《2019高考化学一轮复习讲义电化学专题(3)化学电源(无标准答案)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考化学一轮复习讲义电化学专题(3)化学电源(无标准答案)（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考点三化学电源李仕才1一次电池A.锌锰电池普通锌锰电池碱性锌锰电池装置电极反应负极：Zn2eZn2+正极：2+2MnO2+2e2NH3+Mn2O3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O负极：Zn+2OH2eZn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+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B.银锌纽扣电池(电解质溶液为KOH溶液)负
2、极材料：Zn电极反应：Zn2e2OH=Zn(OH)2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2O2eH2O=2Ag2OH总反应：ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2。2 二次电池A.铅蓄电池是最常见的二次电池 放电时的电极反应负极：Pb(s)+(aq)2ePbSO4(s)(氧化反应)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+(aq)+2ePbSO4(s)+2H2O(l)(还原反应)总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电时的电极反应阴极：PbSO4(s)+2ePb(s)+(aq)(还原反应)阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)2ePbO2(s
3、)+4H+(aq)+(aq)(氧化反应)总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)规律：（1）充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。（2）需要注意的是充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。二次电池充电时的电极连接：B.锂电池负极材料：锂正极材料：石墨电解质：LiAlCl4SOCl2放电时的反应负极反应：8Li8e=8Li正极反应：3SOCl28e=SO2S6Cl总反应：8Li3SOCl2=6LiClLi2SO
4、32S常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2（M：Co、Ni、Mn等） LiM2O4（M：Co、Ni、Mn等） LiMPO4（M：Fe等）负极材料：石墨（能吸附锂原子）总反应：Li1-xMO2LixCnnCLiMO2负极反应：LixCn-xe=xLi+nC正极反应：Li1-xMO2xLixe=LiMO23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。（1）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(H+)负极：2H24e4H+正极：O2+4H+4e2
5、H2O中性(Na2SO4)负极：2H24e4H+正极：O2+2H2O+4e4OH碱性(OH)负极：2H2+4OH4e4H2O正极：O2+2H2O+4e4OH固体电解质，传导O2-负极：2H24e+O2-4H2O正极：O2+4e2O2-熔融盐介质，如熔融的K2CO3负极：2H24e+2CO32-2H2O+2CO2正极：O2+4e+2CO22CO32-（2）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，总反应：CH4 + 2KOH+ 2O2= K2CO3+3H2O。负极：CH4 8e +8OH=CO2 + 6H2O、CO2 + 2OH=C
6、O32 + H2O，所以：负极电极式：CH4 +10OH + 8e = CO32 + 7H2O正极：O2 + 4e =2O2和O2 + H2O = 2OH，所以：正极电极式：O2 + 2H2O + 4e = 4OH酸性电解质(H2SO4溶液为例)总反应：CH4 +2O2 =CO2 + 2H2O负极：O2+4e+4H+ = 2H2O正极：CH48e+2H2O =8H+ CO2熔融盐介质，如熔融的K2CO3总反应：CH4 +2O2 =CO2 + 2H2O正极：O24e2CO2=2CO负极：CH4 - 8e10OH- = CO32-7H2O掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O
7、2 总反应：CH4 +2O2 =CO2 + 2H2O正极：O24e=2O2负极：CH48e4O2=CO24H2O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。（3）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：碱性电解质(KOH溶液为例)总反应式：2CH3OH + 3O2 +4KOH= 2K2CO3 + 6H2O正极：O2 + 4e + 2H2O=4OH 负极：CH3OH 6e +8OH = CO32+ 6H2O 酸性电解质(H2SO4溶液为例)总反应：2CH3OH +3O2 =2CO2 + 4H2O正极：O2+4e+4H+ = 2H2O 负极：CH3
8、OH 6e+H2O =6H+ CO2熔融盐介质，如熔融的K2CO3总反应：2CH3OH3O2=2CO2 4H2O正极：O24e2CO2=2CO负极：CH3OH6e3CO=4CO22H2O掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2 总反应：2CH3OH3O2=2CO2 4H2O正极：O24e=2O2负极：CH3OH6e3O2=CO24H2O说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同。规律首先要分析介质是否参与总反应，然后写出总反应方程式，O2在不同介质中的转化关系(O2得电子转化为O2，碱性(中性)溶液中转化为OH；酸性溶液中转化为H2O，熔融碳酸盐中转化为CO；固体氧化物
9、转化为O2)，写出正极反应，利用相减法(总反应正极反应负极反应)，写出负极反应。图示如下：（4）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。负极电极式：4Al12e=4Al3+正极电极式：3O2+6H2O+12e=12OH总反应式：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。题组A.教材常见传统电池的分析判断与拓展1.下列说法正确的是（）A构成原电池的
10、两个电极必须是活泼性不同的两种金属B通过构成原电池，能将反应的化学能全部转化为电能C右图原电池中，电池工作时，SO42移向电池的正极D银锌纽扣电池的放电反应：Zn+Ag2O+H2OZn（OH）2+2Ag，其中Ag2O作正极，发生还原反应2.由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰石墨为两极，其电池反应为Al3MnO23H2O=3MnO(OH)Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是()A二氧化锰石墨为电池正极B负极反应式为Al3e3NH3H2O=Al(OH)33NHCOH不断由负极向正极移动D每生成1 mol MnO
11、(OH)转移1 mol电子3.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn+2OH2eZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e2Ag+2OH下列叙述正确的是（）A在使用过程中，电解质KOH被不断消耗B使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C每转移2mol e，有232gAg2O被氧化DZn是负极，Ag2O是正极4铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断正确的是()AK闭合时，d电极的电极反应式：PbSO42e=PbSOB当电路中通过0.2 mol电子时，中消耗的H2SO
12、4为0.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为负极5.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是() Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移6.全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2x8）。下列说法不正确的是 （ ）A电池工作时，a是正极B电池工作时负极反应为：Lie=Li+，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料
13、减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D在此电池中加入硫酸可增加导电性7.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb下列有关说法正确的是（）A正极反应式：Ca+2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li+向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转8已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2请回答下列问题：(1)放电时，负极反应式为_，正极反应式为_。(2)充电时，阴极反应式为_，阳极反应式为_。(3)放电时，K向_极迁移，负极的溶液pH的变化为_。(4)充电时，镍镉电池的负极应与外接电源的_极相连。9.酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组
