專題九電化學化學電源復習課件

1、化學電源化學電源一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鎳鎘蓄電池普通干電池鋅銀紐扣電池甲烷燃料電池甲醇燃料電池新型電池鋰離子電池儲氫電池（2）工作原理：總：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3+ Zn2+ + H2O1、普通鋅錳干電池負極：正極：Zn -2e = Zn2+2NH4 +2e+2MnO2=2NH3 +Mn2O3+H2O（1）構造：Zn | NH4Cl、淀粉|MnO2一、一次電池2NH4 +2e = 2NH3 + H22MnO2+H2 = Mn2O3+H2O2、堿性鋅錳干電池（2）工作原理：總：Zn + 2MnO2 +2H2O= 2Mn

2、O(OH)+ Zn(OH)2負極：正極：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-（1）構造：Zn | KOH | MnO2一、一次電池總: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2負極： Zn + 2OH-2e-=Zn(OH)2正極： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-一、一次電池3、銀鋅紐扣電池1、鉛蓄電池（1）構造：Pb | H2SO4 | PbO2 負極: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4正極: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O二、二次電池Pb(

3、s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)（2）工作原理：放電：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 陰極：與外接電源負極相連陽極：與外接電源正極相連PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H+ SO42-二、二次電池充電：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)二、二次電池2、鎳鎘電池（1）構造：Cd | KOH | NiOOH （2）工作原理：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放電：負極：Cd-2e-+2OH- = Cd(OH)2正極：2NiOOH

4、+H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-Cd(OH)2 +2e-= Cd +2OH- 陰極：與外接電源負極相連陽極：與外接電源正極相連2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH-=2NiOOH+H2O二、二次電池充電：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 二、二次電池12013新課標全國卷 “ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是()A電池反應中有NaCl生成B電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C正極反應為NiCl22e= Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動B

5、 二、二次電池2.(2013安徽卷)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是( )A正極反應式：Ca2Cl2e=CaCl2B放電過程中，Li向負極移動C每轉移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g PbD常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉D 三、燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池。三、燃料電池

6、1、 氫氧燃料電池 總反應方程式 ：2H2O22H2O 兩個電極均為惰性電極（石墨/鉑：吸附氣體能力強）三、燃料電池氫氧燃料電池電極反應總反應： 2H2 + O2 = 2H2O 酸性負極正極中性負極 正極堿性負極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- （2） CH4 |KOH|O2總反應：CH4+2O2+2OH- CO32-+3H2O 負極：CH4 + 10OH- - 8e- CO32-

7、+ 7H2O 正極：2O2 + 8e- + 4H2O 8OH- 三、燃料電池2、 甲烷燃料電池 （1） CH4 |H2SO4|O2總反應：CH4+2O2 2CO2+2H2O 負極：CH4 - 8e- + 2H2O CO2 + 8H+ 正極：2O2 + 8e- + 8H+ 4H2O （2） CH3OH|KOH|O2總反應：_ 負極：_ 正極：_（1） CH3OH|H2SO4|O2總反應：_ 負極：_ 正極：_（3）以Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極燃氣，制得在65下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：負極反應式：_正極反應式：_總反應

8、式：_三、燃料電池改為H2、空氣燃料電池的電極反應呢？（4）摻雜Y2O3的ZrO3固體電解質，在高溫下能傳導正極生成的O2。電極反應式為負極：CH3OH-6e+3O2=CO2+2H2O正極：3/2O2+6e=3O2三、燃料電池三、燃料電池以中性條件：O2+4e-+2H2O=4OH-為第一步，熟記以下四種情況：酸性條件： O2+4e-+4H+=2H2O堿性條件： O2+4e-+2H2O=4OH-熔融碳酸鹽： O2+4e-+2CO2=2CO32-固體電解質(高溫下傳導O2-)： O2+4e-=2O2-思路：先看成中性條件下的燃燒反應，然后看產物是否會與電解質溶液反應2.由NO2、O2、熔融鹽NaN

9、O3組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨電極反應生成一種氧化物Y,下列有關說法正確的是 ( )A石墨極為正極，石墨極為負極BY的化學式可能為NOC石墨極的電極反應式為 NO2NO3-e=N2O5D石墨極上發(fā)生氧化反應3. (2013北京，26(4)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下:Pt電極上發(fā)生的是 反應(填“氧化”或“還原”)。寫出NiO電極的電極反應式：_。C NO+O2-2e-=NO2還原三、燃料電池三、燃料電池4.將CH4設計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意圖如圖所示（A、B為多孔性碳棒）。持續(xù)通入甲烷，在標況下，消耗甲烷體積為V L。0V44.8時，電池

10、的總反應為：_44.8V89.6時，負極電極反應為_析：中性條件：負極：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總反應：CH4+2O2=CO2+2H2OCH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O5.如圖是甲醇燃料電池的結構示意圖，質子交換膜左右兩側的溶液均為1L2mol/L的H2SO4。寫出左側電極的電極反應式：_當電池中有1mol電子發(fā)生轉移時，左右兩側溶液的質量之差為_g。CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+12四、新型電池（1）鋰離子電池Li1xCoO2+LixC6=6C+LiCoO

11、2放電時，負極：LixC6xe=xLi6C正極：Li1xCoO2+xe+xLi=LiCoO2充電時，陰極：xLi+6C+xe=LixC6陽極：LiCoO2xe=xLi+Li1xCoO2Li1xMO2+LixC6=6C+LiMO20+1+1四、新型電池.（07天津13）.天津是我國研發(fā)和生產鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷（LiCoO2），充電時，LiCoO2中Li被氧化，Li+遷移并以原子形式嵌入電池負極材料碳（C6）中，以LiC6表示。電池反應為LiCoO2+C6CoO2+LiC6，下列說法正確的是（）A.充電時，電池的負極反應為LiC6-e-=Li+C6B.放電時，

12、電池的正極反應為CoO2+Li+e-=LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質D.鋰離子電池的比能量（單位質量釋放的能量）低B 四、新型電池某種可充電聚合物鋰離子電池放電時的反應為Li1xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其工作原理示意圖如右。下列說法不正確的是 ()A放電時LixC6發(fā)生氧化反應B充電時，Li通過陽離子交換膜 從左向右移動C充電時將電池的負極與外接電源 的負極相連D放電時，電池的正極反應為 Li1xCoO2+xLi+xe=LiCoO2B B C 四、新型電池5Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAl

13、Cl4-SOCl2。電池的總反應可表示為4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。請回答下列問題：(1)電池的負極材料為_，發(fā)生的電極反應為_。(2)電池正極發(fā)生的電極反應為_。Lie= Li鋰2SOCl24e= 4ClSSO2四、新型電池.（09浙江12）市場上經常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應為：Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列說法不正確的是（ ）A放電時，負極的電極反應式：Li-e-=Li+B充電時，Li0.85NiO2既

14、發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應C該電池不能用水溶液作為電解質D放電過程中Li+向負極移動D 四、新型電池.（10浙江9）.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有關該電池的下列中，正確的是（）A.Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價B.該電池的電池反應式為：2Li+FeSLi2S+FeC.負極的電極反應式為Al-3e-=Al3+D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：Li2S + Fe - 2e- = 2Li+ + FeSC 四、新型電池. （08廣東16）LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境

15、友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為：FePO4+LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含Li+導電固體為電解質。下列有關LiFePO4電池說法正確的是（）A.可加入硫酸以提高電解質的導電性B.放電時電池內部Li+向負極移動.C.充電過程中，電池正極材料的質量減少D.放電時電池正極反應為：FePO4+Li+e - =LiFePO4CD 四、新型電池（2）儲氫電池NiOOH+MH Ni(OH)2+M放電時，負極：MHe+ OH = M + H2O正極： NiOOH+H2O + e= Ni(OH)2 + OH充電時，陽極：Ni(OH)2 + OHe = NiOOH

16、+ H2O陰極：M+H2O + e= MH + OH NiOOH+MH Ni(OH)2+M0+10四、新型電池1.（2014全國卷 9） 如圖所示是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關說法不正確的是()A放電時正極反應為NiOOHH2OeNi(OH)2OHB電池的電解液可為KOH溶液C充電時負極反應為MHOHH2OMeDMH是一類儲氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高C 四、新型電池2.（2014浙江卷 11）鎳氫電池(NiMH)目前已經成為混合動力汽車的一種主要電池類型，NiMH中的M表示儲氫金屬或合金，該電池在充電過程中的總反應方程式是Ni

17、(OH)2M=NiOOHMH。已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列說法正確的是()ANiMH電池放電過程中，正極的電極反應式為NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2OHB充電過程中OH從陽極向陰極遷移C充電過程中陰極的電極反應式：H2O+M+e=MH+OH，H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質溶液A 四、新型電池3. （11四川29(4)）用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：NiO(OH)+MH Ni(

18、OH)2+M電池放電時，負極的電極反應式為_。充電完成時，Ni(OH)2全部轉化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗，從而避免產生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應式為_。MHeOH=H2OMO24e+2H2O=4OH-四、新型電池（3）其它四、新型電池1.（10全國110）.如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖電池的一個電極由有機光敏燃料（S）涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為：TiO2/STiO2/S*（激發(fā)態(tài)）TiO2/S*TiO2/S+e-I3-+2e-3I-2TiO2/S+3I-2TiO2/S+I3-下列關于該電池敘述錯誤的是（ ）A.電池工作時，I-離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電B.電池工作時，是將太陽能轉化為電能C.電池的電解質溶液中I-和I3-濃度不會減少D.電池中鍍鉑導電玻璃為正極A四、新型電池2.（10重慶29()）全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能相互轉化的裝置，其原理如下。當左槽溶液顏色逐漸由黃變藍，其電極反應式為。充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由 色變?yōu)?色。放電過程中氫離子的作用是和；充電時若轉移的電子數為3.011023個，左槽