几种重要的化学电池-A讲解
第二课时:化学电源(实验班)

第二课时:化学电源(实验班) NO.10学习目标:通过对几种重要的化学电池的构造、电极反应、电池反应及其工作原理学习,进一步加深化学与生活、生产、科技之间联系的认识重点难点:几种重要的化学电池的电极反应、电池反应及其工作原理复习回顾:1、原电池是一种将能转变为能的装置。
2、Zn –CuSO4溶液-—Cu原电池的电子流向是怎样的?请写出该电池的电极反应及电池反应学习过程:化学电源:阅读课本23页—25页,了解各种化学电源,并填空。
1、锌锰干电池:电极材料,电解质为KOH电极反应:正极负极电池反应:例1 锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:Zn+2MnO2+2NH4+ = Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是( )A、ZnB、碳棒C、MnO2和NH4+D、Zn2+和NH4+2、铅蓄电池:电极材料,电解质电极反应:正极负极电池反应:优缺点:注意:铅蓄电池放电时为原电池,而充电时则为电解池,充电时的电极反应式及总式为:阳极:阴极:总式:例 2 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为H2SO4,工作时的反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是( )A.Pb为正极被氧化B.PbO2为负极被还原C. SO42-只向PbO2处移动D.电解液密度不断减小3、氢氧燃料电池:电极材料,电解质为KOH电极反应:正极负极电池反应:氢氧燃料电池的电极反应:正极负极电池反应:例3 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2==2H2O,电解液为KOH,反应保持在较高温度,使H2O蒸发,下列叙述正确的是()A、此电池能发出蓝色火焰B、H2为正极,O2为负极C、工作时,电解液的pH不断减小D、电极反应为:负极2 H2+4 OH--4e-==4 H2O,正极O2+2H2O+4e-==4 OH-【难点突破】书写原电池电极反应式的基本思路:(1)负极:还原剂-ne–= 氧化产物正极:氧化剂+ ne–= 还原产物(注意分析参与电极反应产生的粒子能否与电解质反应,如能反应,写反应后的产物)。
化学电池的分类及应用

化学电池的分类及应用化学电池是一种将化学能转化为电能的装置,根据不同的结构和工作原理,可以将化学电池分为原电池和可充电电池两大类。
原电池包括干电池和湿电池,可充电电池则包括铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池和锌锰电池等。
1. 干电池:干电池是最常见的一种原电池,由锌和二氧化锰等化学物质构成。
它具有体积小、重量轻、使用方便等特点,因此广泛应用在家用电器、电子设备和移动通信等领域。
其中最常见且应用广泛的是碱性锰电池,如碱性7号电池和碱性5号电池。
2. 湿电池:湿电池又称为液态电池,将电解质溶液浸泡在两个电极之间,常用电解质为硫酸铁、盐酸锌等。
湿电池在实验室研究、工业设备和计算机的电源等方面有着广泛的应用。
常见的湿电池有铅酸电池、锌银电池、银汞电池等。
3. 铅酸蓄电池:铅酸蓄电池是一种常见的可充电电池,具有较高的电压稳定性和储电量,广泛应用于汽车、UPS不间断电源、太阳能储能等领域。
铅酸蓄电池由一正极的氧化铅、一负极的纯铅和硫酸电解液组成,其工作原理为通过充放电过程中,铅极和氧化铅极之间的电子和离子的流动来产生电能。
4. 锂离子电池:锂离子电池具有高能量密度、长寿命和环保无污染等特点,是目前使用最广泛的可充电电池之一。
锂离子电池应用于手机、平板电脑、电动车、无人飞行器等领域。
锂离子电池由锂盐溶液作为电解质,通过锂离子在锂原子和金属氧化物之间的嵌入和脱嵌过程来实现充放电。
5. 镍氢电池:镍氢电池具有高容量、长寿命和低自放电率等特点,广泛应用于相机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
镍氢电池由氢气电负极、氢氧化镍正极和碱性电解液组成,其工作原理为在充电过程中,氢气电负极吸收氢气,氢氧化镍正极释放出氢气。
6. 锌锰电池:锌锰电池是一种新型的原电池,具有体积小、重量轻且成本低廉的特点,广泛应用于手电筒、遥控器等小型电子设备。
锌锰电池由微型锌棒和锰糖浆等材料组成,其工作原理为通过锌离子在锌极和锰氧化物极之间的流动来实现电能产生。
电池命名规则国标

电池命名规则国标引言:电池是我们日常生活中不可或缺的能量来源,它们广泛应用于各种电子设备和交通工具中。
为了统一电池的命名规则,方便用户选择和使用,国际标准化组织制定了一系列的电池命名规则国标。
本文将介绍这些规则,帮助读者更好地了解电池命名和选购。
一、电池类型标志根据国标,电池类型应以字母或数字表示。
其中,字母表示化学元素或化合物,数字表示电池系统。
常见的电池类型有:1. 碱性电池:以字母“AA”、“AAA”等表示,其中“A”代表碱性。
2. 镍镉电池:以字母“Ni-Cd”表示,其中“Ni”代表镍,“Cd”代表镉。
3. 镍氢电池:以字母“Ni-MH”表示,其中“MH”代表金属氢化物。
4. 锂离子电池:以字母“Li-ion”表示,其中“Li”代表锂,“ion”代表离子。
5. 铅酸电池:以字母“Pb-Acid”表示,其中“Pb”代表铅,“Acid”代表酸。
二、电池容量标志电池容量是衡量电池储存能量的重要指标,通常以单位“mAh”表示。
其中,“m”代表毫,即千分之一,“Ah”代表安时,即电流为1安时所需的时间。
电池容量越大,其使用时间越长。
常见的电池容量有:1. 1000mAh:表示电池容量为1000毫安时。
2. 2000mAh:表示电池容量为2000毫安时。
3. 3000mAh:表示电池容量为3000毫安时。
三、电池电压标志电池电压是指电池正极和负极之间的电位差,通常以单位“V”表示。
电压标志有助于用户正确选择电池,以确保设备正常工作。
常见的电池电压标志有:1. 1.5V:表示电池电压为1.5伏特。
2. 3.7V:表示电池电压为3.7伏特。
3. 12V:表示电池电压为12伏特。
四、电池尺寸标志电池尺寸标志是指电池的物理尺寸和形状,方便用户选择适配的电池。
常见的电池尺寸标志有:1. AA:表示电池直径为14.5毫米,高度为50.5毫米。
2. AAA:表示电池直径为10.5毫米,高度为44.5毫米。
3. C:表示电池直径为26.2毫米,高度为50毫米。
ab电池原理

ab电池原理一、引言AB电池是一种常见的电池类型,它由两种化学物质A和B组成。
在电池工作过程中,化学反应会产生电子流动,从而产生电能。
本文将介绍AB电池的原理及其工作过程。
二、AB电池的原理AB电池是一种原电池,其工作原理基于两种不同的化学物质之间的氧化还原反应。
在AB电池中,通常A物质为阳极,B物质为阴极。
当AB电池连接电路后,化学反应开始进行。
这个过程中,A物质被氧化,释放出电子,而B物质则被还原,吸收电子。
三、AB电池的工作过程1. 锌-铜电池以锌-铜电池为例,锌为A物质,铜为B物质。
在电池工作过程中,锌将发生氧化反应,即Zn → Zn^2+ + 2e^−。
反应中产生的电子通过电路流向铜,使铜离子还原为铜原子,即Cu^2+ + 2e^− → Cu。
这个过程中,电子流动产生了电能。
2. 锌-氧化银电池另一种常见的AB电池是锌-氧化银电池。
在这种电池中,锌仍然是A物质,而氧化银则是B物质。
锌发生氧化反应,生成锌离子和电子:Zn → Zn^2+ + 2e^−。
电子通过电路流向氧化银,使氧化银还原为银原子:Ag^+ + e^− → Ag。
同样地,电子的流动产生了电能。
四、AB电池的特点1. 低成本:AB电池的制造成本相对较低,可以大规模生产。
2. 环保:AB电池中的化学物质通常不会对环境造成污染。
3. 便携性:AB电池体积小巧,重量轻,易于携带和使用。
4. 适用范围广:AB电池可以用于各种小型电子设备,如手电筒、遥控器等。
五、AB电池的应用AB电池广泛应用于日常生活中的各种小型电子设备。
例如,我们常见的遥控器、手表、计算器等都使用AB电池作为电源。
此外,AB 电池也被用于一些需要稳定电压输出的设备,如闹钟和数码相机。
六、AB电池的使用注意事项1. 请勿将AB电池投入火中,以免引发火灾或爆炸。
2. 请勿将AB电池投入水中,以免发生化学反应损坏电池。
3. 请勿将AB电池与其他金属物质直接接触,以免引发短路和电池损坏。
常见的化学电源

总反应式:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 正极:2O2+8e-+4H2O=8OH- 负极:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
课后作业
PPT常用编辑图使用方法
1.取消组合
2.填充颜色
总反应:Zn+Ag2O + H2O = Zn OH 2 +2Ag
二、一次电池
电极材料:氧化银加石墨 金属锌 电解质溶液:强碱氢氧化钾。
试着写出电极反应式
价格昂贵,使用寿命较短 。
一次电池
普通干电池
电极材料:锌粉、铜钉、 MnO2、C 电解质溶液:KOH溶液
电极总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn OH 2
适用于讲座,演讲,授课,培训等场景
常见的化学电源
第二单元 化学能与电能的转化
常见的化学电源
1.了解化学电源的种类及工作原理,认识化学能转化为电能的实际意义。 2.了解常见的一次电池、二次电池和燃料电池。 3.了解废旧电池对环境的危害,树立环保意识。
用途广泛的电池
笔记本电脑专用电池
手机专用电池
其它常见化学电源的电极反应式也可据此写出
若将上述燃料电池中的燃料换成甲烷,电解质是稀硫酸。请写出电极反应式和总反应式。
总反应式:CH4+2O2=CO2+2H2O 正极:2O2+8e-+8H+=4H2O 负极:CH4-8e-+ 2H2O =CO2+ 8H+
思考
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充; ②反应产物不断排出; ③能量转化率高 超过80% ,普通的只有30%,有利于节约能源。 缺点:体积较大、附属设备较多 优点:能量转换率高、清洁、对环境好 其它燃料电池:烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……
化学电池

用途广泛的电池
干电池
碱性电池
各 式 各 样 的 纽 扣 电 池
用途广泛的电池
笔记本电脑专用电池
用于汽车的铅蓄电池
摄 像 机 专 用 电 池 手机专用电池
用途广泛的电池
用于汽车和航天的燃料电池
化学电池与其它能源相比有哪些优点? ①能量转换效率高
②供能稳定可靠
③可以制成各种型号的电池 ④使用方便,易于维护,并可在各种环 境下工作。
练 下图为氢氧燃料电池原理示
意图,按照此图的提示,下列叙述 正确的是 AD A.a电极是负极 B.b电极的电极反应为:4OH- - 4 e-=2H2O +O2 C.电池工作时,电子由正极通 过外电路流向负极 D.氢氧燃料电池是一种具有应 用前景的绿色电源
练
如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲 醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提 供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经内电路 到达另一极与氧气反应。电池总反应式为:2CH3OH +3O2=2CO2+4H2O。下列说法中正确的是 BC
化 学 电 池
镍镉电池
锂离子电池 氢气、甲醇、天 然气、煤气与氧 气组成燃料电池
碱性锌-锰干电池
碱性电池
电池反应: Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极: + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 Zn 正极: 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质: KOH
A
氢氧燃料电池
H2
ePt (-)
ePt O2 (+)
电解质溶液 : KOH等强碱、 H2SO4等 强酸、NaCl等盐溶液
高二化学原电池知识讲解

一、教学内容:1、原电池2、化学电源二、重点、难点1、理解原电池原理,并能正确判断原电池的两极,熟练书写电极反应式。
2、掌握构成原电池的条件,并会进行简单的原电池设计。
3、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。
(一)原电池1、原电池的定义:将化学能直接转变为电能的装置。
分析:锌片、铜片插入稀硫酸中,锌片有气泡产生,铜片上没有气泡产生,这是因为在金属活动性顺序表中,锌排在氢的前面,容易失去电子,能置换酸中的氢,铜排在氢的后面,不能置换酸中的氢。
把锌片和铜片用导线连起来后,铜上有气泡放出而锌上没有是因为锌是比较活泼的金属,锌片的锌原子失电子变成锌离子,溶解在溶液里。
锌原子失去电子通过导..........线流到铜片上,而溶液中的氢离子从铜片上得到电子变成氢原子,二个氢原子组成了氢分子。
......(盐桥的作用:可使由它连接的两溶液保持电中性,盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
)2、原电池的原理:从化学反应来看,较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。
3、原电池的电极:原电池有两个电极,一个是正极..,一个是负极..。
(1)原电池中电子流出..的一极称为负极,该极上发生氧化反应。
负极:电子流出,较活泼,(锌片):Zn -2e -=Zn 2+(氧化反应) (2)原电池电子流入..的一极称为正极,该极上发生还原反应。
正极:电子流入,较不活泼,(铜片):2H ++2e -=H 2↑(还原反应) (3)电子的流动方向:负极→正极 (4)电流的流动方向:正极→负极(5)离子的移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
4、组成原电池的条件:有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极;电极材料均插入电解质溶液中;两极相连形成闭合回路。
5、原电池反应的应用:(1)比较金属的活泼性——活泼金属作负极被损耗,不活泼金属作正极。
化学电池的分类及应用

化学电池的分类及应用化学电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置,广泛应用于日常生活、工业生产和科学研究等领域。
根据不同的分类标准,化学电池可以分为很多种类,主要包括原电池、蓄电池、燃料电池和太阳能电池等。
一、原电池原电池是一类一次性使用的化学电池,其正反极材料不可再生。
常见的原电池包括干电池、碱性电池、铅酸电池等。
这些电池通常使用锌、碳等金属作为负极材料,使用氧化锌、二氧化锰等化合物作为正极材料,通过电化学反应释放出电子和离子,实现化学能到电能的转换。
原电池具有体积小、使用方便、价格低廉等特点,广泛应用于家用电器、手持设备、遥控器、闹钟等电子产品中。
二、蓄电池蓄电池是一类可充电的化学电池,其正反极材料可以通过外部电流反向反应,恢复原来的化学形态。
常见的蓄电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池等。
这些电池通常使用铅、锂、镍等金属作为电极材料,使用氧化铅、氧化锂等化合物作为正极材料,通过反应可将电能转化为化学能保存,或将化学能转化为电能输出。
蓄电池具有可重复使用、容量大等特点,广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能系统等领域。
三、燃料电池燃料电池是一类通过氧化还原反应将化学能直接转化为电能的装置。
常见的燃料电池包括氢燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。
这些电池通常使用氢气、甲醇、乙醇等作为燃料,通过与氧气反应产生电子和离子,实现化学能到电能的转换。
燃料电池具有高能量密度、高效率、零排放等优点,广泛应用于汽车、航空航天、无人机、移动电源等领域。
四、太阳能电池太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的装置。
常见的太阳能电池包括硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池、氨基硅太阳能电池等。
这些电池利用半导体材料的光电效应,将太阳光中的能量转化为电子,在外加电场的作用下形成电流,实现太阳能到电能的转换。
太阳能电池具有可再生、环保、寿命长等优点,广泛应用于太阳能发电系统、光伏电站、户用太阳能系统等领域。
除了以上主要分类外,还有其他一些特殊类型的化学电池,如二氧化碳还原电池、锌空气燃料电池、硫脲蓄电池等,这些电池具有不同的反应机制和应用领域。
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考点一几种重要的化学电池高考中常见的新型电池有“氢镍电池”、“高铁电池”、“碱性锌锰电池”、“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”、“锌银电池”、“钮扣电池”、“Mg—AgCl电池”、“Mg—H2O2电池”等。
新型电池是对电化学原理的综合考查,在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。
1.判断电极(1)“放电”时正、负极的判断①负极:元素化合价升高或发生氧化反应的物质;②正极:元素化合价降低或发生还原反应的物质。
(2)“充电”时阴、阳极的判断①阴极:“放电”时的负极在“充电”时为阴极;②阳极:“放电”时的正极在“充电”时为阳极。
2.微粒流向(1)电子流向①电解池:电源负极→阴极,阳极→电源正极;②原电池:负极→正极。
提示:无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。
(2)离子流向①电解池:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;②原电池:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3.书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写①依据条件,指出参与负极和正极反应的物质,根据化合价的变化,判断转移电子的数目;②根据守恒书写负极(或正极)反应式,特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。
(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。
题组一“一池多变”的燃料电池1.(2012·四川理综,11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。
下列有关说法正确的是()A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH-答案 C解析解答本题时审题是关键,反应是在酸性电解质溶液中进行的。
在原电池中,阳离子要往正极移动,故A错;因电解质溶液是酸性的,不可能存在OH-,故正极的反应式为O2+4H++4e-===2H2O,转移4 mol电子时消耗1 mol O2,则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2,故B、D错;电池反应式即正、负极反应式之和,将两极的反应式相加可知C正确。
2.将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流。
下列叙述正确的是() ①通入CH4的电极为正极②正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-③通入CH4的电极反应式为CH4+2O2+4e-===CO2+2H2O④负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动A.①③⑤B.②④⑥C.④⑤⑥D.①②③答案 B解析根据题意知发生的反应为CH4+2O2===CO2+2H2O,反应产生的CO2在KOH溶液中会转化为CO2-3。
CH4为还原剂,应通入电源的负极,所以①错误;正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,故②、④正确,③错误;放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,⑤错误,⑥正确。
3.下列叙述中正确的是()A.图①中正极附近溶液pH降低B.图①中电子由Zn流向Cu,盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液C.图②正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-D.图②中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成答案 D解析A项,正极电极反应式为Cu2++2e-===Cu,c(Cu2+)减小,Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+平衡向左移动,酸性减弱,pH应升高;B项,盐桥中的Cl-应移向负极区域;C项,应发生析氢腐蚀;D项,K3[Fe(CN)6]和Fe2+反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀。
4.硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如右,该电池工作时反应为4VB2+11O2===4B2O3+2V2O5。
下列说法正确的是()A.电极a为电池负极B.图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C.电子由VB2极经KOH溶液流向a电极D.VB2极发生的电极反应为2VB2+22OH--22e-===V2O5+2B2O3+11H2O答案 D解析电极反应式为正极:11O2+44e-+22H2O===44OH-,负极:4VB2+44OH--44e-===2V2O5+4B2O3+22H2O;B项,因为负极上消耗OH-,所以选择性透过膜应只让阴离子选择性透过;C项,电子不会进入电解质溶液。
5.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。
下列说法不正确的是()A.在熔融电解质中,O2-向正极定向移动B.电池的总反应是:2C4H10+13O2===8CO2+10H2OC.通入空气的一极是正极,电极反应为O2+4e-===2O2-D.通入丁烷的一极是负极,电极反应为C4H10-26e-+13O2-===4CO2+5H2O答案 A解析电极反应式为正极:O2+4e-===2O2-负极:C4H10-26e-+13O2-===4CO2+5H2OA项,O2-在正极上生成,应移向负极。
6.(2014·上海,12)如下图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析正确的是() A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-―→H2↑B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合,电路中通过0.002N A个电子时,两极共产生0.001 mol气体答案 B解析本题考查电化学原理。
K1闭合,该装置为原电池,根据原电池原理铁棒为负极,发生的反应为Fe-2e-―→Fe2+,石墨棒为正极,发生的反应为O2+4e-+2H2O―→4OH-,石墨棒周围溶液pH逐渐升高,所以A错误、B 正确;K2闭合则为电解池装置,根据电解原理,铁棒为阴极,不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C错;此电解池是电解饱和NaCl溶液,两极产生氢气和氯气共为0.002 mol,D错。
7.近年来,金属—空气电池的研究和应用取得很大进步,这种新型燃料电池具有比能量高、污染小、应用场合多等多方面优点。
铝—空气电池工作原理如图所示。
关于金属—空气电池的说法不正确的是()A .铝—空气电池(如上图)中,铝作负极,电子通过外电路到正极B .为帮助电子与空气中的氧气反应,可使用活性炭作正极材料C .碱性溶液中,负极反应为Al(s)+3OH -(aq)===Al(OH)3(s)+3e -,每消耗2.7 g Al(s),需耗氧6.72 L(标准状况) D .金属—空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应,另一方面在非工作状态下能够密封防止金属自腐蚀 答案 C解析 C 项,电极反应式为负极:4Al(s)-12e -+16OH -(aq)===4AlO -2(aq)+8H 2O 正极:3O 2+12e -+6H 2O===12OH -(aq)所以每消耗2.7 g Al ,需耗氧(标准状况)的体积为2.727×14×3×22.4=1.68 L 。
不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写,大多数学生感到较难。
主要集中在:一是得失电子数目的判断,二是电极产物的判断。
下面以CH 3OH 、O 2燃料电池为例,分析电极反应式的书写。
(1)酸性介质,如H 2SO 4。
CH 3OH 在负极上失去电子生成CO 2气体,O 2在正极上得到电子,在H +作用下生成H 2O 。
电极反应式为负极:CH 3OH -6e -+H 2O===CO 2↑+6H +正极:32O 2+6e -+6H +===3H 2O(2)碱性介质,如KOH 溶液。
CH 3OH 在负极上失去电子,在碱性条件下生成CO 2-3,1 mol CH 3OH 失去6 mol e -,O 2在正极上得到电子生成OH -,电极反应式为负极:CH 3OH -6e -+8OH -===CO 2-3+6H 2O正极:32O 2+6e -+3H 2O===6OH -(3)熔融盐介质,如K 2CO 3。
在电池工作时,CO 2-3移向负极。
CH 3OH 在负极上失去电子,在CO 2-3的作用下生成CO 2气体,O 2在正极上得到电子,在CO 2的作用下生成CO 2-3,其电极反应式为负极:CH 3OH -6e -+3CO 2-3===4CO 2↑+2H 2O正极:32O 2+6e -+3CO 2===3CO 2-3 (4)掺杂Y 2O 3的ZrO 3固体作电解质,在高温下能传导正极生成的O 2-。
根据O 2-移向负极,在负极上CH 3OH 失电子生成CO 2气体,而O 2在正极上得电子生成O 2-,电极反应式为负极:CH 3OH -6e -+3O 2-===CO 2↑+2H 2O正极:32O 2+6e -===3O 2-题组二 “久考不衰”的可逆电池8.(2014·天津理综,6)已知:锂离子电池的总反应为Li x C +Li 1-x CoO 2放电充电C +LiCoO 2锂硫电池的总反应为2Li +S放电充电Li 2S有关上述两种电池说法正确的是( )A .锂离子电池放电时,Li +向负极迁移 B .锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C .理论上两种电池的比能量相同D .下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案 B解析 锂离子电池放电时,为原电池,阳离子Li +移向正极,A 错误;锂硫电池充电时,为电解池,锂电极发生还原反应生成Li,B正确;电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少,两种电池材料不同,显然其比能量不同,C错误;由图可知,锂离子电池的电极材料为C和LiCoO2,应为该电池放电完全所得产物,而锂硫电池的电极材料为Li和S,应为该电池充电完全所得产物,故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程,D错误。
9.(2014·浙江理综,11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2+M===NiOOH+MH已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO-2下列说法正确的是()A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M还原D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液答案 A解析A项,放电过程中,NiOOH得电子,化合价降低,发生还原反应,该项正确;B项,充电过程中发生电解池反应,OH-从阴极向阳极迁移,该项错误;C项,充电过程中,阴极M得到电子,M被还原,H2O中的H化合价没有发生变化,该项错误;D项,NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应,该项错误。