高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 2 化学电源学案 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学学案VIP免费

化学电源【考点精讲】1.碱性锌锰干电池——一次电池正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－；负极反应：Zn＋2OH－－2e－＝Zn（OH）2；总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn（OH）2。2.锌银电池——一次电池负极反应：Zn＋2OH－－2e－＝Zn（OH）2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－；总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn（OH）2＋2Ag。3.二次电池（可充电电池）铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。（1）放电时的反应①负极反应：Pb＋－2e－＝PbSO4；②正极反应：PbO2＋4H＋＋＋2e－＝PbSO4＋2H2O；③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。（2）充电时的反应①阴极反应：PbSO4＋2e－＝Pb＋；②阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋；③总反应：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋2H2SO4。4.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H2－4e－＝4H＋2H2＋4OH－－4e－＝4H2O正极反应式O2＋4e－＋4H＋＝2H2OO2＋2H2O＋4e－＝4OH－电池总反应式2H2＋O2＝2H2O【典例精析】例题1一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷（C4H10）气体；电解质是掺有杂质氧化铱（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下传导O2－。下列对该燃料电池的说法中正确的是（）A.在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B.电池的总反应式是：2C4H10＋13O2→8CO2＋10H2OC.通入空气的一极是正极，电极反应式为：O2＋4e－＝2O2－D.通入丁烷的一极是正极，电极反应式为：C4H10＋26e－＋13O2－＝4CO2＋5H2O思路导航：燃料电池中的化学反应，燃料（还原剂）在负极发生氧化反应，氧气（氧化剂）在正极发生还原反应，则通入丁烷的一极是负极，通入空气的一极是正极。电池电解质中离子的流向遵循电荷的异性相吸规律，负极呈阳性，阴离子流向负极，正极呈阴性阳离子移向正极。答案：B、C例题2可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的一极为正极。下列说法正确的是（）A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B.以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－＝Al（OH）3↓C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极思路导航：本题中电解质溶液显中性或碱性时，该燃料电池的正极反应均为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，A正确；铝作负极，Al失去电子变为Al3＋，在NaOH溶液中Al3＋与过量的OH－反应生成AlO，因此负极反应为Al－3e－＋4OH－＝AlO＋2H2O，B错误；以NaOH溶液为电解液时，该燃料电池的总反应为4Al＋3O2＋4OH－＝4AlO＋2H2O，反应过程中消耗了OH－，所以电解液的pH降低，C错误；燃料电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D错误。答案：A例题3氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：（1）氢氧燃料电池能量转化的主要形式是__________，在导线中电子流动的方向为__________（用a、b表示）。（2）负极反应式为_________________________________________________。（3）电极表面镀铂粉的原因为_______________________________________。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能，因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li＋H2=====2LiHⅡ.LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是__________。②已知LiH固体的密度为0.82g·cm－3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为__________。③由②生成的LiH与H2O反应放出的H2用作电池燃料，若能量的转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。思路导航：本题考查电化学知识。（1）原电池的工作原理是将化学能转化成电能。该燃料电池的总反应方程式为2H2＋O2＝2H2O，其中H元素从0价升至＋1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失...