内容正文:
专题六 化学反应与能量
第一节 原电池
考点3 化学电源
【化学电源1】
一次电池——干电池
碱性锌锰干电池(电解质:KOH)
负极(Zn):
正极(MnO2):
电池总反应:
【考点清单】
Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2
2MnO2+2H2O+2e- = 2MnO(OH)+2OH-
Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2
【化学电源2】
一次电池——锌银电池
负极(Zn):
正极(Ag2O):
电池总反应:
【考点清单】
Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2
Ag2O + H2O + 2e- === 2Ag + 2OH-
Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag
【化学电源3】
铅酸蓄电池工作时,总反应为:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O由此可以判断:
(1)铅蓄电池的电极材料:正极为 ,负极为 ;
(2)放电时负极反应为 ,
充电时阴极极反应为 ;
(3) 放电一段时间后,蓄电池正极附近溶液的pH ,电解质溶
液的pH (填“变大”“变小”或“不变”);
(4)当电路上转移0.2mol电子时,负极电极质量的变化为 ,
电解质溶液中消耗硫酸物质的量为 。
放电
充电
PbO2
Pb
Pb+SO42--2e- == PbSO4
PbSO4 +2e- ==Pb+SO42-
变大
变大
增重9.6g
0.2mol
【考点清单】
二次电池——铅蓄电池
【化学电源4】
二次电池——锂电池
Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应为 8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。
负极(Li):
正极(C):
【考点清单】
8Li-8e-=8Li+
3SOCl2+8e-=2S+SO32-+6Cl-
[化学电源5]“高效、环境友好”燃料电池
⑴解答燃料电池题目的思维模型
⑵归纳整合:燃料电池的常用燃料及电解质
①常用燃料:H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)等。
②常用电解质
酸性电解质溶液,如H2SO4溶液;碱性电解质溶液,如NaOH溶液;熔融氧化物;熔融碳酸盐,如K2CO3;质子交换膜等。
【考点清单】
电池反应为:2H2+O2=2H2O
⑴碱性介质
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
⑵酸性介质
负极:2H2-4e-=4H+
正极:O2+4H++4e-=2H2O
氢氧燃料电池
优点能量利用效率高、可连续使用和污染轻等
⑶中性介质
负极:2H2-4e-=4H+
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
⑷金属氧化物介质氢氧燃料电池
负极:2H2-4e-+2O2—=2H2O
正极:O2 +4e-=2O2-
⑸熔融碳酸盐介质氢氧燃料电池
负极:2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2
正极:O2 +4e - +2CO2 =2CO3 2-
【考点清单】
燃料电池的正极反应:
【考点清单】
按要求书写不同“介质”下甲醇(CH3OH)燃料电池的电极反应式。
(1)酸性介质,如H2SO4溶液:
负极: 。
正极: 。
(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质,在高温下能传导O2-:
负极: 。
正极: 。
(3)熔融盐介质,如K2CO3:
负极: 。
正极: 。
(2)碱性介质,如KOH溶液:
负极: 。
正极: 。
2CH3OH-12e-+2H2O = 2CO2+12H+
3O2+12e-+12H+ = 6H2O
2CH3OH+3O2 = 2CO2+4H2O
2CH3OH-12e-+16OH- = 2CO32-+12H2O
3O2+12e-+6H2O =