第四章电化学总复习.pptVIP

化学腐蚀与电化腐蚀 A.质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池的关键材料与部件为：1)电催化剂；2)电极；3）质子交换膜；4）双极板。 工作时，氢在负极被转变成氢离子的同时释放出电子，电子通过外电路回到电池正极，与此同时，氢离子则通过电池内部高分子膜电解质到达正极。在正极，氧气转变为氧原子，氧原子得到从负极传过来的电子变成氧离子，和氢离子结合生成水。右图是质子交换膜燃料电池工作原理示意图 B.固体氧化物燃料电池 固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高效，环境友好的特点外，它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用，使其综合效率可由50%提高到70%以上； 它的燃料适用范围广，不仅能用H2 ，还可直接用CO、天然气（甲烷）、煤汽化气，碳氢化合物、NH3 、H2S等作燃料。这类电池最适合于分散和集中发电。 C.熔融碳酸盐燃料电池 熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐。反应原理示意图如下：正极： O2 + 2CO2 + 4e- = 2CO32-负极： 2H2 + 2CO32- ﹣4e-= 2CO2 + 2H2O 总反应： O2 ＋ 2H2 = 2H2O熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（600～700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、无污染、燃料多样化（氢气、煤气、天然气等）、 练习1：写出分别以稀硫酸、KOH溶液、熔融碳酸盐、 固体氧化物为电解质时的氢氧燃料电池的电极反应式 和总反应式。 酸性电解质： 碱性电解质 负极: 2H2- 4e-+ 4OH- = 4H2O 正极: O2+ 2H2O+ 4e- = 4OH- 总反应: 2H2+ O2 = 2H2O 负极： 2H2 - 4e- = 4H+ 正极： O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O 总反应：2H2+ O2 = 2H2O 熔融碳酸盐 负极：2 H2 +2CO32- ﹣4e- = 2H2O +2CO2 正极：O2 +2 CO2 + 4e- = 2CO32- 总反应式：2H2 + O2 = 2H2 O 固体氧化物 负极：2H2 + 2O2- ﹣4e- =2H2O 正极：O2 +4e- =2O2- 总反应式：2H2 + O2 = 2H2 O 3.原电池电极反应式的书写： 3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）； 2．分析两极反应物分别写出两极电极反应式，将两极的电极反应式的电子得失数配平后，相加得到总反应——加法 4．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH－； 1.根据条件写出自发发生的氧化还原反应方程式，分析得、失电子的情况，写出正极或负极的电极反应式，总反应减去一极反应即得到另一极反应——减法 练习2：仅改变练习1中的燃料：氢气变为甲 烷或甲醇，其他不变，写出其电极反应式和 总反应式 思考：通过比较三种燃料在四类燃料电池中的电极反应式，找出其共同点。 总结：各种燃料以氧气为氧化剂时在各类燃料电池中的电极反应式有何共同点？ 正极：O2 + 4H+ +4e- =2H2O 质子交换膜燃料电池： 碱 性 燃 料 电 池： 熔融碳酸盐燃料电池： 固体氧化物燃料电池： 正极：O2 +2H2O+4e-=4OH- 正极：O2+2CO2+4e-=2CO32- 正极：O2 +4e- =2O2- 练习3：将质子交换膜氢氧燃料电池的氧化剂改 成氯气可否做成氢氯燃料电池？若可行，写出其 电极反应式和总反应式，说明这种氢氯燃料电池 是否有实际使用价值；若不行，说明理由。 电化学专题知识复习 一、电化学知识的内部联系： 强迫发生 电解 自发发生 原电池 还原剂→氧化剂 ne- 氧化还原反应 还原剂通过外电路将电子给予氧化剂 在外电场强迫下还原剂失、氧化剂得电子 失电子—氧化反应 负极：电子流出 阳极：连电源正极 得电子—还原反应 正极：电子流入 阴极：连电源负极 化学能 消耗电能 产生 产生电能 消耗 化学电源、电化学腐蚀、防腐 氯碱工业、精炼铜、电镀、冶炼活泼金属 1.如下图，一根铜棒插入硝酸银溶液中，回答： （1）一段时间后，观察到的实验现象 是： ， （2）写出相关的离子方程式并用单线桥法表示 电子转移的方向和