第4期 化学能转化为电能一电池-【数理报】2021-2022学年高中化学选修《化学反应原理》（鲁科版）

B4 ZHISHITUOZHA o数理 高中B·鲁科(选修《化学反应原理》)第4期 知识拓展 理科辅导第报 2021年7月26日 在燃料电池中,O2在正极放电后究竟生成什么? 编委会主任:屈文川 探寻燃料电池中O2的行踪 编委会副主任:李君伟 °數理 高中鲁科(选修)4 郝俊利任国英史强 化学反应原理(B)总第940期 同的电解质中发生放电反应的过程,希望能够对大家有 编辑部主任:李杰 ■■■■■ 所帮助 市场部主任:李红祥 在有O2参与的燃料电池中,O2首先在正极放电生 ◎山西王林 编委会主管:孙丽 培养学生核心素养提高学生综合素质 成02,即:O2+4e=202 质不是营通的酸碱溶液而是熔的氧化物成磁盐电解质这种固体电解质在高温下允许氧离子(2)在委会成利西师大学主山百师大教白科技使团主办数理社出版社长总后文川国内二刊号(m)发代号12网址化 02在水溶液中不能稳定存在 这时,O2的行为就与上述情况有所不同 其间通过,该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电 1.电解质溶液为酸的燃料电池 3.熔融盐燃料电池 质溶液应选择含有与电极材料相同的阳离子 O可与H结合生成H2O,即:0+2H=H2O 例1.熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受 宋燕明郭晓红 2,电极材料的选择:在原电池中,负极一般是相对活 此时电池正极的电极反应式为:02+4H+4e=到重视可用L2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解 泼的金属材料 多孔电枫 2H. 0 质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体作正极助燃 3.设计思路:①由两种活动性不同的金属或由其他 国体电质 =@原国池原理的应用 气,制得在650℃工作的燃料电池.试写出:(1)负极反 导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;②两 电解质溶液为碱(或中性)的燃料电池 多孔电权b 明周晓敏 个电极必须浸在电解质溶液中;③两个电极之间要形成 O可与HO结合生成OH,即:0+HO=20H,应式 (2)正极反应式 合回路 此时正极的电极反应式为:O2+2H1O+4e=4O川 (3)电池的总反应式 责任校对:夏雪 解析:熔融盐燃料电池的电解质为非水溶液,其电 下列判断正确的是() 赵凡 ◎湖南徐莎莎 例3.将Cu+2FCl3=CCl2+2FeCl2设计为原电池 以氢氧燃料电池为例,在不同介质中的电极反应式 列表如下 极反应式的写法与水溶液中的反应截然不同在正极,A.有O3放电的a极为电池的负极 解析:第一步,把氧化还原反应分解为氧化反应和 O3得电子变为03-后会与CO2反应生成CO32,即正极B.有H放电的b极为电池的正极 照排编辑:王斌 还原反应两个半反应,从而确定电极反应,氧化反应(负 负极反应式 法律顾向:彭建荣 一般来说,比较活泼的金属作为原电池的负极,该 极):C1-2e=Cn2,还原反应(正极):2Fe3+2 酸性介质正反应式02+4H1+4=2H0反应式为0+201+4-=20·该电池的总反应 C.a极对应的电极反应为:O2+2H2O+4e=4OH 极在原电池工作过程中往往不断溶解,质量减小.正极 「总反应式2H2+02=2H 式应为:2C0+O2=2CO2,用该式减去正极反应式即可 解析:在燃料电池中,0一般在正极放电,如果电2017月202年6月通有金析出或气体生成电极质量或增加或不变 D.该电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O 第二步,确定电极材料及电解质溶液.负极材料 负极反应式21-4=4H 得到负极反应式:2C0+2CO03-4e=4C0 Cu;正极材料:石墨或铂或比铜不活泼的金属;电解质溶 中性介质[正杈反应式O2+2H1O+4c=40H 答案:(1)2C0+2CO3-4e=4C02 解质是熔融的氧化物,02在正极会直接进行放电生成数理报鲁科选修 例1.X、Y、Z都是金属把X浸入Z的硝酸盐溶液 液:FeCl3溶液 总反应式2H2+O2=2H1O (2)O2+2CO2+4e=2C03 0-,则电池的a极(即正极)反应式为:O2+4e=20 版计划 中,X的表面有Z析出;X、Y和稀硫酸组成原电池时,Y 第三步,画出示意图(如右图所 负极反应式|2H2+40H-4=4H0 (而不是:O2+2H20+4c=4OH).至于负极反应,则 为原电池的负极.则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 碱性介质正极反应式O2+2H2O+4e=40H 选修《化学反应原理》() 4.熔融氢化物燃料电池 可由总反应式(21+0.=21.0)减去正极反应式得第1期化学反应的热效应 BxxZ>Y 2H,+O,=2H,O 例2固体氧化物燃料电池是由美国西屋( Westing到:2H2+20-4=2H2O AX2Y>Z 四金属的电化学防护 C,Y>X>Z DY>Z>X 上是最常见的燃料电池但