专题九电化学化学电源复习课件

1、化学电源化学电源一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池镍镉蓄电池普通干电池锌银纽扣电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池新型电池锂离子电池储氢电池（2）工作原理：总：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3+ Zn2+ + H2O1、普通锌锰干电池负极：正极：Zn -2e = Zn2+2NH4 +2e+2MnO2=2NH3 +Mn2O3+H2O（1）构造：Zn | NH4Cl、淀粉|MnO2一、一次电池2NH4 +2e = 2NH3 + H22MnO2+H2 = Mn2O3+H2O2、碱性锌锰干电池（2）工作原理：总：Zn + 2MnO2 +2H2O= 2Mn

2、O(OH)+ Zn(OH)2负极：正极：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-（1）构造：Zn | KOH | MnO2一、一次电池总: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2负极： Zn + 2OH-2e-=Zn(OH)2正极： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-一、一次电池3、银锌纽扣电池1、铅蓄电池（1）构造：Pb | H2SO4 | PbO2 负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4正极: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O二、二次电池Pb(

3、s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)（2）工作原理：放电：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 阴极：与外接电源负极相连阳极：与外接电源正极相连PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H+ SO42-二、二次电池充电：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)二、二次电池2、镍镉电池（1）构造：Cd | KOH | NiOOH （2）工作原理：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电：负极：Cd-2e-+2OH- = Cd(OH)2正极：2NiOOH

4、+H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-Cd(OH)2 +2e-= Cd +2OH- 阴极：与外接电源负极相连阳极：与外接电源正极相连2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH-=2NiOOH+H2O二、二次电池充电：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 二、二次电池12013新课标全国卷 “ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A电池反应中有NaCl生成B电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C正极反应为NiCl22e= Ni2ClD钠离子通过钠离子导体在两电极间移动B

5、 二、二次电池2.(2013安徽卷)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是( )A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转D 三、燃料电池燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。三、燃料电池

6、1、 氢氧燃料电池 总反应方程式 ：2H2O22H2O 两个电极均为惰性电极（石墨/铂：吸附气体能力强）三、燃料电池氢氧燃料电池电极反应总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- （2） CH4 |KOH|O2总反应：CH4+2O2+2OH- CO32-+3H2O 负极：CH4 + 10OH- - 8e- CO32-

7、+ 7H2O 正极：2O2 + 8e- + 4H2O 8OH- 三、燃料电池2、 甲烷燃料电池 （1） CH4 |H2SO4|O2总反应：CH4+2O2 2CO2+2H2O 负极：CH4 - 8e- + 2H2O CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8e- + 8H+ 4H2O （2） CH3OH|KOH|O2总反应：_ 负极：_ 正极：_（1） CH3OH|H2SO4|O2总反应：_ 负极：_ 正极：_（3）以Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极燃气，制得在65下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：_正极反应式：_总反应

8、式：_三、燃料电池改为H2、空气燃料电池的电极反应呢？（4）掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2。电极反应式为负极：CH3OH-6e+3O2=CO2+2H2O正极：3/2O2+6e=3O2三、燃料电池三、燃料电池以中性条件：O2+4e-+2H2O=4OH-为第一步，熟记以下四种情况：酸性条件： O2+4e-+4H+=2H2O碱性条件： O2+4e-+2H2O=4OH-熔融碳酸盐： O2+4e-+2CO2=2CO32-固体电解质(高温下传导O2-)： O2+4e-=2O2-思路：先看成中性条件下的燃烧反应，然后看产物是否会与电解质溶液反应2.由NO2、O2、熔融盐NaN

9、O3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的是 ( )A石墨极为正极，石墨极为负极BY的化学式可能为NOC石墨极的电极反应式为 NO2NO3-e=N2O5D石墨极上发生氧化反应3. (2013北京，26(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下:Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应式：_。C NO+O2-2e-=NO2还原三、燃料电池三、燃料电池4.将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意图如图所示（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标况下，消耗甲烷体积为V L。0V44.8时，电池

10、的总反应为：_44.8V89.6时，负极电极反应为_析：中性条件：负极：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：CH4+2O2=CO2+2H2OCH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O5.如图是甲醇燃料电池的结构示意图，质子交换膜左右两侧的溶液均为1L2mol/L的H2SO4。写出左侧电极的电极反应式：_当电池中有1mol电子发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为_g。CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+12四、新型电池（1）锂离子电池Li1xCoO2+LixC6=6C+LiCoO

11、2放电时，负极：LixC6xe=xLi6C正极：Li1xCoO2+xe+xLi=LiCoO2充电时，阴极：xLi+6C+xe=LixC6阳极：LiCoO2xe=xLi+Li1xCoO2Li1xMO2+LixC6=6C+LiMO20+1+1四、新型电池.（07天津13）.天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时，LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6CoO2+LiC6，下列说法正确的是（）A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-=Li+C6B.放电时，

12、电池的正极反应为CoO2+Li+e-=LiCoO2C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低B 四、新型电池某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是 ()A放电时LixC6发生氧化反应B充电时，Li通过阳离子交换膜 从左向右移动C充电时将电池的负极与外接电源 的负极相连D放电时，电池的正极反应为 Li1xCoO2+xLi+xe=LiCoO2B B C 四、新型电池5Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAl

13、Cl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。Lie= Li锂2SOCl24e= 4ClSSO2四、新型电池.（09浙江12）市场上经常见到的标记为Li-ion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为：Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列说法不正确的是（ ）A放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li+B充电时，Li0.85NiO2既

14、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 四、新型电池.（10浙江9）.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是（）A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价B.该电池的电池反应式为：2Li+FeSLi2S+FeC.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+D.充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S + Fe - 2e- = 2Li+ + FeSC 四、新型电池. （08广东16）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境

15、友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）A.可加入硫酸以提高电解质的导电性B.放电时电池内部Li+向负极移动.C.充电过程中，电池正极材料的质量减少D.放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e - =LiFePO4CD 四、新型电池（2）储氢电池NiOOH+MH Ni(OH)2+M放电时，负极：MHe+ OH = M + H2O正极： NiOOH+H2O + e= Ni(OH)2 + OH充电时，阳极：Ni(OH)2 + OHe = NiOOH

16、+ H2O阴极：M+H2O + e= MH + OH NiOOH+MH Ni(OH)2+M0+10四、新型电池1.（2014全国卷 9） 如图所示是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是()A放电时正极反应为NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为MHOHH2OMeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高C 四、新型电池2.（2014浙江卷 11）镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型，NiMH中的M表示储氢金属或合金，该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni

17、(OH)2M=NiOOHMH。已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列说法正确的是()ANiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2OHB充电过程中OH从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H2O+M+e=MH+OH，H2O中的H被M还原DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液A 四、新型电池3. （11四川29(4)）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)+MH Ni(

18、OH)2+M电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。MHeOH=H2OMO24e+2H2O=4OH-四、新型电池（3）其它四、新型电池1.（10全国110）.如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图电池的一个电极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/STiO2/S*（激发态）TiO2/S*TiO2/S+e-I3-+2e-3I-2TiO2/S+3I-2TiO2/S+I3-下列关于该电池叙述错误的是（ ）A.电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电B.电池工作时，是将太阳能转化为电能C.电池的电解质溶液中I-和I3-浓度不会减少D.电池中镀铂导电玻璃为正极A四、新型电池2.（10重庆29()）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下。当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为。充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色。放电过程中氢离子的作用是和；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽