新型燃料電池

新型燃料電池第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三高考考情分析：

關于電化學的內(nèi)容是歷年高考的重點知識之一，在高考試題中出現(xiàn)的概率較高。 高考考查的內(nèi)容有： （1）原電池與電解池的電極判斷，電極產(chǎn)物分析及電極反應式和有關計算。 （2）原電池與電解的原理及應用。 （3）對幾種新型電池的電極反應的認識和書寫。 近幾年中，新型電池工作原理特別是燃料電池成為高考命題的熱點。本節(jié)主要對燃料電池歸納如下：第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三高考考題例證考題1（2004天津理綜）下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（ ）A： a電極是負極B： b電極的電極反應為： 4OH-—4e-=2H2O+O2C：氫氧燃料電池是一種具有 應用前景的綠色電源D：氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化 劑全部儲存在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置BH2入口a電極b電極O2入口H+OH-H2O第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三考題2（2005廣東）一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O2—。下列對該燃料電池說法正確的是（）A．在熔融電解質(zhì)中，O2—由負極移向正極B．電池的總反應是： 2C4H10+13O2→8CO2+10H2OC．通入空氣的一極是正極，電極反應為： O2+4e—=2O2—D．通入丁烷的一極是正極，電極反應為： C4H10+26e—+13O2—==4CO2+5H2OBC第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三考題3（2005北京理綜）（15分）X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素。已知：①X可分別與Y、W形成X2Y，X2Y2、XW等共價化合物；②Z可分別與Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等離子化合物。請回答：（1）Z2Y的化學式是

。（2）Z2Y2與X2Y反應的化學方程式是

————————————Na2O2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三（3）如圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿滴有酚酞溶液的ZW飽和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）為多孔石墨電極。接通S1后，C（Ⅰ）附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時間后（兩玻璃管中液面未脫離電極），斷開S1，接通S2，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時：C（I）的電極名稱是

（填寫正極或負極）；C（II）的電極反應式是

負極Cl2+2e-=2Cl-——————————第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三考題4（2000蘇浙吉理綜）分熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用和的熔融鹽混和物作電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混和氣為陰極燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：

負極反應式：2CO+2CO32-→4CO2+4e-

正極反應式：___________ 總電池反應式： ————————————O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2方法導析：解本題必須弄清電池的正負極，同時注意審題判斷產(chǎn)物。原電池負極上參加反應的物質(zhì)通常是燃料既還原劑，而正極是氧化劑如氧氣等。本題中CO2參與正極上的變化。第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三高考考點歸納：1.氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領域。它的電極材料一般為活化電極，具有很強的催化活性。如活性碳電極，且通氫氣的電極為負極，通氧氣的電極為正極。電解質(zhì)溶液一般為KOH溶液。（如考題1）電極反應式為： 負極：2H2+4OH-—4e-=4H2O 正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

總反應式：2H2+O2=2H2O第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三如果電解質(zhì)是固體氧化鋯—氧化釔，且在高溫熔融狀態(tài)下允許氧離子（O2-）在其間通過。其電極反應式為： 負極：2H2+2O2—4e-=2H2O 正極： O2+4e-=2O2- 總反應式：2H2+O2=2H2O第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三2.甲烷氧氣燃料電池該電池用鉑電極插入KOH溶液中作電極,在兩極上分別通甲烷和氧氣,且通甲烷的極為負極通氧氣的極為正極,電極反應式為: 負極:CH4+10OH---8e-=CO32-+7H2O 正極:2O2+4H2O+8e-=8OH- 總反應式:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O若電解質(zhì)是氧化釔氧化鋯晶體，其熔融態(tài)可通過氧離子，電極反應類似考題2。第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三3.氫氣氯氣燃料電池如考題3中的第三問既是該問題.有氫氣的電極為負極,失電子發(fā)生氧化反應, H2-2e-=2H+有氯氣的電極為正極,得電子發(fā)生還原反應, Cl2+2e-=2Cl-4.CO---O2燃料電池如考題4既是該問題。電極反應咯。第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三高考備考訓練1..燃料電池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣或空氣起反應，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解液為強堿溶液.下列關于甲烷燃料電池的說法中，正確的是()A.負極反應為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OB.負極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-C.隨著放電進行，溶液中的陰離子向負極移動D.隨著放電進行，溶液的PH不變.AC第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三2.某原電池中，電解質(zhì)溶液為KOH(aq)，分別向負極通入C2H4、C2H2或Al(g)，分別向正極通入O2或Cl2．試完成下列問題：(1)當分別通入C2H4和O2時：①正極反應：_______________；②負極反應：_______________；③電池總反應：________________________；④溶液pH的變化：__________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)．第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三(2)當分別通入C2H2和O2時：①正極反應：_______________；②負極反應：_______________；③電池總反應：_______________；④溶液pH的變化：_______________．(3)當分別通入Al(g)和Cl2時：①正極反應：_______________；②負極反應：_______________；③電池總反應：_______________；④溶液pH的變化：_______________．第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期三答案(1)①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ ②C2H4－12e－＋16OH－＝2CO＋10H2O ③C2H4＋3O2＋4OH－＝2CO＋4H2O ④減小(2) ①5O2＋20e－＋10H2O＝20OH－ ②2C2H2－20e－＋28OH－＝4CO＋16H2O ③2C2H2＋5O2＋8OH－＝4CO＋6H2O ④減小(3) ①3Cl2＋6e－＝6Cl－ ②2Al－6e－＋6OH－