1、1化学电源【高考预测】（）常见化学电源的种类及工作原理。1 （2014 浙江）镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH) 2 + MNiOOH + MH，已知：6NiOOH + NH 3 + H2O + OH =6 Ni(OH)2 + NO2 。下列说法正确的是ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H 2O + e = Ni(OH)2 + OHB充电过程中 OH 离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H 2O + M + e = MH + OH ，H
2、2O 中的 H 被 M 还原DNiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液【答案】A一 电池的评价比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。质量轻、体积小而输出电能多、功率大、可储存时间长的电池，更适合使用者的需要。二实用电池的特点1. 能产生比较稳定而且较高电压的电流；2. 安全、耐用且便于携带，易于维护；23. 能够适用于各种环境；4. 便于回收处理，不污染环境或对环境的污染影响较小；5. 能量转换率高。三 几种常见的电池1. 一次电池：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。碱性锌锰电池 构成：负极是锌，正极
3、是 MnO2，电解质是 KOH负极：Zn+2OH 2e =Zn(OH)2；正极：2MnO 2+2H2O+2e =2MnOOH+2OH总反应式：Zn+2MnO 2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。2. 二次电池 铅蓄电池放电电极反应：负极：Pb(s)+SO 42 (aq)2e PbSO 4(s)； 正极：PbO 2(s)+4H+(aq)+SO42 (aq)+2e PbSO 4(s)+2H2O(l)总反应式：Pb(s)+PbO 2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO 4(s)+2H2O(l)充电电极反应：阳极：PbSO 4(s)+2
4、H2O(l)2e =PbO2(s)+4H+(aq)+SO42 (aq)；阴极：PbSO 4(s)+2e =Pb(s)+SO42 (aq)总反应：2PbSO 4(s)+ 2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)总反应方程式：Pb (s)+ PbO 2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)说明：电池充电时，正负极分别和电源的正负极相连。 镍一镉碱性蓄电池负极：Cd+2OH 2e =Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)+2H 2O+2e =2Ni(OH)2+2OH总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H 2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
5、3. 燃料电池电 池 电极反应 酸性电解质 碱性电解质负 极. 2H24e 4H + 2H2+4OH 4e 4H 2O正 极 O2+4H+4e 2H 2O O2+2H2O+4e 4OH 氢氧燃料电池总反应 2H2+O22H 2O 2H2+O22H 2O甲烷燃 负 极 CH4 + 2H2O8e =CO2 + 8H+ CH4+10OH 8e =CO32 +7H2O3正 极 2O2 + 8H+ + 8e 4H 2O 2O2+4H2O+8e =8OH料电池总反应 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O负 极 2CH3OH + 2H2O12e = 2
6、CO2 + 12H+ 2CH3OH +16OH 12e =2CO32 +12H2O正 极 3O2 +12H+ +12e 6H 2O 3O2+6H2O+12e =12OH甲醇燃料电池总反应 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O除氢气外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。燃料电池的能量转化率高于 80，远高于燃烧过程（仅 30左右） ，有利于节约能源。燃料电池有广阔的发展前途。典例 1 Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH 4Cl 混合溶液。
7、 该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极” ） 。 若 ZnCl2-NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。欲除去 Cu2+，最好选用下列试剂中的 （填代号） 。a. NaOH b. Znc. Fe d. NH3H2O MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的 MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过 2mol 电子，MnO 2的理论产量为 。【答案】 Zn 正极 锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b 2H +2e-=H2，87g【解析】 负极发生氧化反应，Zn 失电子，做负极。电子由负极经
8、外电路流向正极。 锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选 Zn 将 Cu2+ 置换为单质而除去。 阴极上得电子，发生还原反应，H +得电子生成氢气。因为 MnSO4MnO 22 e -，通过 2mol 电子产生 1mol MnO2，质量为 87g。电极反应式的书写总的原则同化学方程式的书写：先写反应物，再写生成物，根据化合价标出得失电子数，再根据电荷守恒和物料守恒配平，同时注意溶液的酸碱性。41. 先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。2. 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共
9、存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且 O2生成 OH ，若电解质溶液为酸性，则 H 必须写入正极反应式中，O 2生成水。3. 正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。4. 燃料电池电极反应中，酸性溶液中不能出现 OH ，碱性溶液中不能出现 H ，水溶液中不能出现O2 ，而熔融电解质中 O2被还原为 O2 。典例 1 生产铅蓄电池时，在两极板上
10、的铅锑合金上均匀涂上膏状的 PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：2PbSO 4+2H2O 充 电 放 电 PbO2+Pb+2H2SO4，下列对铅蓄电池的说法中错误的是( )A需要定期补充硫酸B工作时 Pb 是负极，PbO 2是正极C工作时负极上发生的反应是 Pb2e +SO42 =PbSO4D工作时电解质溶液的密度减小【答案】A典例 2 下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是（ ）A该系统中只存在 3 种形式的能量转化B装置 Y 中负极的电极反应式为：O 2+2H2O+4e 4OH C装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生5D装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化【答案】C
