高中化学 最困难考点系列 考点10 化学电源新型电池 新人教版选修4

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1、考点10化学电源新型电池【考点定位】本考点考查化学电源新型电池，主要是结合原电池原理和电解池工作原理分析新型电池工作时发生的电极反应，巩固对电化学理论的认识。【精确解读】一、锌锰干电池(一次电池)  1．普通干电池的反应原理：Zn+2MnO2+2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl2+2NH3↑+H2O  负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+正极(MnO2和C)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O  表示方法：(-)Zn

2、NH4Cl+ZnCl2

3、MnO2，C(+)  2．碱性锌锰电池的反应原理：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2  负极(Zn)

4、：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2  正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- 表示方法：(-)Zn

5、KOH

6、MnO2(+)  3．锌银电池(纽扣电池)的反应原理  Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag  负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2  正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-  表示方法：(-)Zn

7、KOH

8、Ag2O(+)   优缺点：碱性锌锰电池、锌银电池的比能量和储存时间等比普通锌锰电池性能有所提高．但只能一次使用，不能充电；价格较贵．锂电池是目前常用的一种升级换代产品，它的比能量高、电压高、工

9、作温度宽，可储存时间长．二、铅蓄电池(二次电池)  二次电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理；在充电时是电解池，遵循电解原理；给二次电池充电充电时，外加电源的负极连接电池的负极．电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O①放电反应：负极(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极(PbO2)：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O   ②充电反应：阴极(接电源负极发生还原反应)：PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极(接电源正极发生氧化反应)：2PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-表示方法：(-)Pb

10、H2SO4

11、P

12、bO2(+)  优缺点：   铅蓄电池可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉．但比能量低、笨重、废弃电池污染环境等．其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池等一系列新型蓄电池已逐渐占领二次电池的市场．三、燃料电池     燃料电池是以还原剂(氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物，以氧化剂(氧气、空气)为正极反应物，将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池．1．氢氧燃料电池  电池的反应原理：2H2+O2=2H2O   ①以酸性溶液为电解液构成的氢氧燃料电池：负极(Pt)：2H2-4e-=4H+正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O电池的表示方法：

13、(-)Pt

14、H2

15、H+

16、O2

17、Pt(+)   ②以碱性溶液为电解液构成的氢氧燃料电池：负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-电池的表示方法：(-)Pt

18、H2

19、OH-

20、O2

21、Pt(+)  2．以碱性(KOH)溶液为电解质溶液构成的甲烷燃料电池  电池的反应原理：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O  负极(Pt)：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O  正极(Pt)：2O2+4H2O+4e-=8OH-电池的表示方法：(-)Pt

22、CH4

23、KOH

24、O2

25、Pt(+)  燃料电池：燃料做负极，助燃剂(如氧气)为正极．电极材

26、料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用．它特点是：氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；优点是：能量转化率高、清洁、对环境好，有利于节约能源．缺点：体积较大、附属设备较多。【精细剖析】化学电源工作时电极反应式书写应注意以下几点：1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则(如“拆”、“平”)；  2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)；4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它

27、与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。5．化学电源放电时是原电池工作原理，充电时是电解池工作原理，充电时原电池的负极连接电源的负极，原电池的正极连接电源的正极。【典例剖析】查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH-2e-→X+2H+．下列说法中正确的是(　　)A．电池内部H