專題九電化學(xué)化學(xué)電源復(fù)習(xí)課件

1、化學(xué)電源化學(xué)電源一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鎳鎘蓄電池普通干電池鋅銀紐扣電池甲烷燃料電池甲醇燃料電池新型電池鋰離子電池儲(chǔ)氫電池（2）工作原理：總：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3+ Zn2+ + H2O1、普通鋅錳干電池負(fù)極：正極：Zn -2e = Zn2+2NH4 +2e+2MnO2=2NH3 +Mn2O3+H2O（1）構(gòu)造：Zn | NH4Cl、淀粉|MnO2一、一次電池2NH4 +2e = 2NH3 + H22MnO2+H2 = Mn2O3+H2O2、堿性鋅錳干電池（2）工作原理：總：Zn + 2MnO2 +2H2O= 2Mn

2、O(OH)+ Zn(OH)2負(fù)極：正極：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-（1）構(gòu)造：Zn | KOH | MnO2一、一次電池總: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2負(fù)極： Zn + 2OH-2e-=Zn(OH)2正極： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-一、一次電池3、銀鋅紐扣電池1、鉛蓄電池（1）構(gòu)造：Pb | H2SO4 | PbO2 負(fù)極: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4正極: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O二、二次電池Pb(

3、s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)（2）工作原理：放電：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 陰極：與外接電源負(fù)極相連陽極：與外接電源正極相連PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H+ SO42-二、二次電池充電：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)二、二次電池2、鎳鎘電池（1）構(gòu)造：Cd | KOH | NiOOH （2）工作原理：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放電：負(fù)極：Cd-2e-+2OH- = Cd(OH)2正極：2NiOOH

4、+H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-Cd(OH)2 +2e-= Cd +2OH- 陰極：與外接電源負(fù)極相連陽極：與外接電源正極相連2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH-=2NiOOH+H2O二、二次電池充電：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 二、二次電池12013新課標(biāo)全國卷 “ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是()A電池反應(yīng)中有NaCl生成B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子C正極反應(yīng)為NiCl22e= Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)B

5、 二、二次電池2.(2013安徽卷)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是( )A正極反應(yīng)式：Ca2Cl2e=CaCl2B放電過程中，Li向負(fù)極移動(dòng)C每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g PbD常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)D 三、燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。三、燃料電池

6、1、 氫氧燃料電池 總反應(yīng)方程式 ：2H2O22H2O 兩個(gè)電極均為惰性電極（石墨/鉑：吸附氣體能力強(qiáng)）三、燃料電池氫氧燃料電池電極反應(yīng)總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O 酸性負(fù)極正極中性負(fù)極 正極堿性負(fù)極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- （2） CH4 |KOH|O2總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH- CO32-+3H2O 負(fù)極：CH4 + 10OH- - 8e- CO32-

7、+ 7H2O 正極：2O2 + 8e- + 4H2O 8OH- 三、燃料電池2、 甲烷燃料電池 （1） CH4 |H2SO4|O2總反應(yīng)：CH4+2O2 2CO2+2H2O 負(fù)極：CH4 - 8e- + 2H2O CO2 + 8H+ 正極：2O2 + 8e- + 8H+ 4H2O （2） CH3OH|KOH|O2總反應(yīng)：_ 負(fù)極：_ 正極：_（1） CH3OH|H2SO4|O2總反應(yīng)：_ 負(fù)極：_ 正極：_（3）以Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為正極燃?xì)猓频迷?5下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：_正極反應(yīng)式：_總反應(yīng)

8、式：_三、燃料電池改為H2、空氣燃料電池的電極反應(yīng)呢？（4）摻雜Y2O3的ZrO3固體電解質(zhì)，在高溫下能傳導(dǎo)正極生成的O2。電極反應(yīng)式為負(fù)極：CH3OH-6e+3O2=CO2+2H2O正極：3/2O2+6e=3O2三、燃料電池三、燃料電池以中性條件：O2+4e-+2H2O=4OH-為第一步，熟記以下四種情況：酸性條件： O2+4e-+4H+=2H2O堿性條件： O2+4e-+2H2O=4OH-熔融碳酸鹽： O2+4e-+2CO2=2CO32-固體電解質(zhì)(高溫下傳導(dǎo)O2-)： O2+4e-=2O2-思路：先看成中性條件下的燃燒反應(yīng)，然后看產(chǎn)物是否會(huì)與電解質(zhì)溶液反應(yīng)2.由NO2、O2、熔融鹽NaN

9、O3組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨電極反應(yīng)生成一種氧化物Y,下列有關(guān)說法正確的是 ( )A石墨極為正極，石墨極為負(fù)極BY的化學(xué)式可能為NOC石墨極的電極反應(yīng)式為 NO2NO3-e=N2O5D石墨極上發(fā)生氧化反應(yīng)3. (2013北京，26(4)通過NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下:Pt電極上發(fā)生的是 反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：_。C NO+O2-2e-=NO2還原三、燃料電池三、燃料電池4.將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池，其利用率更高，裝置示意圖如圖所示（A、B為多孔性碳棒）。持續(xù)通入甲烷，在標(biāo)況下，消耗甲烷體積為V L。0V44.8時(shí)，電池

10、的總反應(yīng)為：_44.8V89.6時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)為_析：中性條件：負(fù)極：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總反應(yīng)：CH4+2O2=CO2+2H2OCH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O5.如圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，質(zhì)子交換膜左右兩側(cè)的溶液均為1L2mol/L的H2SO4。寫出左側(cè)電極的電極反應(yīng)式：_當(dāng)電池中有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為_g。CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+12四、新型電池（1）鋰離子電池Li1xCoO2+LixC6=6C+LiCoO

11、2放電時(shí)，負(fù)極：LixC6xe=xLi6C正極：Li1xCoO2+xe+xLi=LiCoO2充電時(shí)，陰極：xLi+6C+xe=LixC6陽極：LiCoO2xe=xLi+Li1xCoO2Li1xMO2+LixC6=6C+LiMO20+1+1四、新型電池.（07天津13）.天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷（LiCoO2），充電時(shí)，LiCoO2中Li被氧化，Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳（C6）中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2+C6CoO2+LiC6，下列說法正確的是（）A.充電時(shí)，電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6-e-=Li+C6B.放電時(shí)，

12、電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li+e-=LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D.鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低B 四、新型電池某種可充電聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為Li1xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其工作原理示意圖如右。下列說法不正確的是 ()A放電時(shí)LixC6發(fā)生氧化反應(yīng)B充電時(shí)，Li通過陽離子交換膜 從左向右移動(dòng)C充電時(shí)將電池的負(fù)極與外接電源 的負(fù)極相連D放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為 Li1xCoO2+xLi+xe=LiCoO2B B C 四、新型電池5Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAl

13、Cl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。請(qǐng)回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為_，發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。Lie= Li鋰2SOCl24e= 4ClSSO2四、新型電池.（09浙江12）市場(chǎng)上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列說法不正確的是（ ）A放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e-=Li+B充電時(shí)，Li0.85NiO2既

14、發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D放電過程中Li+向負(fù)極移動(dòng)D 四、新型電池.（10浙江9）.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有關(guān)該電池的下列中，正確的是（）A.Li-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價(jià)為+1價(jià)B.該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeSLi2S+FeC.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+D.充電時(shí)，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2S + Fe - 2e- = 2Li+ + FeSC 四、新型電池. （08廣東16）LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境

15、友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車。電池反應(yīng)為：FePO4+LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是（）A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動(dòng).C.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少D.放電時(shí)電池正極反應(yīng)為：FePO4+Li+e - =LiFePO4CD 四、新型電池（2）儲(chǔ)氫電池NiOOH+MH Ni(OH)2+M放電時(shí)，負(fù)極：MHe+ OH = M + H2O正極： NiOOH+H2O + e= Ni(OH)2 + OH充電時(shí)，陽極：Ni(OH)2 + OHe = NiOOH

16、+ H2O陰極：M+H2O + e= MH + OH NiOOH+MH Ni(OH)2+M0+10四、新型電池1.（2014全國卷 9） 如圖所示是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關(guān)說法不正確的是()A放電時(shí)正極反應(yīng)為NiOOHH2OeNi(OH)2OHB電池的電解液可為KOH溶液C充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為MHOHH2OMeDMH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高C 四、新型電池2.（2014浙江卷 11）鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型，NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金，該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是Ni

17、(OH)2M=NiOOHMH。已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列說法正確的是()ANiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2OHB充電過程中OH從陽極向陰極遷移C充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O+M+e=MH+OH，H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液A 四、新型電池3. （11四川29(4)）用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：NiO(OH)+MH Ni(

18、OH)2+M電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。充電完成時(shí)，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_。MHeOH=H2OMO24e+2H2O=4OH-四、新型電池（3）其它四、新型電池1.（10全國110）.如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖電池的一個(gè)電極由有機(jī)光敏燃料（S）涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為：TiO2/STiO2/S*（激發(fā)態(tài)）TiO2/S*TiO2/S+e-I3-+2e-3I-2TiO2/S+3I-2TiO2/S+I3-下列關(guān)于該電池?cái)⑹鲥e(cuò)誤的是（ ）A.電池工作時(shí)，I-離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電B.電池工作時(shí)，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-濃度不會(huì)減少D.電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極A四、新型電池2.（10重慶29()）全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如下。當(dāng)左槽溶液顏色逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為。充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由 色變?yōu)?色。放電過程中氫離子的作用是和；充電時(shí)若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.011023個(gè)，左槽