有關(guān)燃料電池的解題策略及應(yīng)用_第1頁
有關(guān)燃料電池的解題策略及應(yīng)用_第2頁
有關(guān)燃料電池的解題策略及應(yīng)用_第3頁
有關(guān)燃料電池的解題策略及應(yīng)用_第4頁
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1、有 關(guān) 燃 料 電 池 的 解 題 策 略 及 應(yīng) 用藍(lán)田縣城關(guān)中學(xué) 唐睿 2008-12-19新能源的開發(fā)和利用,是解決當(dāng)今社會能源緊缺的重要途徑。燃料電池因其能量利用率高而頗受人們關(guān)注,使它成為近幾年高考的熱點問題。筆者經(jīng)過對有關(guān)試題的仔細(xì)研究,就這類試題考點及解法分析歸納如下:1、燃料電池考點歸納電極極性的判斷;電極反應(yīng)式的書寫和正誤判斷;電極周圍溶液的PH變化;電子守恒的計算等等。2、解此類題必備知識歸納首先要認(rèn)識燃料電池,明確燃料電池就是將燃料(如氫氣、甲烷、乙醇等)氧化時,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。它由燃料、氧化劑、電極、電解質(zhì)組成。在結(jié)構(gòu)上具有正負(fù)極,且正負(fù)極被電解質(zhì)分隔。所有

2、燃料電池的基本形式為:將燃料和氧氣(或空氣)分別充入負(fù)極和正極,兩者在電極的催化下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而產(chǎn)生電流。 其次還要正確認(rèn)識燃料電池的原理,燃料電池在放電時發(fā)生的總反應(yīng)和燃料燃燒的總反應(yīng)一樣。一般是氧氣做氧化劑,可燃物為還原劑。據(jù)電池的基本原理,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),所以可燃物為負(fù)極反應(yīng)物,氧氣為正極反應(yīng)物。3、燃料電池的解題策略根據(jù)原電池總反應(yīng)(燃燒反應(yīng)的方程式)來書寫電極反應(yīng) 式,失去電子的一極為負(fù)極,得到電子的一極為正極,書寫時應(yīng)遵循原子守恒、電子守恒及電荷守恒。還須特別注意電解質(zhì)溶液參與電極反應(yīng),若電解質(zhì)溶液為KOH或NaOH,則正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e -

3、 =4OH- ;若電解質(zhì)溶液為磷酸,則 正極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2H2O;若電解質(zhì)為固體氧化物,則正極反應(yīng)式為O2+4e- =2O2-。 各電極反應(yīng)順利寫出以后,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,即可判斷電極的極性,以及某電極是發(fā)生氧化還是還原反應(yīng)。4、燃料電池考點在高考中的應(yīng)用例1 (2008北京理綜) 據(jù)報道,我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液,下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是( )A.正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e=4OHB.工作一段時間后,電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為:2H2+O2=2

4、H2OD.用該電池電解CuCl2溶液,產(chǎn)生2.24 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀時,有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移解析:堿性氫氧燃料電池總反應(yīng)式是2H2+O2=2H2O,不消耗和生成KOH,O2為正極反應(yīng)物,故A、B、C都正確;由CI-生成0.1molCI2轉(zhuǎn)移0.2mol電子,D錯誤點評:本題考查原電池和電解池的相關(guān)基礎(chǔ)知識,考查分析問題的能力。例2(2008寧夏理綜)一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是( ) A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e- B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1)

5、 C.CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- D.O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-解析:在酸性條件下,甲醇與氧作用生成水和二氧化碳總應(yīng)式為: 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,正極反應(yīng)為O2+4H+4e-=2H2O,因此負(fù)極反應(yīng)為CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-點評:本題主要考查考生利用原電池原理書寫原電池電極反應(yīng)式的能力.變式1最新研制的一種由甲醇和氧氣以及強堿作電解質(zhì)溶液的新型手機電池。下列有關(guān)此電池的敘述錯誤的是( )A.正極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OH-B.負(fù)極反應(yīng)為:CH3OH+8OH-=CO32-+6H2O+6e-C.電池在使用過程中電解質(zhì)溶液PH的升高D.當(dāng)外電路通過0.6mol電子時,理論上消耗甲醇3.2g變式2一種新型的燃料電池,它以多孔鎳板為電極插溶液中然后分別向兩極通入乙烷和氧氣,有關(guān)此電池的推斷正確是( )A 負(fù)極反應(yīng)為14H2O+7O2+28e-=28OH-B 放電一段時間后,負(fù)極周圍的PH值升高C每消耗1molC2H6,則電路上轉(zhuǎn)移的電子為14molD放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度不變綜上所述,燃料電池題目的解答關(guān)鍵在于抓住“燃料燃燒反應(yīng)就是燃料電池的總反應(yīng)”然后利

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