人教版高中化学选择性必修1专题突破（九）新型化学电源学案

一、正、负极的判断 1.根据装置图判断 (1)电子流向或电流流向； (2)电解质溶液中离子流向； (3)加入或生成物质的化合价变化。 2.根据总方程式判断：根据化合价变化，化合价升高的为负极，化合价降低的为正极。 针对练1.新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的装置如图所示，相关叙述正确的是(　　) A.b极为正极，发生氧化反应 B.电池应选用阴离子交换膜 C.电子移动方向：电极a→离子交换膜→电极b D.a极的电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O 答案：D 解析：根据题图可知，在b极上，H2O2转化为OH－，O元素化合价降低，发生还原反应，故b极为正极，A错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，又由题给信息和示意图可知，原料为NaBH4和H2O2，Na＋在a极通入，而在b极生成NaOH，故Na＋从负极区向正极区迁移，电池应选用阳离子交换膜，B错误；电子只能在导体、导线和电极中移动，不能在电解质溶液和离子交换膜中移动，则电子移动方向：电极a→负载→电极b，C错误；根据元素化合价变化可知，负极上BH失电子发生氧化反应，故a极的电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，D正确。 针对练2.研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.离子交换膜X为质子交换膜，质子从石墨电极移向Pt电极 B.C2H5OH在Pt电极发生还原反应 C.正极区反应为4NO＋12e－＋16H＋===4NO↑＋8H2O、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 D.若Pt电极生成2.24LCO2，电路中转移电子数为0.6NA 答案：C 解析：根据原电池原理，Pt电极为负极，发生氧化反应，电极反应为C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋，石墨电极为正极，发生还原反应，电极反应为4NO＋12e－＋16H＋===4NO↑＋8H2O，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，据此分析来解题。根据分析，负极区生成的H＋将迁移到正极区参与反应，所以离子交换膜X为质子交换膜，质子从Pt电极移向石墨电极，故A项错误；Pt电极为负极，C2H5OH发生氧化反应，故B项错误；根据分析石墨电极为正极，发生还原反应，电极反应为4NO＋12e－＋16H＋===4NO↑＋8H2O，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故C项正确；没有告知在标准状态下，无法通过气体体积来计算转移的电子数，故D项错误；答案选C。 二、电极反应式的书写 1.放电时电极反应式的书写 首先确定物质得失电子情形，然后结合电解质溶液来确定反应的生成物，最后结合守恒定律书写电极反应式。 2.充电时的电极反应式，利用放电时电极反应的逆方向书写。 针对练3.CO2电化学传感器是将环境中CO2转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是(　　) A.CO迁移方向为界面X →电极b B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1 C.电极b为负极，发生的电极反应为2CO－4e－===O2↑＋2CO2↑ D.电池总反应为Li2CO3===Li2O＋CO2↑ 答案：B 解析：根据题图可知：电极a上O2得到电子变为O2－，所以电极a为正极，在电极b上熔融Li2CO3失去电子变为CO2、O2，所以金属电极b为负极。CO会向正电荷较多的负极区移动，故CO迁移方向为界面X→电极b，A正确；在电极a上发生反应：O2＋4e－===2O2－，在电极b上发生反应：2CO－4e－===O2↑＋2CO2↑，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可知电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶2，B错误；电极b为负极，失去电子发生氧化反应，则负极的电极反应为2CO－4e－===O2↑＋2CO2↑，C正确；负极上熔融的Li2CO3失去电子被氧化产生O2、CO2气体，反应式为Li2CO3(熔融)===2Li＋＋CO，2CO－4e－===O2↑＋2CO2↑，正极上发生反应：O2＋4e－===2O2－，根据在同一闭合回路中电子转移 ... ...