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时间:2021-03-27
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1、1.如果你拥有一个笔记本电脑,你希望电脑中的电池有哪些优点?提示:电容量大,工作寿命长,充电时间短,体积小,质量轻,性价比高等。2.如果你是一个研制电池的工程师,在开发新产品时将主要考虑哪些问题?提示:需要了解新产品的技术指标和生产成本是最基本的要求。例如:①电池功率的大小(涉及活性物质及相关电解质溶液等填充物的选择);②电池的使用环境(涉及电池使用的安全性以及对电池的外形、质量大小和外包装等方面的要求);③电池的连续工作时间或使用寿命(涉及活性物质用量、电池的记忆效应以及电池自身放电率的大小等因素);④电池废弃后,其内容物可
2、能对环境的影响等。【典例1】(2010·安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为:2H2+O2====2H2O,下列有关说法正确的是A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-====4OH-C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极【思路点拨】(1)在外电路中电子由负极流向正极,在内电路中阳离子由负极移向正极;(2)分析气体体积时应注意标准状况。【自主解答】选D。本题考查了原电池的工作
3、原理,包括电子的流向、电极反应式的书写、离子移动方向及电极产物“量”的计算。由电极反应式可知,氢气通入的一极为负极,氧气通入的一极为正极,故a为负极、b为正极,电子应该是通过外电路由a极流向b极,A错;B项,b极上的电极反应式为O2+4e-+4H+====2H2O,B错;C项,没有注明此时是否处于标准状况下,故无法计算气体的体积,C错。请根据原电池原理,探讨以下几种电池的电极反应式及电池的总反应式。(1)铝-空气-海水电池提示:负极:Al-3e-====Al3+;正极:2H2O+O2+4e-====4OH-电池总反应式为:4A
4、l+3O2+6H2O====4Al(OH)3(2)甲烷燃料电池(KOH溶液)提示:负极:CH4+10OH--8e-====CO32-+7H2O;正极:2O2+4H2O+8e-====8OH-总反应方程式为:CH4+2O2+2OH-====CO32-+3H2O(3)CH3OH燃料电池(KOH溶液)提示:负极:2CH3OH+16OH--12e-====2CO32-+12H2O;正极:3O2+6H2O+12e-====12OH-总反应方程式为:2CH3OH+3O2+4OH-====2CO32-+6H2O(4)熔融盐燃料电池:该电池用
5、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。提示:负极:2CO+2CO32--4e-====4CO2正极:O2+2CO2+4e-====2CO32-总反应式为:2CO+O22CO2点燃====【典例2】(2010·福建高考)铅蓄电池的工作原理为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),阅读图,下列判断不正确的是放电充电A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+4H+
6、+SO42-B.当电路中转移0.2mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2molC.K闭合时,Ⅱ中SO42-向c电极迁移D.K闭合一段时间后,II可单独作为原电池,d电极为正极【思路点拨】(1)书写电极反应式时应看清充放电的方向,同时注意元素价态的变化。(2)结合装置图,正确判断电极情况。(3)熟练掌握铅蓄电池的工作原理。【自主解答】选C。选项A:K闭合时Ⅱ中发生充电反应,d电极为阳极,发生氧化反应,其反应式为PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+4H++SO42-,所以A正确。选项B:在上述总反应式中,得失电子总数
7、为2e-,当电路中转移0.2mol电子时,可以计算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为0.2mol,所以B项正确。选项C:K闭合时d是阳极,阴离子向阳极移动,所以C项错误。选项D:K闭合一段时间,也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池,由于c表面生成Pb,放电时作电源的负极,d表面生成PbO2,作电源的正极,所以D项正确。知识点一:一次电池1.下列说法中正确的是()A.镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C.化学电池的反应基础是氧化还原反应D.铅蓄电池放电的时候正极是Pb负极是PbO2
8、【解析】选C。A项中碱性锌锰干电池都是一次电池,A项错误;燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池,B项错误;铅蓄电池放电的时候正极是PbO2,负极是Pb,D项错误。2.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式
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