金屬與酸反應的難易來判斷或驗證；也可以利用原電池原理，負極是較活潑的金屬；也可以利用金屬單質間的置換反應來完成。

答案

方案Ⅰ:Fe+2H+ Fe2++H2↑ 方案Ⅱ:

第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日

2H++2e- H2↑ Fe-2e- Fe2+ 方案Ⅲ:把鐵片插入CuSO4溶液中，一段時間后，觀察鐵片表面是否生成紅色物質 Fe+Cu2+ Cu+Fe2+第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日2.（1）將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。 鋅片上發生的電極反應：

； 銀片上發生的電極反應：

。（2）若該電池中兩電極的總質量為60g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質量為47g，試計算：①產生氫氣的體積（標準狀況）； ②若已知電子電荷為1.60×10-19C，通過導線的電量為3.85×104C，試計算阿伏加德羅常數NA。第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析（1）鋅片與銀片和稀硫酸構成原電池,鋅片為負極，發生氧化反應：Zn-2e- Zn2+;銀片為正極,發生還原反應：2H++2e-H2。（2）①鋅片與銀片減少的質量等于生成氫氣所消耗的鋅的質量，設產生的氫氣體積為x。Zn+2H+Zn2++H2↑65g 22.4L60g-47g=13gxx=13g×22.4L÷65g=4.48L第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日②反應消耗的鋅為:13g÷65g/mol=0.20mol1molZn變為Zn2+時，轉移2mole-，則通過的電量可表示為：0.20mol×2×NA×1.60×10-19C=3.85×104C解之得：NA=6.02×1023mol-1。答案

（1）Zn-2e- Zn2+2H++2e- H2↑（2）①4.48L②6.02×1023mol-1第四十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日1.（2009·浙江理綜，12）市場上經常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為：Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2下列說法不正確的是()A.放電時，負極的電極反應式：Li-e-Li+B.充電時，Li0.85NiO2既發生氧化反應又發生還原反應C.該電池不能用水溶液作為電解質D.放電過程中Li+向負極移動放電充電易錯題重練第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

A項，Li從零價升至正價，失去電子，作為負極，正確；B項，反應逆向進行時，反應物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發生氧化反應又發生還原反應，正確；C項，由于Li可以與水反應，故應為非水材料，正確；D項，原電池中陽離子應遷移至正極失電子，故錯。答案

D第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日2.用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含Cl-、Br-、Na+、Mg2+）的裝置如圖所示（a、b為石墨電極）。下列說法中，正確的是（）第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日A.電池工作時，正極反應式為：O2+2H2O+4e-

4OH-B.電解時，a電極周圍首先生成Cl2C.電解時，電子流動路徑是：負極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極D.忽略能量損耗，當電池中消耗0.02gH2時，b極周圍會產生0.02gH2第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

由于磷酸為電解質，電池的正極反應為：O2+4H++4e-2H2O,A錯；a電極與原電池正極相連，為電解池的陽極，由于Br-還原性強于Cl-，因此Br-先放電，B錯；電解時，電子流動路徑是：負極→陰極，陽極→正極，電子不能從溶液中通過，C錯；根據通過的電子守恒，當電池中消耗0.02gH2時，b極周圍會產生0.02gH2,D對。答案

D第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日3.某同學按如圖所示的裝置進行實驗，A、B為常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水。當K閉合后，在交換膜處從右向左移動。下列分析不正確的是（）A.溶液中c(A2+)增大B.B的電極反應：B-2e-B2+C.y電極上有Cl2產生，發生氧化反應D.反應初期x電極周圍出現白色沉淀，隨后沉淀消失第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

選項A，當K閉合后，在交換膜處從右向左移動，說明A為原電池的負極，該極的金屬A失去電子：A-2e-A2+，c(A2+)增大；選項B，若金屬B是不活潑金屬，溶液中的B2+獲得電子生成B。選項D，x電極為陰極，y電極為陽極，電解初期，AlCl3溶液中的H2O電離出的H+在x電極獲得電子生成H2，同時生成OH-，反應方程式為：2H2O+2e-H2↑+2OH-，產生的OH-與Al3+結合生成Al(OH)3沉淀。答案

B第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日4.日常生活中常用的普通鋅-錳干電池有7種物質：NH3、Mn2O3、ZnCl2、MnO2、NH4Cl、Zn和H2O，它們分別是鋅-錳電池中氧化還原反應的反應物和生成物，該干電池的結構如圖所示。下列說法正確的是（）第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日A.普通鋅-錳干電池中電解質溶液為ZnCl2、MnCl2B.石墨電極發生的反應為：2MnO2+2NH+2e-

Mn2O3+2NH3+H2OC.放電時，NH向負極移動D.用該電池電解飽和AlCl3溶液，析出2.7gAl時，溶解9.75gZn第五十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

選項A，題目提供的7種物質中，只有NH4Cl和ZnCl2是可溶性的,分析元素價態變化可知Zn失去電子為原電池的負極：Zn-2e-Zn2+，所以電池中電解質溶液為NH4Cl；選項B，石墨為正極材料，7種物質中，MnO2在該極獲得電子生成Mn2O3:2MnO2+2NH+2e-Mn2O3+2NH3+H2O；選項C，正極消耗NH，所以放電時NH向正極移動；選項D，根據離子的放電能力，電解飽和AlCl3溶液時，首先是H+在陰極放電生成H2，而不是析出Al。答案

B第五十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日5.LiFePO4電池具有穩定性高、安全、對環境友好等優點，可用于電動汽車。電池反應為：FePO4+LiLiFePO4。電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含有導電固體為電解質。下列有關LiFePO4電池的說法不正確的是()A.可加入硫酸以提高電解質的導電性B.放電時電池內部Li+向正極移動C.充電過程中，電池正極材料的質量減少D.放電時電池正極反應為：FePO4+Li++e-

LiFePO4放電充電第五十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日解析

由于Li能和稀H2SO4、H2O反應，因此電解質不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的陽極失電子，即LiFePO4-e-Li++FePO4，因此陽極材料（LiFePO4）質量會減少；將電解池陽極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知B、C、D正確。答案

A第五十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日1.電極方程式的書寫（1）鉛蓄電池放電時，電流流入的極為

極，其電極方程式為：

。（2）氫氧燃料電池若用KOH作電解質溶液，其負極反應式為

。（3）氫氧燃料電池若用H2SO4作電解質溶液，其正極反應式為

。（4）依據CH4+2O2CO2+2H2O，利用KOH溶液作電解質溶液制成燃料電池，則負極反應式為