高中化学 第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能（第2课时）化学电源课件 新人教版必修2.ppt

第二节化学能与电能第2课时化学电源 一 发展中的化学电源 续表 例1一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪 负极上的反应为 ch3ch2oh 4e h2o ch3cooh 4h 下列有关说法正确的是 a 检测时 电解质溶液中的h 向负极移动b 若有0 4mol电子转移 则在标准状况下消耗4 48l氧气c 电池反应的化学方程式为 ch3ch2oh o2 ch3cooh h2od 正极上发生的反应为 o2 4e 2h2o 4oh 解析 a 原电池中 阳离子向正极移动 故a错误 b 氧气得电子被还原 化合价由0价降低到 2价 若有0 4mol电子转移 则应有0 1mol氧气被还原 在标准状况下的体积为2 24l 故b错误 c 酸性乙醇燃料电池的负极反应为ch3ch2oh 4e h2o ch3cooh 4h 可知乙醇被氧化生成乙酸和水 总反应式为ch3ch2oh o2 ch3cooh h2o 故c正确 d 燃料电池中 氧气在正极得电子被还原生成水 正极反应式为o2 4e 4h 2h2o 故d错误 故选c 答案 c 名师点睛 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例 考查角度一般有如下几点 正 负极的判断 正 负极反应式及电池方程式 溶液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的ph变化 变式应用1 镍镉电池是一种可充电电池 其反应的化学方程式为 cd 2nio oh 2h2ocd oh 2 ni oh 2 由此可知 该电池的负极材料是 a a cdb nio oh c cd oh 2d ni oh 2 二 几种常见的 燃料电池 的电极反应式的书写燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池 它与原电池形成条件有一点相悖 就是两极不一定是活动性不同的电极 也可以是活动性相同的电极 燃料电池有很多 下面主要介绍几种常见的燃料电池 希望达到举一反三的目的 一 氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂 pt 或石墨做电极材料 负极通入h2 正极通入o2 总反应为 2h2 o2 2h2o 电极反应特别要注意电解质 有下列三种情况 1 电解质是koh溶液 碱性电解质 负极发生的反应为 2h2 4e 4h 4h 4oh 4h2o 所以 负极的电极反应式为 2h2 4e 4oh 4h2o 正极是o2得到电子 即 o2 4e 2o2 o2 在碱性条件下不能单独存在 只能结合h2o生成oh 即 2o2 2h2o 4oh 因此 正极的电极反应式为 o2 h2o 4e 4oh 2 电解质是h2so4溶液 酸性电解质 负极的电极反应式为 2h2 4e 4h 正极是o2得到电子 即 o2 4e 2o2 o2 在酸性条件下不能单独存在 只能结合h 生成h2o 即 o2 2h h2o 因此正极的电极反应式为 o2 4h 4e 2h2o o2 4e 2o2 2o2 4h 2h2o 3 电解质是nacl溶液 中性电解质 负极的电极反应式为 2h2 4e 4h 正极的电极反应式为 o2 h2o 4e 4oh 说明 碱性溶液反应物 生成物中均无h 酸性溶液反应物 生成物中均无oh 中性溶液反应物中无h 和oh 水溶液中不能出现o2 二 甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极 用碱或酸作为电解质 1 碱性电解质 koh溶液为例 总反应式 2ch3oh 3o2 4koh 2k2co3 6h2o 正极的电极反应式为 3o2 12e 6h2o 12oh 负极的电极反应式为 2ch3oh 12e 16oh 2co 12h2o 2 酸性电解质 h2so4溶液为例 总反应 2ch3oh 3o2 2co2 4h2o 正极的电极反应式为 3o2 12e 12h 6h2o 负极的电极反应式为 2ch3oh 12e 2h2o 12h 2co2 三 甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极 电解质溶液为koh 生成的co2还要与koh反应生成k2co3 所以总反应为 ch4 2koh 2o2 k2co3 3h2o 负极发生的反应 ch4 8e 8oh co2 6h2o co2 2oh co h2o 所以 负极的电极反应式为 ch4 10oh 8e co 7h2o 正极发生的反应有 2o2 8e 4o2 和4o2 4h2o 4oh 所以 正极的电极反应式为 2o2 4h2o 8e 8oh 四 铝 空气 海水电池我国首创以铝 空气 海水电池作为能源的新型海水标志灯 以海水为电解质 靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流 只要把灯放入海水中数分钟 就会发出耀眼的白光 电源负极材料为 铝 电源正极材料为 石墨 铂网等能导电的惰性材料 负极的电极反应式为 4al 12e 4al3 正极的电极反应式为 3o2 6h2o 12e 12oh 总反应式为 4al 3o2 6h2o 4al oh 3 说明 铝板要及时更换 铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积 例2 1 已知某燃料电池的总反应为2h2 o22h2o 则通入负极的应是 电极方程式为 通入正极的应是 电极方程式为 2 若把koh溶液改为稀h2so4作电解质 则电极方程式 正极 负极 3 若把h2改为ch4 用koh溶液作电解质 则电极方程式 负极 正极 解析 根据总反应可知 h2在反应中被氧化 应从负极通入 又因为电解质是koh溶液 不可能生成h 故负极反应为2h2 4oh 4e 4h2o 正极反应为o2 2h2o 4e 4oh 若把koh溶液改为稀h2so4作电解质 溶液中不可能生成oh 故负极反应为2h2 4e 4h 正极反应为o2 4h 4e 2h2o 若把h2改为ch4 用koh溶液作电解质 ch4被氧化 因在koh溶液中不可能产生co2 故生成co 答案 1 h22h2 4e 4oh 4h2oo2o2 2h2o 4e 4oh 2 o2 4h 4e 2h2o2h2 4e 4h 3 ch4 8e 10oh co 7h2o2o2 4h2o 8e 8oh 名师点睛 解答燃料电池习题的一般步骤 根据化学方程式分析化合价的升高和降低 找出被氧化的物质和被还原的物质 根据原电池负极发生氧化反应 正极发生还原反应 找出对应的负极反应物和正极反应物 根据化合价升高和降低分析失电子数目和得电子数目 从总式中分析产物 写出电极反应 验证 两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同 则书写正确 变式应用2 可用于电动汽车的铝 空气燃料电池 通常以nacl溶液或naoh溶液为电解液 铝合金为负极 空气电极为正极 下列说法正确的