备战2020年高考化学考点34 化学电源.doc

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1、专题34化学电源1．电池的分类：2．常见的化学电源（1）一次电池①锌银电池锌银电池负极是Zn，正极是Ag2O，电解质溶液是KOH溶液，其电极反应如下：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－；电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。②普通锌锰电池碱性锌锰电池装置电极负极：Zn−2e−Zn2+负极：Zn+2OH−−2e−Zn(OH)2反应正极：2+2MnO2+2e−2NH3+Mn2O3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O正极：2Mn

2、O2+2H2O+2e−2MnOOH+2OH−总反应：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2特点优点：制作简单，价格便宜；缺点：新电池会发生自动放电，使存放时间缩短，放电后电压下降较快优点：克服了普通锌锰干电池的缺点，单位质量所输出的电能多且储存时间长，适用于大电流和连续放电（2）二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池①放电时的电极反应负极：Pb(s)+(aq)−2e−PbSO4(s)　(氧化反应)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+(aq)+2e−PbSO4(s)+2H2O(l)　(还原反应)总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4

3、(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)②充电时的电极反应阴极：PbSO4(s)+2e−Pb(s)+(aq)　(还原反应) 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)−2e−PbO2(s)+4H+(aq)+(aq)　(氧化反应) 总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)（3）燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低。A、氢氧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。装置电池总反应2H2+O22H2O介质酸性(

4、H+)负极：2H2−4e−4H+正极：O2+4H++4e−2H2O中性(Na2SO4)负极：2H2−4e−4H+正极：O2+2H2O+4e−4OH−碱性(OH−)负极：2H2+4OH−−4e−4H2O正极：O2+2H2O+4e−4OH−B、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质：①碱性电解质(KOH溶液为例)总反应式：2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e−+6H2O===12OH−负极的电极反应式为：CH3OH–6e−+8OH−===CO32−+6H2O②酸性电解质(H2SO4溶液为

5、例)总反应：2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e−+12H+===6H2O负极的电极反应式为：2CH3OH−12e−+2H2O===12H++2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同。C、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极，电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O。负极发生的反应：CH4−8e−+8OH−===CO2+6H2O、CO2+2OH−===CO32−+H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4+10O

6、H−+8e−===CO32−+7H2O正极发生的反应有：O2+4e−===2O2−和O2−+H2O===2OH−，所以：正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e−===4OH−说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式。D、铝—空气—海水电池我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。负极的电极反应式为：4Al−12e−===4Al3+正极的电极

7、反应式为：3O2+6H2O+12e−===12OH−总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3说明：铝板要及时更换，铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积。考向一燃料电池典例1美国G－TEC燃料电池以利用民用燃气为原料气，其结构如下图，有关该电池的说法不正确的是A．电池工作时，电流由负荷的a流向bB．电池工作一段时间后，电解质物质的量理论上保持不变C．通入空气的一极的电极反应式是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．外电路中每通过0.2mol电子，所消耗的燃料体积不小于2.24L(标况下)【解析】外电路中电流由电池的正极流向负极，A项正

8、确；电解质仅为传导作用，没有变化，B项正确；通入空气的一极是O2得到电子生成O2