化学电源

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化学电源

(新型电池 )

1

【复习巩固】以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为_______________________。?

负:NO2 +NO3 --e-== 2N2O5 正:O2+2N2O5 +4e-== 4NO3 -

2

技法归纳

化学电源电极反应式书写与判断的步骤:

列物质标得失

看环境配守恒

两式加验总式

复杂极总减简充放电正相反

3

4

【典题探究】

【典题1】(2015新课标全国理综Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(  )

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

微生物电池

负:C6H12O6-24e-+6H2O%P6CO2+24H+

正:O2+4e-+4H+%P2H2O

A

5

【典题探究】

【典题2】【徐某某2017届考前模拟冲刺打靶卷】一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示,下列说法正确的是

微生物电池

A.该电池能在高温下工作

B.该电池工作时,中间室

中的Cl-移向右室

C.正极上发生的电极反应:

2NO3-+ 6H2O + 10e-%P

N2↑+ 12OH-

D.若有机废水中有机物用 C6H12O6表示,每消耗1molC6H12O6转移4mol电子

负:C6H12O6-24e-+6H2O%P6CO2+24H+

正: 2NO3-+ 6H2O + 10e-%P N2↑+ 12OH-

C

6

-

+

【典题探究】

【典题2】(2018全国II)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为3CO2+4Na

A. 放电时,ClO4- 向负极移动

B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2

C.放电时,正极反应为:

3CO2+4e?= 2CO32-+C

D. 充电时,正极反应为:

Na+ + e?=Na

2Na2CO3+C,下列说法错误的是( )

轻金属化学电池

负:4Na-4e-=4Na+

正:3CO2+4e-=C+2CO32-

D

7

【典题探究】

【典题5】(2017全国III)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(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )

A.电池工作时,正极可发生反应:

2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

B.电池工作时,外电路中流过

0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g

C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多

轻金属化学电池

负:2Li-2e- = 2Li+

正:3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6

2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

D

-

+

8

【典题1】(2014全国大纲卷)9.下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是

A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-

B.电池的电解液可为KOH溶液

C.充电时负极反应为:MH+OH-→H2O+M+e-

D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高

负:MH+OH--e- = H2O+M

正:NiOOH+H2O+ e- =Ni(OH)2+OH-

储氢电池

【典题探究】

C

9

【典题探究】

【典题】(2018?**_*电动汽车具有绿色、环保等优点,镍氢电池(NiMH)是电动汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金,电池中主要以KOH溶液作电解液,该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2+M==NiOOH+MH。下列有关镍氢电池的说法中正确的是(  )

A.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移

B.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e-==MH+OH-,H2O中的H被M还原

C.电池放电过程中,正极的电极反应式为:NiOOH+H2O+e-==Ni(OH)2+OH-

D.电池放电过程中,负极附近的溶液pH增大

储氢电池

总:Ni(OH)2+M=NiOOH+MH

阳:Ni(OH)2+OH--e- = NiOOH+H2O

阴:H2O+M+e-=MH+OH-

C

10

【典题探究】

【典题1】(2018?*_**光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时AgCl(s)=Ag(s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-=Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是(  )

光电池

A.光照时,电流由X流向Y

B.光照时,Pt电极发生的反应为:2Cl-+2e-==Cl2

C.光照时,Cl-向Pt电极移动

D.光照时,电池总反应为:AgCl(s)+Cu+(aq)==Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)

B

11

-

+

【典题探究】

【典题2】一种钌(Ru)配合物光敏太阳能电池工作原理及电池中发生的反应如下所示:

光电池

下列说法正确的是( )

A.电极X为电池的正极

B.电池工作时,电能转变为光能

C.电池工作时,电极Y上发生还原反应

D.电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不断减少

C

电极X

电极Y

12

-

+

技法归纳

原电池选项考查内容:

1.电极反应式书写

2.电极判断

3.粒子流向:电子不下水,离子不上岸,

电子从负到正,放电正正负负,充电阴阳相吸

4.相关计算: 抓守恒

5.pH变化:分看分 总看总

13

【课堂练习】

【练习1】(2018全国III) 一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是( )

A. 放电时,多孔碳材料电极为负极

B. 放电时,外电路电子由多孔碳

材料电极流向锂电极

C. 充电时,电解质溶液中Li+向

多孔碳材料区迁移

D. 充电时,电池总反应为

Li2O2-x=2Li+(1-1/2x)O2

负:2Li-2e-=2Li+

总:2Li+(1-1/2x)O2=Li2O2-x

正:(1-1/2x)O2+2e-+2Li+=Li2O2-x

D

14

【课堂练习】

【练习2】研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池,Al、Cn为电极,有机阳离子与阴离子(AlCl4-、Al2Cl7-)组成的离子液体为电解质,如图为该电池放电过程示意图。下列说法错误的是(  )

A.充电时,Al作阴极,Cn作阳极

B.充电时,每生成1 mol Al,同时消耗4 mol Al2Cl7-

C.放电时,电解质中的有机阳离子向铝电极方向移动

D.放电时,正极反应式为Cn[AlCl4]+e-==Cn+AlCl4-

B

负:Al-3e-+7AlCl4-==4Al2Cl7-

正:Cn[AlCl4]+e-==Cn+AlCl4-

15

【课堂练习】

【练习3】【2016年高考新课标Ⅱ卷】Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )

A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B.正极反应式为Ag++e-=Ag

C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

负:Mg-2e-=Mg2+

正:AgCl+e-=Ag+Cl-

B

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