沈国强

(浙江省桐乡市教师进修学校 314500)

一、前言

电池问题已经成为化学高考中的热点,在今年各地的高考化学试题都出现了不同形式的电池试题.由于电池试题具有题目新颖，取材广泛，考察全面等特点，学生看后往往会束手无策，失分率极高.本文以2019年年我国各地化学试题中出现的电池问题为例，来探讨电池问题的解题规律,寻找电池问题的解题策略.

二、例题解析

例1(2019全国Ⅰ理综卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示.下列说法错误的是( ).

A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3

D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

解题规律与策略本题题材较为新颖，但是考查的知识仍然是原电池的基本原理.学生只要学会能从图示中寻找物质反应引起化合价变化的规律，运用氧化还原反应的规律，推知电池的正极和负极，弄清楚在电池两极周围发生的各类反应，以及电子、离子的移动规律，就可顺利解答本题.

A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

D. 放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区

解题规律与策略本题以3D-Zn-NiOOH二次电池为载体，重点考查了二次电池在充电与放电时电极方程式的书写，以及充放电过程中阴阳离子的移动方向等问题.只要掌握好二次电池原电池和电解池的规律,从电池总反应式出发,做好原电池的正负极和电解池的阴阳极的正确判断,把握负极和阳极发生氧化反应,正极和阴极发生还原反应的规律,以及电解液中阴阳离子的移动方向加以正确判断,便可顺利突破本题.

例3(2019浙江卷)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用.下列为4种电池示意图.

下列说法不正确的是( ).

A．甲：Zn2+向 Cu 电极方向移动，Cu 电极附近溶液中H+浓度增加

C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄

D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降

解题规律与策略本题考查了四种常见的电池.解题方法是差不多的.都是采用通过比较还原性的强弱，确定电池的正、负极.然后解决电极反应方程式或阴阳离子的移动方向等问题.

例4(2019天津卷)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下.图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量.

下列叙述不正确的是( ).

B．放电时，溶液中离子的数目增大

C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I-被氧化

D．充电时，a电极接外电源负极

解题规律和策略本题考查锌-碘溴液流电池.解题的关键是要读懂题中电极上物质变化规律，推断出电池的正负极，然后根据二次电池的规律，对充电时，运用电解池原理解答新问题.

例5(2019江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用 NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验.下列有关该实验的说法正确的是( ).

B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D．以水代替 NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀

例6(2019北京卷)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下.通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2.

①制H2时，连接____.产生H2的电极反应式是____.

②改变开关连接方式，可得O2.

③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用： ____.

解题规律和策略本题考查的是电解池.首先根据外电源的极性确定电解池的阴阳极，然后根据电极3中物质变化规律写出电极反应式，在确定电极1(制H2)和电极3(制O2)上的反应式，最后得知电极3的作用.

该电解池的阳极为____，总反应为____.电解制备需要在无水条件下进行，原因为____.

电解制备需要在无水条件下进行，因为中间产物Na能与水反应生成NaOH和H2，Fe2+能与OH-反应生成沉淀.

本题答案：

Fe电极

水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH-，OH-与Fe2+反应生成Fe(OH)2.

解题规律和策略本题考查的是电解池.解题的关键在于抓住图示中二茂铁制备过程中涉及的四个化学方程式，根据阳极发生氧化反应进行判断，并根据四个分步反应推导出电极总反应式.再根据四个分步反应中的中间体Na与水反应，水会电解生成OH-，OH-与Fe2+反应生成Fe(OH)2去解答电解制备需要在无水条件下进行的原因.

综上所述，在2019年高考化学试题中均出现了形形色色的电池问题.虽然电池试题形式上新颖独特，而且每道试题都带有电池装置图，但是解答这类试题的规律和策略是相同的.解答电池问题的步骤如下：第一步要深刻领会电池装置图所蕴含的信息，如电极上物质的变化，电解质溶液物质的变化，隔膜的作用，外电源正负极的连接方式等等；第二步是运用氧化还原反应的原理正确判断电池的正负极或电解池的阴阳极，并写出对应的电极方程式；第三步是处理阴阳离子移动方向，电极上物质变化的计算以及出现的各类新问题.