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第九章電化學(xué)基礎(chǔ)第課時32化學(xué)電源(1)1可充電電池是高考??贾R點(diǎn),二次電池首先需要判斷什么情況下是原電池,什么情況下是電解池,二次電池充電時是電解池,放電時是原電池。充電和放電是在兩種不同的條件下發(fā)生的,充電是在外接電源條件下發(fā)生的非自發(fā)氧化還原反應(yīng),放電是在無外接電源條件下發(fā)生的自發(fā)氧化還原反應(yīng)。常用儀器的特點(diǎn)和用途2鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)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(jìn)行:Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是()
放電充電3A.充電時陽極反應(yīng):Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2OB.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C.放電時負(fù)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4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(yīng)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(xué)能,放電時,Cd作負(fù)極,Cd-2e-+2OH-
Cd(OH)2,Cd周圍的c(OH-)下降,OH-向負(fù)極移動。A5電瓶車所用電池一般為鉛蓄電池,這是一種典型的可充電電池,電池總反應(yīng)式為Pb+PbO2+4H++2SO42-
2PbSO4+2H2O,則下列說法正確的是()
放電充電6A.放電時:電子流動方向由A到BB.放電時:正極反應(yīng)是Pb-2e-+SO42-
PbSO4C.充電時:鉛蓄電池的負(fù)極應(yīng)與充電器電源的正極相連D.充電時:陽極反應(yīng)是PbSO4-2e-+2H2OPbO2+SO42-+4H+7放電時,電子由負(fù)極Pb流向正極PbO2,故A錯;正極反應(yīng)為PbO2+2e-+4H++SO42-
PbSO4+2H2O,故B錯;充電時,鉛蓄電池的負(fù)極(原來發(fā)生氧化反應(yīng))發(fā)生還原反應(yīng)為陰極,應(yīng)與充電器電源的負(fù)極相連,而在陽極上發(fā)生的是氧化反應(yīng),故D對。D81.燃料電池的特點(diǎn)燃料電池是利用燃燒反應(yīng)或與之類似的反應(yīng)具有能量變化大的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的電池。它具有高效無污染的特點(diǎn),正成為新能源研究的重點(diǎn)。燃料電池的工作原理具有如下特點(diǎn):燃料電池的原理與特點(diǎn)9(1)兩電極可能相同,電極不參加反應(yīng)。電極的作用是催化轉(zhuǎn)換,作用很關(guān)鍵,原理很復(fù)雜。(2)氧氣等氧化劑總是在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。(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(yīng)式的條件都不能寫“點(diǎn)燃”,通常條件不寫。102.有氧氧氣氣參參加加的的燃燃料料電電池池正正極極反反應(yīng)應(yīng)式式的的書書寫寫(1)酸性條條件(如如硫酸)):O2+4H++4e-2H2O(2)堿性條條件(如如KOH溶液)::O2+2H2O+4e-4OH-11(3)熔融的的鹽(如如K2CO3并在通O2的一極通通CO2):O2+2CO2+4e-(4)熔融的的氧化物物(有O2-遷移)O2+4e-2O2-若已知燃燃料電池池總反應(yīng)應(yīng)和正極極反應(yīng)式式將很容容易書寫寫負(fù)極反反應(yīng)式。。12設(shè)計(jì)燃料料電池使使汽油氧氧化直接接產(chǎn)生電電流,是是本世紀(jì)紀(jì)最富有有挑戰(zhàn)性性的課題題之一。。最近有有人制造造了一種種燃料電電池,一一個電極極通入空空氣,另另一個電電極通入入汽油蒸蒸氣,電電池的電電解質(zhì)是是摻雜了了Y2O3的ZrO2晶體,它它在高溫溫下能傳傳導(dǎo)O2-?;卮鹣孪铝袉栴}題:(1)以辛烷烷為汽油油的代表表物,則則這個電電池放電電時發(fā)生生反應(yīng)的的化學(xué)方方程式是是__________________________________。2C8H18+25O2
16CO2+18H2O13(2)這個電電池負(fù)極極的電極極反應(yīng)式式為C8H18+25O2--50e-8CO2+9H2O,正極的的電極反反應(yīng)式為為____________________________。固體電電解質(zhì)里里O2-的移動方方向是___________,向外電電路釋放放電子的的電極是是__________。(3)人們追追求燃料料電池氧氧化汽油油,而不不在內(nèi)燃燃機(jī)里燃燃燒汽油油產(chǎn)生動動力的主主要原因因是_____________________________。O2+4e-
2O2-向負(fù)極移移動負(fù)極燃料電池池具有較較高的能能量利用用率14(2009·江蘇)以葡萄萄糖為燃燃料的微微生物燃燃料電池池結(jié)構(gòu)示示意圖如如圖所示示。關(guān)于于該電池池的敘述述正確的的是())A.該電池能能夠在高高溫下工工作B.電池的負(fù)負(fù)極反應(yīng)應(yīng)為C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+C.放電過程程中,H+從正極區(qū)區(qū)向負(fù)極極區(qū)遷移移D.在電池反反應(yīng)中,,每消耗耗1mol氧氣,理理論上能能生成標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況況下CO2氣體B15原電池工工作時,,由于_____________失去電子子進(jìn)入電電解質(zhì)溶溶液,正正極附近近的陽離離子得到到電子從從溶液中中析出,可能會引引起溶液液pH的變化。。原電池的PH變化負(fù)極金屬屬161.當(dāng)負(fù)極產(chǎn)產(chǎn)生的金金屬離子子結(jié)合溶溶液中的的OH-時,電極附近的的溶液Ph______。當(dāng)正極O2得電子結(jié)合合溶液中的的水時,生生成OH-使溶液中的的pH增大。2.電池工作時時整個溶液液pH的變化必須須從總反應(yīng)應(yīng)式來分析析。當(dāng)電解解質(zhì)溶液中中酸被消耗耗時,溶液液pH增大,當(dāng)電電解質(zhì)溶液液中堿被消消耗時,溶溶液pH減小。降低17(2009··廣東)可用于電電動汽車的的鋁-空氣燃料電電池,通常常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解解液,鋁合合金為負(fù)極極,空氣電電極為正極極。下列說說法正確的的是())18A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解解液時,正正極反應(yīng)都都為:O2+2H2O+4e-4OH-B.以NaOH溶液為電解解液時,負(fù)負(fù)極反應(yīng)為為:Al+3OH--3e-Al(OH)3↓C.以NaOH溶液為電解解液時,電電池在工作作過程中電電解液的pH保持不變D.電池工作時時,電子通通過外電路路從正極流流向負(fù)極19以考查電極極反應(yīng)式的的正誤判斷斷和書寫的的形式出現(xiàn)現(xiàn),屬于中中等難度。。電解質(zhì)溶溶液顯堿性性或中性時時,該燃料料電池的正正極發(fā)生反反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,A對;鋁作負(fù)負(fù)極,負(fù)極極反應(yīng)應(yīng)該該是鋁失去去電子變?yōu)闉殇X離子,,在氫氧化化鈉的溶液液中鋁離子子繼續(xù)與過過量的堿反反應(yīng)生成偏偏鋁酸根,,20因此負(fù)極反反應(yīng)為Al+4OH--3e-AlO2-+2H2O,B錯;該電池池在堿性條條件下消耗耗了堿,反反應(yīng)式為4Al+3O2+4OH-4AlO2-+2H2O,溶液pH降低,C錯;電池工工作時,電電子從負(fù)極極出來經(jīng)過過外電路流流到正極,,D錯。A21有一種紐扣扣微型電池池,其電極極分別是Ag2O和Zn。電解質(zhì)是是KOH溶液,所以以俗稱銀鋅鋅電池,該該電池的電電極反應(yīng)式式為Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列說說法不正正確的是是())A.鋅為負(fù)極極,Ag2O為正極B.放電時,,正極附附近pH上升C.放電時,,負(fù)極附附近溶液液pH降低D.溶液中陰陰離子向向正極方方向移動動,陽離離子向負(fù)負(fù)極方向向移動D221.(2010·浙江)Li--Al/FeS電池是一一種正在在開發(fā)的的車載電電池,該該電池中中正極的的電極反反應(yīng)式為為:2Li++FeS+2e-Li2S+Fe,有關(guān)該該電池的的下列說說法中,,正確的的是()A.Li-Al在電池中中作為負(fù)負(fù)極材料料,該材材料中Li的化合價價為+1價B.該電池池的電池池反應(yīng)式式為:2Li+FeSLi2S+FeC.負(fù)極的的電極反反應(yīng)式為為:Al-3e-Al3+D.充電時時,陰極極發(fā)生的的電極反反應(yīng)式為為:Li2S+Fe-2e-2Li++FeSB232.(2010·福建)鉛蓄電池池的工作作原理為為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。研讀下下圖,下下列判斷斷不正確確的是()24A.K閉合時,d電極反應(yīng)式::PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++SO42-B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時,Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2molC.K閉合時,Ⅱ中SO42-向c電極遷移D.K閉合一段時間間后,Ⅱ可單獨(dú)作為原原電池,d電極為正極C253.(2010·安
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