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文檔簡介

負極:Fe—2e-=Fe2+正極:2H++2e-

=H2↑總:Fe+2H+=Fe2++H2

↑稀硫酸FeCu稀硫酸FeCuNaCl溶液負極:Fe—2e-=Fe2+正極:2H2O

+O2+4e-

=4OH-總:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓

不同的介質不同的電極反應負極:Al+4OH-—3e-=AlO2-

+2H2O正極:2H2O+2e-=H2+2OH-

總:2Al+2OH-

+2H2O=2AlO2-

+3H2

稀硫酸負極:Mg—2e-=Mg2++2H2O正極:2H++2e-

=H2↑總:Mg+2H+=Mg2++H2

↑負極:Cu—2e-=Cu

2+正極:2H+

+NO3-

+e-=NO2+H2O總:Cu+4H+

+2NO3-=2NO2+Cu

2++2H2O稀H2SO4負極:Al—3e-=Al3++2H2O正極:2H++2e-=H2↑總:2Al+6H+=2Al3++3H2↑下列關于下圖所示原電池的說法正確的是A鋁片為正極B正極上有H2產生CAl是電池的負極,開始工作時溶液中會立即有白色沉淀析出D當轉移0.04mole-

時,產生0.01molO2

CuB第二單元第二課時化學電源空氣電池鋰電池銀鋅電池鋅汞電池1.銀鋅電池

一般用不銹鋼制成小圓盒形,圓盒由正極殼和負極殼組成,形似鈕扣(俗稱鈕扣電池)。盒內正極殼一端填充由氧化銀和石墨組成的正極活性材料,負極蓋一端填充鋅汞合金組成的負極活性材料,電解質溶液為KOH濃溶液。電極反應式如下:

負極:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O

正極:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-

電池的總反應式為:Ag2O+Zn======2Ag+ZnO

電池的電壓一般為1.59V,使用壽命較長。干電池上圖是鋅-錳干電池2.干電池---普通鋅錳電池

干電池用鋅制筒形外殼作負極,位于中央的頂蓋上有銅帽的石墨棒作正極,在石墨棒的周圍由內向外依次是A:二氧化錳粉末(黑色)------用于吸收在正極上生成的氫氣(以防止產生極化現象);B:用飽和了氯化銨和氯化鋅的淀粉糊作為電解質溶液。電極反應式為:

負極(鋅筒):Zn–2e-===Zn2+

正極(石墨):2NH4++2e-===2NH3+H2

H2+2MnO2===Mn2O3+H2O

總反應:

Zn+2NH4++2MnO2===Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O

干電池的電壓大約為1.5V,不能充電再生。

隨著用電器朝著小型化、多功能化發展的要求,對電池的發展也提出了小型化、多功能化發展的要求。體積小、性能好的堿性鋅-錳電池應運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變為離子導電性更好的堿性,負極也由鋅片改為鋅粉,反應面積成倍增長,使放電電流大幅度提高。新型燃料電池

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3.氫氧燃料電池

這是一種高效、低污染的新型電池,主要用于航天領域。其電極材料一般為活化電極,具有很強的催化活性,如鉑電極、活性碳電極等。電解質溶液一般為40%的KOH溶液。

電極反應式如下:

負極:2H2+4OH--4e-===4H2O

正極:O2+2H2O+4e-===4OH-

總反應式:2H2+O2===2H2O使用氫氧燃料電池動力的法國產標致TAXI

例1:航天技術上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,它們放電時的總反應都可以表示為2H2+O2=2H2O,酸式電池中電解質是酸,其負極反應可表示為,

則其正極反應式為______________

_。堿式電池的電解質是堿,其正極反應式為

,則其負極反應可表示為____________

________。O2+4e-+4H+=2H2O

2H2-4e-+4OH-=4H2O

2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-例2:氫氣是燃料電池最簡單的燃料,雖然使用方便,卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物,如:甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構成的甲烷燃料電池中a極的電極反應式:

,此時電池內總的反應式:

。KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O鉛蓄電池4.鉛蓄電池

鉛蓄電池可放電也可以充電,一般用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼(防止酸液的泄漏);設有多層電極板,其中正極板上有一層棕褐色的二氧化鉛,負極是海綿狀的金屬鉛,正負電極之間用微孔橡膠或微孔塑料板隔開(以防止電極之間發生短路);兩極均浸入到硫酸溶液中。放電時為原電池,其電極反應如下:

負極:Pb+SO42--2e-===PbSO4

正極:PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O

總反應式為:Pb+PbO2+2H2SO4======2PbSO4+2H2O

當放電進行時,硫酸溶液的的濃度將不斷降低,當溶液的密度降到1.18g/ml時應停止使用進行充電,充電時為電解池,

5.堿性蓄電池

這類電池一般壽命比鉛酸蓄電池長很多,且拾攜帶很方便。

Ni-Cd電池:Cd+2NiO(OH)+2H2O======2Ni(OH)2+Cd(OH)2

Ni-Fe電池:Fe+2NiO(OH)+2H2O======2Ni(OH)2+Fe(OH)2

(堿性可充電電池及簡易充電座)

鋰電池鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負極,跟用相同質量的其他金屬作負極相比較,使用壽命大大延長。

使用鋰電源的手機與手提電腦

6.微型鋰電池

常用于心臟起搏器、手機的一種微型電池,一般用金屬鋰作負極,石墨作正極,電解質溶液為溶有四氯化鋁鋰(LiAlCl4

)的亞硫酸氯(SOCl2

)。電池的總反應式如下:

8Li+3SOCl2======6LiCl+Li2SO3+2S

這種電池的容量大,電壓穩定,能在-56.70C---+71.10C的大范圍溫差內正常工作日本產海水電池

以海水電池為能源的航海標志燈7.海水電池

1991年,我國科學家首創以鋁---空氣---海水為材料組成的新型電池,用作航海標志燈。該電池以取之不盡的海水為電解質,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流。其電極反應式如下:

負極:4Al–12e-===4Al3+

正極:3O2+6H2O+12e-===12OH-

總反應式為:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3

這種電池的能量比普通干電池高20---50倍!8.熔融鹽燃料電池

這是一種具有極高發電效率的大功率化學電池,在加拿大等少數發達國家己接近民用工業化水平。按其所用燃料或熔融鹽的不同,有多個不同的品種,如天然氣、CO、---熔融碳酸鹽型、熔融磷酸鹽型等等,一般要在一定的高溫下(確保鹽處于熔化狀態)才能工作。

下面以CO---Li2CO3

+Na2CO3---空氣與CO2型電池為例加以說明:

總反應式為:2CO+O2===2CO2

該電池的工作溫度一般為6500C

負極反應式:2CO+2CO32--4e-===4CO2

正極反應式:O2+2CO2+4e-===2CO32-

例3.熔融鹽燃料電池具有高的發電效率,因而受到重視.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物用電解質,CO為陽極燃氣,空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣,制得在6500℃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:O2+2CO2+4e=2CO32-

總電池反式:2CO+2CO32--4e-=4CO22CO+O2=2CO2如圖是2004年批量生產的筆記本電腦所用的甲醇燃料電池的結構示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質子(H+)和電子。電子經外電路、質子經內電路到達另一極與氧氣反應。電池總反應式為:

2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。下列說法中正確的是A.左邊的電極為電池的負極,

a處通入的是甲醇B.右邊的電極為電池的負極,

b處通入的是空氣C.電池負極的反應式為:

CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+D.電池的正極反應式為:

O2+2H2O+4e-=4OH-A、C鋰電池是一代新型高能電池,它以質量輕、能量高而受到了普遍重視,目前已研制成功多種鋰電池,某種鋰電池的總反應為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是()A、Li是正極,電極反應為Li-e-=Li+B、Li是負極,電極反應為Li-e-=Li+C、Li是負極,電極反應為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負極,電極反應為Li-2e-=Li2+原電池電極反應式的書寫注意事項:(1)負氧正還。(2)要注意溶液的酸堿性,適當的在電極方程式兩邊添加H+、OH—、H2O,以遵循電荷守恒和質量守恒。(3)要注意電極反應產物是否與電解質溶液發生反應。小結書寫電極反應式應注意以下幾點:1.電極反應是一種離子反應,遵循書寫離子反應的所有規則(如“拆”、“平”);3.負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物,與溶液的酸堿性有關(如+4價的

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