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专题课堂七新型化学电源高考命题中常见的新型化学电池有“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。取材于新型化学电源的试题，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。【分析建模】考点一新型燃料电池的分析判断【示例1】某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O。下列有关说法正确的是()。A．电子通过外电路从b极流向a极B．a极上的电极反应式为：H2＋2OH－－2e－===2H2OC．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极解析由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H＋移向正极，总反应方程式减去正极反应式(O2＋4H＋＋4e－===2H2O)，即得负极(a)的电极反应式应为：2H2－4e－===4H＋，故A项、B项错误，D项正确；C项没有指明标准状况，故C项错误。答案D【方法技能】理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤1．先写出燃料电池总反应式虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。2．再写出燃料电池正极的电极反应式由于燃料电池正极都是O2得到电子发生还原反应，由于电解质溶液的酸碱性不同电池正极的电极反应也不相同。当电解质为碱性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O3．最后写出燃料电池负极的电极反应式由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。【应用1】固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()。A．有O2放电的a极为电池的负极B．有H2放电的b极为电池的正极C．b极对应的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2OD．该电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O解析H2在O2中燃烧的方程式为2H2＋O2=====点燃2H2O，所以氢氧燃料电池的总方程式为2H2＋O2===2H2O，D对；而O2为氧化剂，在正极反应，所以a极为正极，A错；因反应介质中没有水，所以正极反应式为O2＋4e－===2O2－，再根据总反应写出负极反应式为2H2＋2O2－－4e－===2H2O，C错；H2为可燃物，为负极反应物，B错。答案D【应用2】如图是二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题：(1)B电极上的电极反应式是_____________________；(2)若燃料电池中通入二甲醚(沸点为－24.9℃)的速率为1.12L·min－1(标准状况)，以该燃料电池作为电源电解2mol·L－1CuSO4溶液500mL，则通电30s后理论上阴极可析出________g金属铜(假设整个过程中，能量利用率为75%)。解析(1)根据题中电池示意图，A电极为电池正极，B电极为电池负极，电池总反应为：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O①，正极反应为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O②，①－②可得B电极上的电极反应式为：CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋。(2)30s内通入CH3OCH3在标准状况下的体积＝0.5min×1.12L·min－1＝0.56L，即0.025mol，电池提供电子的物质的量＝0.025mol×12×75%＝0.225mol。500mL2mol·L－1CuSO4溶液中含有的n(Cu2＋)＝1mol,1molCu2＋需获得2mol电子生成Cu，所以可得到Cu的质量＝0.225/2mol×64g·mol－1＝7.2g。答案(1)CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋(2)7.2【分析建模】考点二可充电电池的分析判断【示例2】天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2＋C6充电放电CoO2＋LiC6，下列说法正确的是()。A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－===Li＋＋C6B.放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析充电时，Li被氧化，电池阴极反应为C6＋e－===C－6，故A项错误；由于Li为活泼金属，可与羧酸、醇等物质反应，故C项错误；由于Li的摩尔质量较小，所以锂电池的比能量应较高，故D项错误。答案B【方法技能】可充电电池电极反应式的书写技巧书写可充电电池电极反应式时，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电时的电极反应式时，一般要遵守三个步骤：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较简单的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液反应)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。根据正确书写的电极反应式，可顺利判断各电极周围溶液pH的变化。【应用3】“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给“天宫一号”，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。图中为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看作H2直接参加反应)。下列说法正确的是()。A．充电时阴极区电解质溶液pH降低B．在使用过程中此电池要不断补充水C．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应D．充电时阳极反应为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O解析A项，充电时阴极区H＋发生还原反应：2H＋＋e－===H2↑，pH升高；B项，使用过程中此电池的负极要不断补充H2；C项，放电时NiOOH在正极发生还原反应；D项，充电时阳极上Ni(OH)2发生氧化反应。答案D【应用4】下图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池。离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3放电充电Na2S4＋3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是(双选)()。A．负极反应为2S2－2－2e－===S2－4B．当有0.01molNa＋通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112mLC．闭合K后，b电极附近的pH变小D．闭合K后，a电极上有气体产生解析电源的正极：Br－3＋2e－===3Br－；电源的负极：2S2－2－2e－===S2－4，内电路为Na＋移动导电，A正确。由题意可知b极(阴极)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，a极(阳极)：Cu－2e－===Cu2＋，所以C、D均错误；对于B项当有0.01molNa＋通过离子交换膜时，说明有内电路通过了0.01mol的电荷，外电路转移的电子也就为0.01mol。结合b极反应，产生的气体就为0.005mol，标准状况下体积为112mL，B正确。答案AB