(广东专用)2014高考化学总复习高考常考专题讲座新型化学电源的高考命题视角

时间：2026-01-19

常考专题讲座(五)新型化学电源的高考命题视角及解题指导

命题研究高考中的新型电池，有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池” (如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、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。

热点分析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。具体有以下几种考查角度：角度一新型电池“放电” (即原电池反应)时正极、负极的判断【知识基础】在 Zn-Cu(稀硫酸 )原电池中，较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极。负极： Zn- 2e ===Zn2 ;正极： 2H +2e ===H2↑。- + + -

【解题指导】

新型电池中元素化合价降低的物质正极材料发生还原反应的物质元素化合价升高的物质负极材料发生氧化反应的物质

角度二新型电池“放电” (即原电池反应)时正极、负极上电极反应式的书写【知识基础】铅蓄电池 [Pb-PbO2(H2SO4 溶液 )]电极反应的书写： - + + - 负极：①Pb- 2e ===Pb2 ;② Pb2 + SO2 4 ===PbSO 4。把二者 - 2- 合起来，即负极反应式： Pb- 2e + SO4 ===PbSO4。 + - + + 正极：PbO2 得电子变为 Pb2 ,① PbO2+ 2e + 4H ===Pb2 + + - - 2+ 2H2O ; Pb2 跟 SO 2 + SO 2 4 结合生成 PbSO4 , ② Pb 4 - + ===PbSO4。把二者合起来，即正极反应式：PbO2+2e +4H - + SO2 4 ===PbSO4+2H2O。总反应式=正极反应式+负极反应式，即： + - PbO2+ Pb+ 4H +2SO2 4 ===2PbSO 4+ 2H2O。

【解题指导】首先分析物质得失电子的情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式-较简单一极的电极反应式=较复杂一极电极反应式”的方法解决。

角度三新型电池“充电” (即电解反应 )时阴极、阳极的判断【知识基础】充电的实质就是把放电时发生的变化再复原的过程。如铅蓄电池：

【解题指导】首先应搞明白原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，阳极接正极、阴极接负极的原理，即可以看成是放电时的负极与充电时的阴极互为逆反应，放电时的正极与充电时的阳极互为逆反应进行分析。

角度四判断

新型电池充、放电时

,电解质溶液中离子移动方向的

【知识基础】原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，如 Zn-Cu(稀 H2SO4)电池中： H 移向 Cu 极； SO2 4 移向 Zn 极。+ -

电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，符合带电微粒在电场中的运动规律。【解题指导】首先应分清电池是放电还是充电；再判断出正、负极或阴、阳极，进而即可确定离子的移动方向。

被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为 Zn+ 2MnO2 + H2O===ZnO + 2MnOOH 。下列说法正确的是 ( ) A.该电池的正极为锌 B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C .当 0.1 mol Zn 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.204×1023 D .电池正极反应式为 2MnO2+ 2e + 2H2O===2MnOOH+ - 2OH-

例

【解析】

由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化

剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B错；电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移动，C错；电池负极反应式为Zn- 2e-+2OH-===ZnO+H2O,用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-。

【答案】

巩固练习1.(2013· 邢台高三检测 )一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )

A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-===H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)B.O2(g)+4H+(aq)+4e-===2H2O(l) C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-===CO2(g)+6H+(aq) D.O2(g)+2H2O(l)+4e-===4OH-

解析：选C。该燃料电池的总反应为2CH3OH(g)+

3O2(g)===4H2O(l)+2CO2(g),正极反应为O2(g)+4H+(aq)+4e-===2H2O(l),则负极反应为CH3OH(g)+H2O(l)-6e- ===CO2(g)+6H+(aq)。

2.市场上经常见到的标记为 Li-ion 的电池称为“锂离子电池”。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。这种锂离子电池的电池反应式为 Li+ 2Li0.35NiO2放电充电+

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 B.充电时， Li0.85NiO2 既发生氧化反应又发生还原反应 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+