2011届高考化学原电池原理的应用及电极反应式的书写复习

第九章电化学基础考点2原电池原理的应用及电极反应式的书写§9-1原电池化学电源[重点、难点突破]电极反应式的书写技巧：①分析氧化还原反应：负极或阳极——还原剂失去电子发生氧化反应；正极或阴极——氧化剂得到电子发生还原反应。②要注意介质影响：一般来说，一极消耗某介质的离子，另一极则生成该介质的离子。③电极反应式正误的判断：合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子，若得到总反应方程式（也称电池反应式），则电极反应式书写正确。④复杂电极反应式的书写：用总反应方程式减去一极电极反应式，即可得另一极电极反应式。解题方法指导[规律1]可充电电池（即二次电池或可逆电池）：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，该极与外电源正极相连；放电时的负极变为电解池的阴极，该极与外电源负极相连。[规律2]燃料电池：自发进行的氧化还原反应中，通入燃料(发生氧化反应)的一极为负极；通入氧化剂(比如O2发生还原反应)的一极为正极。[规律4]氧气作为原电池正极反应时的电极反应式：电解质溶液为中性或碱性时：O2+4e-+2H2O＝4OH-电解质溶液为酸性时：O2+4e-+4H+＝2H2O使用固体电解质（如某些锂电池，为什么不能使用溶液？）或熔融电解质时：O2+4e-＝2O2-[规律3]氢气作为原电池负极反应时的电极反应式：电解质溶液为中性或酸性时：H2-2e-＝2H+或2H2-4e-＝4H+电解质溶液为碱性时：H2+2e-+2OH-＝2H2O或2H2+4e-+4OH-＝4H2O1.铝—空气—海水电池负极：4Al-12e-＝4Al3+正极：3O2+6H2O+12e-＝12OH-电池总反应式为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯．以取之不尽的海水为电解质。2.燃料电池优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好。用途：宇宙飞船，应用前景广阔氢氧燃料电池：电极:Pt制作的惰性电极电解质溶液:KOH溶液反应原理:正极:2H2+4OH－－4e-＝4H2O负极:O2＋2H2O＋4e-＝4OH－总反应：2H2＋O2＝2H2O多孔性金属电极(Pt)具有催化性能负极：2H2－4e—→4H+正极：O2+4e—+4H＋→2H2O酸性燃料电池甲烷燃料电池（电解质为KOH）总反应式：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-1．（09年上海理综·11）茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中：①铝合金是阳极；②铝合金是负极；③海水是电解液；④铝合金电极发生还原反应（）。A．②③B．②④C．①②D．①④A思考与交流氧化反应2.(09年浙江理综·12)市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是()。A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－=Li＋B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li＋向负极移动D充电放电思考与交流+3.65+3.15Ni得到的电子数为:(3.65-3.15)×2=13.（09年江苏化学·12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()。A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体224/6LB思考与交流总反应式：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O22.4L高温条件下微生物会变性H+移向正极4.(09年天津理综·10)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为（用a、b表示)。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为。增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率。由化学能转化为电能由a到bH2＋2OH－－2e－=2H2O思考与交流（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。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：Ⅰ．2Li+H22LIHⅡ．LiH+H2O=LiOH+H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是，反应Ⅱ中的氧化剂是。②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。（Li的相对原子质量为6.9)③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为＿＿mol。LiH2O8.71×10-432△吸收10molH2时，生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)=192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20molLiH可生成20molH2，实际参加反应的H2为20×80%=16mol，16molH2可转移32mol的电子。[09年福建理综·11]控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是（）。A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极D