高三燃料电池专题复习

专题复习普通锌锰电池碱性电池镍镉电池小型高性能燃料电池锂离子电池镍氢电池【题型说明】高考命题中常见的新型化学电池有“氢镍电池”、“高铁电池”、“锌锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”、“银锌电池”、“钮扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量或单位体积所能释放的能量)高等特点。取材于新型化学电源的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生对这类试题感到难，而难在何处又十分迷茫，实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。燃料电池专题复习1．燃料电池：把能源中的燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池中，氢气、甲烷、煤气等燃料作负极燃气；氧气、空气、氯气等氧化剂作正极助燃气。2．氢氧燃料电池。用氢气和氧气作为电极燃气，铂或活性炭作电极，40%的氢氧化钾溶液作电解质溶液。负极反应式：2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－总反应式：2H2＋O2===2H2O方法指导：理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤1.先写出燃料电池总反应式2.再写出燃料电池正极的电极反应式3.最后写出燃料电池负极的电极反应式“一池多变”的燃料电池以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：___________________________；正极：______________________；总反应式：_______________________。CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8e－＋8H＋===4H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋遵循三大原则1.电子守恒原则2.电荷守恒原则3.原子守恒原则(2)碱性介质(如KOH)负极：_______________________________；正极：________________________；总反应式：________________________________。(3)固体电解质(高温下能传导O2－)负极：_____________________________；正极：_________________；总反应式：_______________________。CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2OCH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O2O2＋8e－＋4H2O===8OH－CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O2O2＋8e－===4O2－CH4＋2O2===CO2＋2H2O(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_______________________________；正极：________________________；总反应式：_______________________。CH4－8e－＋4CO2－3===5CO2＋2H2O2O2＋8e－＋4CO2===4CO2－3CH4＋2O2===CO2＋2H2O练习：以甲醇燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写方法：(1)酸性条件燃料电池总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O燃料电池正极反应式：_______________________________________________________燃料电池负极反应式：______________________________________________________(2)碱性条件燃料电池总反应式：2CH3OH＋3O2＋4NaOH===2Na2CO3＋6H2O燃料电池正极反应式：__________________________________________________燃料电池负极反应式：___________________________________________________(3)固体电解质(高温下能传导O2－)燃料电池总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O燃料电池正极反应式：_________________________________________________燃料电池负极反应式：_________________________________________________(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电池总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极电极反应式：____________________________________________________负极电极反应式：____________________________________________________提示：(1)3O2＋12e－＋12H＋===6H2O2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋(2)3O2＋12e－＋6H2O===12OH－2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO2－3＋12H2O(3)3O2＋12e－===6O2－2CH3OH－12e－＋6O2－===2CO2＋4H2O(4)3O2＋12e－＋6CO2＝6CO2－32CH3OH－12e－＋6CO2－3===8CO2＋4H2O1.氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH______。(填“减小”、“增大”或“不变”)2.氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH________。(填“减小”、“增大”或“不变”)减小增大减小减小练习题型一题型二题型三A．a为CH4，b为CO2B．CO2－3向正极移动C．此电池在常温时也能工作D．正极电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－33.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质，以CH4为燃料时，该电池工作原理如图，下列说法正确的是()。D题型一题型二题型三4．美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，用质子(H＋)溶剂，在200°C左右时供电。电池总反应为：C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如下，下列说法正确的是()。A．a极为电池的正极B．电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再到a极C.电池正极的电极反应为：4H＋＋O2＋4e－===2H2OD．电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移答案C