1、1化学电源【考点精讲】1.碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO 22H 2O2e 2MnOOH2OH ；负极反应：Zn2OH 2e Zn（OH） 2；总反应式：Zn2MnO 22H 2O 2MnOOHZn（OH） 2。2.锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH 2e Zn（OH） 2；正极反应：Ag 2OH 2O2e 2Ag2OH ；总反应式：ZnAg 2OH 2O Zn（OH） 22Ag。3.二次电池（可充电电池）铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 Pb，正极材料是 PbO2。（1）放电时的反应负极反应：Pb 24S2e PbSO4；正极反应：PbO 24H 2e PbSO42H 2O
2、；总反应：PbPbO 22H 2SO4 2PbSO42H 2O。（2）充电时的反应阴极反应：PbSO 42e Pb ；阳极反应：PbSO 42H 2O2e PbO24H 24S；总反应：2PbSO 42H 2O PbPbO 22H 2SO4。4.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。种类 酸性 碱性负极反应式 2H24e 4H 2H24OH 4e 4H2O正极反应式 O24e 4H 2H2O O22H 2O4e 4OH电池总反应式 2H2O 2 2H2O【典例精析】例题 1 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷（C 4H10）气体；电解质是掺有杂质氧化铱（Y
3、 2O3）的氧化锆（ZrO 2）晶体，在熔融状态下传导 O2 。下列对该燃料电池的说法中正确的是（ ）A.在熔融电解质中，O 2 由负极移向正极B.电池的总反应式是：2C 4H1013O 28CO 210H 2OC.通入空气的一极是正极，电极反应式为：O 24e 2O 2D.通入丁烷的一极是正极，电极反应式为：C 4H1026e 13O 2 4CO 25H 2O思路导航：燃料电池中的化学反应，燃料（还原剂）在负极发生氧化反应，氧气（氧化剂）在正极发生还原反应，则通入丁烷的一极是负极，通入空气的一极是正极。电池电解质中离子的流向遵循电荷的异性相吸规律，负极呈阳性，阴离子流向负极，正极呈阴性，阳离
4、子移向正极。答案：B、C2例题 2 可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的一极为正极。下列说法正确的是 （ ）A.以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为 O22H 2O4e 4OHB.以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为 Al3OH 3e Al（OH） 3C.以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极思路导航：本题中电解质溶液显中性或碱性时，该燃料电池的正极反应均为O22H 2O4e 4OH ，A 正确；铝作负极，Al 失去电子变
5、为 Al3 ，在 NaOH 溶液中 Al3 与过量的 OH 反应生成 AlO ，因此负极反应为 Al3e 4OH AlO 2H 2O，B 错误；以 2 2NaOH 溶液为电解液时，该燃料电池的总反应为 4Al3O 24OH 4AlO 2H 2O，反应过程 2中消耗了 OH ，所以电解液的 pH 降低，C 错误；燃料电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D 错误。答案：A例题 3 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：（1）氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动的方
6、向为_（用 a、b 表示） 。（2）负极反应式为_。（3）电极表面镀铂粉的原因为_。（4）该电池工作时，H 2和 O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能，因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH 2 2LiH= = = = = .LiHH 2O LiOHH 2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知 LiH 固体的密度为 0.82 gcm3 。用锂吸收 224 L（标准状况）H 2，生成的LiH 体积与被吸收的 H2体积之比为_。由生成的 LiH 与 H2O 反应放出的 H2用作电池燃料，若能量的转化率为 80%，则导线中通过电子的物
7、质的量为_mol。思路导航：本题考查电化学知识。 （1）原电池的工作原理是将化学能转化成电能。该燃料电池的总反应方程式为 2H2O 2 2H2O，其中 H 元素从 0 价升至1 价，失去电子，即电子从 a 流向 b。 （2）负极为失去电子的一极，即 H2失去电子生成 H ，由于电解质溶液是碱性的，故电极反应式左右两边应各加上 OH 。 （3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。 （4）由题给两个方程式可知，Li 从 0 价升至1 价，作还原剂。H 2O 中的 H 由1 价降3至 H2中 的 0 价 ， 作 氧 化 剂 。 由 反 应 知 ， 当 吸 收 10 mol H2时 ， 生 成 20
8、mol LiH， V（ LiH） m/ 208/（ 0.82103） 195.1210 3（ L） 。 V（ LiH） /V（ H2） 195.1210 3 L/224 L 8.7104 。20 mol LiH 可生成 20 mol H2，实际参加反应的 H2的物质的量为2080%16mol，1 mol H 2转移 2 mol 电子，所以 16 mol H2转移 32 mol 电子。答案：（1）化学能转化为电能 由 a 到 b（2）H 22OH 2e 2H2O（3）增大电极单位面积吸附 H2、O 2的分子数，可加快反应速率（4）Li H 2O 8.710 4 32【总结提升】可逆反应与原电池的
9、工作原理当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子的流向相反，说明化学平衡移动方向相反。例题已知在酸性条件下发生的反应为 AsO 2I 2H AsO I 2H 2O，在碱性34 33条件下发生的反应为 AsO I 22OH AsO H 2O2I 。设计如图装置（C 1、C 2均为33 34石墨电极） ，分别进行下述操作：.向 B 烧杯中逐滴加入浓盐酸.向 B 烧杯中逐滴加入 40% NaOH 溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：（1）两次操作中指针为什么发生偏转？（2）两次操作过程中指针偏转
10、方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释。（3）操作过程中 C1棒上发生的反应为_；（4）操作过程中 C2棒上发生的反应为_。（5）操作过程中，盐桥中的 K 移向_烧杯溶液（填“A”或“B” ） 。思路导航：由于酸性条件下发生反应 AsO 2I 2H AsO I 2H 2O，碱性条34 33件下发生反应 AsO I 22OH AsO H 2O2I ，两者都是氧化还原反应。而且满足33 34构成原电池的三大要素：不同环境中的两电极（连接） ；电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应） ；形成闭合回路。当加酸时， c（H ）增大，C 1：2I 2e I2，这是负极；C 2：A sO 2H 2e A
11、sO H2O， 这 是 正 极 。 当 加 碱 时 ， c（ OH ） 增 大 ，34 33C1： I2 2e 2I ，这是正极； C2：AsO 2OH 2e AsO H 2O，这是负极。33 34答案：（1）两次操作中均能形成原电池，化学能转化成电能。（2） （）加酸， c（H ）增大，AsO 得电子，I 失电子，所以 C1极是负极，C 2极34是正极。 （）加碱， c（OH ）增大，AsO 失电子，I 2得电子，此时，C 1极是正极，C 233极是负极。故发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。4（3）2I 2e I2（4）AsO 2OH 2e AsO H 2O33 34（5）A
