人教版高中化学选择性必修1化学反应原理浙江专版精品课件 第4章 化学反应与电能 第1节 第2课时 化学电源.pptVIP

典例剖析铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应式为Fe+Ni2O3+3H2O══Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()。A.电池的电解质溶液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为FeB.电池放电时,负极反应式为Fe+2OH--2e-══Fe(OH)2C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时,阳极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e-══Ni2O3+3H2OC解析:因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极,故A和B均正确;充电时的阴极反应式为Fe(OH)2+2e-══Fe+2OH-,故此时阴极附近溶液的pH增大,故C错误;根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。学以致用1.关于铅酸蓄电池的说法正确的是()。A.放电时,正极发生的反应是Pb+-2e-══PbSO4B.放电时,该电池的负极材料是铅板C.充电时,电池中硫酸的浓度不断减小D.充电时,阳极发生的反应是PbSO4+2e-══Pb+答案:B解析:A项中电池放电时正极应发生还原反应,电极反应为PbO2+4H+++2e-══PbSO4+2H2O;C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大;D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。2.镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁电池放电时电压高而平稳,因而越来越成为人们研制绿色电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为xMg+Mo3S4MgxMo3S4,则镁电池放电时,下列说法错误的是()。A.Mg2+向正极迁移B.正极反应式为Mo3S4+2xe-══C.充电时,该电池的正极与电源的负极相连D.负极反应式为xMg-2xe-══xMg2+解析:充电时,电池的正极应与电源的正极相连。C二、燃料电池电极反应式的书写重难归纳以CH3OH为燃料的燃料电池电极反应式的书写。1.酸性介质。2.碱性介质。3.熔融碳酸盐作介质。4.熔融金属氧化物作介质。燃料电池种类很多,可作燃料电池的燃料的有氢气、烃类(如甲烷)、肼(联氨)、氨、CO、醇类(如甲醇)等,可以是酸、碱、熔融碳酸盐或氧化物等电解质作离子导体,发展前景广阔。书写燃料电池的电极反应式和总反应式要注意哪些问题?提示:(1)在电池的负极反应的物质一定是可燃物,燃料失电子发生氧化反应。电池的正极多为氧气或空气,得电子,发生还原反应。(2)电极材料一般不参加化学反应,只作电池反应物的载体。(3)正、负两极的电极反应式在得失电子守恒的前提下,相加后的电池反应必然是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加。典例剖析科技工作者制造了一种甲烷燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入甲烷,通过掺杂了Y2O3的ZrO2晶体在高温下传导O2-。以下判断错误的是()。A.电池正极发生的反应:O2+4e-══2O2-B.电池负极发生的反应:CH4+4O2--8e-══CO2+2H2OC.固体电解质里的O2-的移动方向:由正极移向负极D.向外电路释放电子的电极:正极(即电子由正极流向负极)答案:D解析:因为放电时,电池正极发生还原反应(元素化合价降低),负极发生氧化反应(元素化合价升高)。所以正极反应式是O2+4e-══2O2-,负极反应式是CH4+4O2--8e-══CO2+2H2O。由上述电池的正、负极反应式可以看出,正极反应“源源不断”地产生O2-,负极反应要持续进行,则需要“持续不断”地消耗O2-,故电池内O2-的移动方向是由正极移向负极。电池的负极发生氧化反应,失去电子,故外电路电子从负极流出,D项错误。【拓展延伸】对于甲烷燃料电池,电解质溶液如果是KOH溶液,则电极反应式如何书写?答案:正极:2O2+4H2O+8e-══8OH-负极:CH4+10OH--8e-══+7H2O总反应:CH4+2O2+2KOH══K2CO3+3H2O方法归纳燃料电池电极反应的书写关键。

(1)书写总反应方程式时,要注意燃料燃烧产物与电解质溶液是否发生反应,若能反应,电解质溶液要写在总反应方程式中。

(2)燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应,即O2+4e-══2O2-,产生的O2-存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系,在酸性溶液中转化为H2O,在碱性溶液中转化为OH-,在熔融的碳酸盐中转化为。(3)书写燃料电池的电极反应式,一定要注意电解质溶液的酸碱性。碱性溶液电极反应式中不能出现H+,酸性溶液电极反应式中不能出现OH-。学以致用一种微生物燃料电池结构示意图如图所示,关于