考点34 化学电源-2025版考点一遍过高考化学.doc

考点34化学电源

1．电池的分类：

2．常见的化学电源
（1）一次电池
①锌银电池

锌银电池负极是Zn，正极是Ag2O，电解质溶液是KOH溶液，其电极反应如下：
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－；
电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
②
普通锌锰电池碱性锌锰电池装置电极
反应负极：Zn−2e−SKIPIF1<0Zn2+
正极：2SKIPIF1<0+2MnO2+2e−SKIPIF1<02NH3+Mn2O3+H2O
总反应：
Zn+2MnO2+2SKIPIF1<0SKIPIF1<0Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O负极：Zn+2OH−−2e−SKIPIF1<0Zn(OH)2
正极：2MnO2+2H2O+2e−SKIPIF1<02MnOOH
+2OH−
总反应：
Zn+2MnO2+2H2OSKIPIF1<02MnOOH+
Zn(OH)2特点优点：制作简单，价格便宜；
缺点：新电池会发生自动放电，使存放时间缩短，放电后电压下降较快优点：克服了普通锌锰干电池的缺点，单位质量所输出的电能多且储存时间长，适用于大电流和连续放电（2）二次电池
铅蓄电池是最常见的二次电池

①放电时的电极反应
负极：Pb(s)+SKIPIF1<0(aq)−2e−SKIPIF1<0PbSO4(s)(氧化反应)
正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SKIPIF1<0(aq)+2e−SKIPIF1<0PbSO4(s)+2H2O(l)(还原反应)
总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)SKIPIF1<02PbSO4(s)+2H2O(l)
②充电时的电极反应
阴极：PbSO4(s)+2e−SKIPIF1<0Pb(s)+SKIPIF1<0(aq)(还原反应)
阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)−2e−SKIPIF1<0PbO2(s)+4H+(aq)+SKIPIF1<0(aq)(氧化反应)
总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)SKIPIF1<0Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
（3）燃料电池
是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低。
A、氢氧燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
装置电池总反应2H2+O2SKIPIF1<02H2O介
质酸性(H+)负极：2H2−4e−SKIPIF1<04H+正极：O2+4H++4e−SKIPIF1<02H2O中性(Na2SO4)负极：2H2−4e−SKIPIF1<04H+正极：O2+2H2O+4e−SKIPIF1<04OH−碱性(OH−)负极：2H2+4OH−−4e−SKIPIF1<04H2O正极：O2+2H2O+4e−SKIPIF1<04OH−B、甲醇燃料电池
甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质：
①碱性电解质(KOH溶液为例)
总反应式：2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O
正极的电极反应式为：3O2+12e−+6H2O===12OH−
负极的电极反应式为：CH3OH–6e−+8OH−===CO32−+6H2O
②酸性电解质(H2SO4溶液为例)
总反应：2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O
正极的电极反应式为：3O2+12e−+12H+===6H2O
负极的电极反应式为：2CH3OH−12e−+2H2O===12H++2CO2
说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同。
C、甲烷燃料电池
甲烷燃料电池以多孔镍板为两极，电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O。
负极发生的反应：CH4−8e−+8OH−===CO2+6H2O、CO2+2OH−===CO32−+H2O，所以：
负极的电极反应式为：CH4+10OH−+8e−===CO32−+7H2O
正极发生的反应有：O2+4e−===2O2−和O2−+H2O===2OH−，所以：
正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e−===4OH−
说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式。
D、铝—空气—海水电池
我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰