2019高考化学第6章化学反应与能量第2节原电池化学电源考点2化学电源讲与练含解析.doc

第六章化学反应与能量
李仕才
eq\o(\s\up17(第二节),\s\do15())eq\o(\s\up17(原电池化学电源),\s\do15())
考点二化学电源

1．一次电池

2.二次电池
铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq\o(,\s\up17(放电),\s\do15(充电))2PbSO4(s)＋2H2O(l)

3．燃料电池
(1)总反应式的书写：燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，燃烧反应方程式即为燃料电池的总反应方程式，但不同电解质中反应终产物不同。
(2)正极反应式的书写：正极反应的本质都是O2放电得电子生成O2－，电解质溶液酸碱性不同，电极反应式不同。
①酸性电解质溶液环境下正极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
②碱性电解质溶液环境下正极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下正极反应式：
O2＋4e－===2O2－。
④熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下正极反应：
O2＋2CO2＋4e－===2COeq\o\al(2－,3)。
(3)负极反应式的书写：在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。
①氢氧燃料电池。
总反应均为2H2＋O2===2H2O
碱性电解液：H2－2e－＋2OH－===2H2O
酸性电解液：H2－2e－===2H＋
固体或熔融：固体电解质在熔融状态传导O2－：
H2－2e－＋O2－===H2O
熔融碳酸盐：H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)===CO2＋H2O
②甲醇、空气(含CO2)，与碳酸锂熔融盐燃料电池。
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
负极：CH3OH－6e－＋3COeq\o\al(2－,3)===4CO2＋2H2O
③甲烷、空气、KOH燃料电池：
总反应：CH4＋2O2＋2OH－===COeq\o\al(2－,3)＋3H2O
负极：CH4－8e－＋10OH－===COeq\o\al(2－,3)＋7H2O
④丁烷、空气燃料电池，其电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态能传导O2－。
总反应：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
负极：C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。(√)
2．铅蓄电池工作时，当电路中转移0.2mol电子时，消耗的
H2SO4为0.1mol。(×)
3．铅蓄电池工作时，当电路中转移0.1mol电子时，负极增加4.8g。(√)
4．在化学电源中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。(×)
5．二次电池充电时，充电器的正极接二次电源的正极。(√)

1．锂电池不能选用水作电解液。因为锂是比较活泼的金属，会和水发生反应。
2．可充电电池的放电反应和充电反应因反应条件不同不互为可逆反应；其中充电时的阴极反应式为“放电”时负极的逆反应，阳极反应式为“放电”时正极的逆反应。
3．充电电池充电时，电池的负极外接电源的负极，正极外接电源的正极。
4．化学电源的电池总反应一般较复杂，写电极反应式常用加减法。
①写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li－e－===Li＋(负极)。③利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。

一、可充电电池
1．“天宫二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)2eq\o(,\s\up17(充电),\s\do15(放电))2NiOOH＋H2。则下列说法正确的是()

A．放电时，NiOOH发生氧化反应
B．充电时，a电极的pH增大，K＋移向b电极
C．充电时，a电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．放电时，负极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
解析：放电时，NiOOH在正极上得电子变成Ni(OH)2，发生还原反应，A错误；充电时，a电极作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a电极，B错误、C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。
答案：C
2．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V3＋＋VO2＋＋H2Oeq\o(,\s\up