【學海導航】高中化學第一輪總復習 第9章 第29講 化學電源課件 新課標（湖南專版）.ppt

第29講化學電源 例1鎳鎘 ni cd 可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用 已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為koh溶液 其充 放電按下式進行 cd 2niooh 2h2ocd oh 2 2ni oh 2 有關(guān)該電池的說法正確的是 a 充電時陽極反應 ni oh 2 e oh niooh h2ob 充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程c 放電時負極附近溶液的堿性不變d 放電時電解質(zhì)溶液中的oh 向正極移動 d 解析 本題是考查常見的鎳鎘 ni cd 可充電電池的工作原理 由充電時方程式中的cd和ni的化合價的變化可知 充電時ni oh 2作陽極 電解質(zhì)溶液為koh 所以電極反應式為 ni oh 2 e oh niooh h2o cd oh 2作陰極 cd oh 2 2e cd 2oh 充電的過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學能 放電時 cd作負極 cd 2e 2oh cd oh 2 cd周圍的c oh 下降 oh 向負極移動 考點2燃料電池的原理與特點 1 燃料電池的特點燃料電池是利用燃燒反應或與之類似的反應具有能量變化大的特點而設計和電池 它具有高效無污染的特點正成為新能源研究的重點 燃料電池的工作原理具有如下特點 1 兩電極可能相同 電極不參加反應 電極的作用是催化轉(zhuǎn)換 作用很關(guān)鍵 原理很復雜 2 氧氣等氧化劑總是在正極得電子發(fā)生還原反應 燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應 3 燃料電池的電解質(zhì)可能是酸性 堿性和熔融的鹽或氧化物 4 燃料電池總反應式的條件都不能寫 點燃 通常條件不寫 2 有氧氣參加的燃料電池正極反應式的書寫 1 酸性條件 如硫酸 o2 4h 4e 2h2o 2 堿性條件 如koh溶液 o2 2h2o 4e 4oh 3 熔融的鹽 如k2co3并在通o2的一極通co2 o2 co2 4e co 4 熔融的氧化物 有o2 遷移 o2 4e 2o2 若已知燃料電池總反應和正極反應式 將很容易書寫負極反應式 例2 2011 淮陰中學學情檢測 日本茨城大學研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池 ddfc 該電池有較高的安全性 電池總反應為 ch3och3 3o2 2co2 3h2o 電池示意如圖 下列說法不正確的是 d 解析 由電池總反應式可知 二甲醚發(fā)生氧化反應 為負極反應物 氧氣發(fā)生還原反應 為正極反應物 所以a為負極 b為正極 工作時 電子由a極沿導線經(jīng)燈泡再到b極 電流由b極沿導線經(jīng)燈泡再到a極 負極反應為 ch3och3 12e 3h2o 2co2 12h 正極反應為 4h o2 4e 2h2o 電池工作時 1mol二甲醚被氧化時就有12mol電子轉(zhuǎn)移 考點3原電池的ph變化 1 在原電池工作時 由于負極金屬失去電子進入電解質(zhì)溶液 正極附近的陽離子得到電子從溶液中析出 可能會引起溶液ph的變化 1 當負極產(chǎn)生的金屬離子結(jié)合溶液中的oh 時 電極附近的溶液ph降低 當正極o2得電子時結(jié)合溶液中的水時 生成oh 使溶液中的ph增大 2 電池工作時整個溶液ph的變化必須從總反應式來分析 當電解液中酸被消耗時 溶液ph增大 當電解質(zhì)溶液中堿被消耗時 溶液ph減小 例3可用于電動汽車的鋁 空氣燃料電池 通常以nacl溶液或naoh溶液為電解質(zhì) 鋁合金為負極 空氣電極為正極 下列說法正確的是 a 以nacl溶液或naoh溶液為電解質(zhì)時 正極反應都為o2 2h2o 4e 4oh b 以naoh溶液為電解質(zhì)時 負極反應為 al 3oh 3e al oh 3 c 以naoh溶液為電解質(zhì)時 電池在工作過程中電解質(zhì)的ph保持不變d 電池工作時 電子通過外電路從正極流向負極 a 原電池及化學電源電極反應式書寫的方法思路 1 若題目給出的是圖示裝置 先分析原電池的正極 再根據(jù)正 負極反應規(guī)律寫電極反應式 2 根據(jù)化合價變化數(shù)寫出兩極的電子得失守恒式 3 最后根據(jù)電極附近的環(huán)境添加相應物質(zhì)配平反應式 也可以利用總反應式減去一個電極反應式得另一電極反應式 注意 電極反應式均為離子方程式 注意物質(zhì)是否能拆為離子形式 1 2011 新課標全國卷 鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池 放電時的總反應為 fe ni2o3 3h2o fe oh 2 2ni oh 2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 a 電池的電解液為堿性溶液 正極為ni2o3 負極為feb 電池放電時 負極反應為fe 2oh 2e fe oh 2c 電池充電過程中 陰極附近溶液的ph降低d 電池充電時 陽極反應為2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o c 解析 解答本題時應注意電池放電時為原電池 失去電子的為負極反應 充電時為電解池 失去電子的為陽極反應 2 2011 海南卷 一種充電電池放電時的電極反應為 h2 2oh 2e 2h2o nio oh h2o e ni oh 2 oh 當為電池充電時 與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應是 a h2o的還原b nio oh 的還原c h2的氧化d ni oh 2的氧化 d 3 2010 江蘇卷 下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖 下列說法正確的是 a 該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化b 裝置y中負極的電極反應式為 o2 2h2o 4e 4oh c 裝置x能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生d 裝置x y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放 并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉(zhuǎn)化 3 2010 江蘇卷 下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖 下列說法正確的是 c 解析 本題主要考查的是電化學知識 a項 在該裝置系統(tǒng)中 有四種能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系 即太陽能 電能 化學能和機械能之間的相互轉(zhuǎn)化 b項 裝置y為氫氧燃料電池 負極電極反應為h2 2e 2oh 2h2o c項 相當于用光能電解水 產(chǎn)生h2和o2 實現(xiàn)燃料 h2 和氧化劑 o2 的再生 d項 在反應過程中 有能量的損耗和熱效應的產(chǎn)生 不可能實現(xiàn)化學能和電能的完全轉(zhuǎn)化 綜上分析可知 本題選c項 a 閉合k時 鈉離子從右到左通過離子交換膜b 閉合k時 負極反應為3nabr 2e nabr3 2na c 閉合k時 x電極的電極反應式為2cl 2e cl2 d 閉合k時 當有0 1molna 通過離子交換膜 x電極上析出標準狀況下氣體1 12l c 5 一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為 在酸性溶液中甲醇與氧氣作用生成水和二氧化碳 該電池負極發(fā)生的反應是 a ch3oh l o2 g h2o l co2 g 2h aq 2e b o2 g 4h aq 4e 2h2o l c ch3oh l h2o l co2 g 6h aq 6e d o2 g 2h2o l 4e 4oh c 解析 甲醇與氧氣反應的氧化還原反應方程式為 2ch3oh 3o2 2co2 4h2o 化合價升高的元素為甲醇中的c元素 所以在負極上甲醇失去電子而放電 在該極上的電極反應式為 ch3oh l h2o l co2 g 6h aq 6e 6 2011 長沙市一中高三月考 固體氧化物燃料電池 sofc 以固體氧化物作為電解質(zhì) 其工作原理如下圖所示 下列關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說法正確的是 a 電極b為電池負極 電極反應式為o2 4e 4o2 b 固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過 c 若h2作為燃料氣 則接觸面上發(fā)生的反應為h2 2oh 4e 2h h2od 若c2h4作為燃料氣 則接觸面上發(fā)生的反應為c2h4 6o2 12e 2co2 2h2o d a 放電時電池內(nèi)部li 向負極移動b 該電池不能選用水做溶劑的電解質(zhì)c 放電時 正極的電極反應式 0 45li li0 55coo2 0 45e licoo2d 充電時 外接電源的正極與電池上標注 的電極連接 a 解析 該電池的負極反應 0