化学高中 原电池原理的应用及电极反应式的书写

重点、难点突破电极反应式的书写技巧：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。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。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。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-+2H2O4OH-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-4H2O,1.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+4OH4e-4H2O负极:O22H2O4e-4OH总反应：2H2O22H2O,多孔性金属电极(Pt)具有催化性能,负极：2H24e4H+,正极：O2+4e+4H2H2O,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：铝合金是阳极；铝合金是负极；海水是电解液；铝合金电极发生还原反应（）。ABCD,A,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Liion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：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是()。A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB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,思考与交流,+3.65,+3.15,Ni得到的电子数为:(3.65-3.15)2=1,3.（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：C6H12O66H2O24e6CO224HC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224/6L,B,思考与交流,总反应式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O,22.4L,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b,H22OH2e=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：2Li+H22LIHLiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是，反应中的氧化剂是。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)由生成的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。,Li,H2O,8.7110-4,32,吸收10molH2时，生成20molLiH，V=m/=207.9/0.8210-3L=192.6810-3L。V(LiH)/v(H2)=192.6810-3L/224L=8.7110-4。,20molLiH可生成20molH2，实际参加反应的H2为2080%=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2Fe32I2Fe2I2