【學(xué)海導(dǎo)航】高中化學(xué)第一輪總復(fù)習(xí) 第9章 第29講 化學(xué)電源課件 新課標(biāo)（湖南專版）.ppt

第29講化學(xué)電源 例1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 2h2ocd oh 2 2ni oh 2 有關(guān)該電池的說法正確的是 a 充電時(shí)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(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變d 放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的oh 向正極移動(dòng) d 解析 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(shí)方程式中的cd和ni的化合價(jià)的變化可知 充電時(shí)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(shí) 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(dòng) 考點(diǎn)2燃料電池的原理與特點(diǎn) 1 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)和電池 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) 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 2 有氧氣參加的燃料電池正極反應(yīng)式的書寫 1 酸性條件 如硫酸 o2 4h 4e 2h2o 2 堿性條件 如koh溶液 o2 2h2o 4e 4oh 3 熔融的鹽 如k2co3并在通o2的一極通co2 o2 co2 4e co 4 熔融的氧化物 有o2 遷移 o2 4e 2o2 若已知燃料電池總反應(yīng)和正極反應(yīng)式 將很容易書寫負(fù)極反應(yīng)式 例2 2011 淮陰中學(xué)學(xué)情檢測(cè) 日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池 ddfc 該電池有較高的安全性 電池總反應(yīng)為 ch3och3 3o2 2co2 3h2o 電池示意如圖 下列說法不正確的是 d 解析 由電池總反應(yīng)式可知 二甲醚發(fā)生氧化反應(yīng) 為負(fù)極反應(yīng)物 氧氣發(fā)生還原反應(yīng) 為正極反應(yīng)物 所以a為負(fù)極 b為正極 工作時(shí) 電子由a極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到b極 電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極 負(fù)極反應(yīng)為 ch3och3 12e 3h2o 2co2 12h 正極反應(yīng)為 4h o2 4e 2h2o 電池工作時(shí) 1mol二甲醚被氧化時(shí)就有12mol電子轉(zhuǎn)移 考點(diǎn)3原電池的ph變化 1 在原電池工作時(shí) 由于負(fù)極金屬失去電子進(jìn)入電解質(zhì)溶液 正極附近的陽離子得到電子從溶液中析出 可能會(huì)引起溶液ph的變化 1 當(dāng)負(fù)極產(chǎn)生的金屬離子結(jié)合溶液中的oh 時(shí) 電極附近的溶液ph降低 當(dāng)正極o2得電子時(shí)結(jié)合溶液中的水時(shí) 生成oh 使溶液中的ph增大 2 電池工作時(shí)整個(gè)溶液ph的變化必須從總反應(yīng)式來分析 當(dāng)電解液中酸被消耗時(shí) 溶液ph增大 當(dāng)電解質(zhì)溶液中堿被消耗時(shí) 溶液ph減小 例3可用于電動(dòng)汽車的鋁 空氣燃料電池 通常以nacl溶液或naoh溶液為電解質(zhì) 鋁合金為負(fù)極 空氣電極為正極 下列說法正確的是 a 以nacl溶液或naoh溶液為電解質(zhì)時(shí) 正極反應(yīng)都為o2 2h2o 4e 4oh b 以naoh溶液為電解質(zhì)時(shí) 負(fù)極反應(yīng)為 al 3oh 3e al oh 3 c 以naoh溶液為電解質(zhì)時(shí) 電池在工作過程中電解質(zhì)的ph保持不變d 電池工作時(shí) 電子通過外電路從正極流向負(fù)極 a 原電池及化學(xué)電源電極反應(yīng)式書寫的方法思路 1 若題目給出的是圖示裝置 先分析原電池的正極 再根據(jù)正 負(fù)極反應(yīng)規(guī)律寫電極反應(yīng)式 2 根據(jù)化合價(jià)變化數(shù)寫出兩極的電子得失守恒式 3 最后根據(jù)電極附近的環(huán)境添加相應(yīng)物質(zhì)配平反應(yīng)式 也可以利用總反應(yīng)式減去一個(gè)電極反應(yīng)式得另一電極反應(yīng)式 注意 電極反應(yīng)式均為離子方程式 注意物質(zhì)是否能拆為離子形式 1 2011 新課標(biāo)全國卷 鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池 放電時(shí)的總反應(yīng)為 fe ni2o3 3h2o fe oh 2 2ni oh 2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 a 電池的電解液為堿性溶液 正極為ni2o3 負(fù)極為feb 電池放電時(shí) 負(fù)極反應(yīng)為fe 2oh 2e fe oh 2c 電池充電過程中 陰極附近溶液的ph降低d 電池充電時(shí) 陽極反應(yīng)為2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o c 解析 解答本題時(shí)應(yīng)注意電池放電時(shí)為原電池 失去電子的為負(fù)極反應(yīng) 充電時(shí)為電解池 失去電子的為陽極反應(yīng) 2 2011 海南卷 一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為 h2 2oh 2e 2h2o nio oh h2o e ni oh 2 oh 當(dāng)為電池充電時(shí) 與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是 a h2o的還原b nio oh 的還原c h2的氧化d ni oh 2的氧化 d 3 2010 江蘇卷 下圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖 下列說法正確的是 a 該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化b 裝置y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為 o2 2h2o 4e 4oh c 裝置x能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生d 裝置x y形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放 并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化 3 2010 江蘇卷 下圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖 下列說法正確的是 c 解析 本題主要考查的是電化學(xué)知識(shí) a項(xiàng) 在該裝置系統(tǒng)中 有四種能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系 即太陽能 電能 化學(xué)能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化 b項(xiàng) 裝置y為氫氧燃料電池 負(fù)極電極反應(yīng)為h2 2e 2oh 2h2o c項(xiàng) 相當(dāng)于用光能電解水 產(chǎn)生h2和o2 實(shí)現(xiàn)燃料 h2 和氧化劑 o2 的再生 d項(xiàng) 在反應(yīng)過程中 有能量的損耗和熱效應(yīng)的產(chǎn)生 不可能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能的完全轉(zhuǎn)化 綜上分析可知 本題選c項(xiàng) a 閉合k時(shí) 鈉離子從右到左通過離子交換膜b 閉合k時(shí) 負(fù)極反應(yīng)為3nabr 2e nabr3 2na c 閉合k時(shí) x電極的電極反應(yīng)式為2cl 2e cl2 d 閉合k時(shí) 當(dāng)有0 1molna 通過離子交換膜 x電極上析出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1 12l c 5 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氣作用生成水和二氧化碳 該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是 a ch3oh l o2 g h2o l co2 g 2h aq 2e b o2 g 4h aq 4e 2h2o l c ch3oh l h2o l co2 g 6h aq 6e d o2 g 2h2o l 4e 4oh c 解析 甲醇與氧氣反應(yīng)的氧化還原反應(yīng)方程式為 2ch3oh 3o2 2co2 4h2o 化合價(jià)升高的元素為甲醇中的c元素 所以在負(fù)極上甲醇失去電子而放電 在該極上的電極反應(yīng)式為 ch3oh l h2o l co2 g 6h aq 6e 6 2011 長(zhǎng)沙市一中高三月考 固體氧化物燃料電池 sofc 以固體氧化物作為電解質(zhì) 其工作原理如下圖所示 下列關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說法正確的是 a 電極b為電池負(fù)極 電極反應(yīng)式為o2 4e 4o2 b 固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過 c 若h2作為燃料氣 則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為h2 2oh 4e 2h h2od 若c2h4作為燃料氣 則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為c2h4 6o2 12e 2co2 2h2o d a 放電時(shí)電池內(nèi)部li 向負(fù)極移動(dòng)b 該電池不能選用水做溶劑的電解質(zhì)c 放電時(shí) 正極的電極反應(yīng)式 0 45li li0 55coo2 0 45e licoo2d 充電時(shí) 外接電源的正極與電池上標(biāo)注 的電極連接 a 解析 該電池的負(fù)極反應(yīng) 0