高中化学选修四教学案:第四章第二节 化学电源教学设计
一、教材分析
通过以前章节的学习,学生已经掌握了能量守恒定律、化学反应的限度、化学反应进行的方向和化学反应的自发性、以及原电池的原理等理论知识,为本节的学习做好了充分的理论知识准备。化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性,和广阔的应用范围的技术产品。本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展,将抽象的理论和学生在日常生
活中积累的感性体验联系起来,帮助学生进一步的深入认识化学电池。
现代科技的飞速发展也带动了电池工业的进步,各种新型的电池层出不穷。教材选取具有代表性的三大类电池,如生活中最常用的一次电池(碱性锌锰电池)、二次电池(铅蓄电池)、和在未来有着美好应用前景燃料电池。简介了电池的基本构造,工作原理,性能和
适用范围。同时向学生渗透绿色环保的意识。
二、教学目标
1.知识目标:
(1)知道日常生活中常用的化学电源和新型化学电池;
(2)认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池;
(3) 会书写常用化学电池的电极反应式及总反应式。
2.能力目标:
培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力。
3.情感、态度和价值观目标:
感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题,初步形成较为客观、正确的能源观,增强学生的环保意识。
三、教学重点难点
重点:化学电源的结构及电极反应的书写
难点:化学电源的结构及电极反应的书写
四、学情分析
在化学2中学生已学习了氧化还原反应的初步知识,前一节又已经学过原电池的基本内容,知道原电池的定义,形成条件,简单得电极反应等,所以在此基础上,进一步学习化学电源的知识。 学生能通过对实验现象的观察、有关数据的分析和得出相关结论,具有一定的观察能力、实验能力和思维能力。
五、教学方法
1.实验探究与启发讨论法。
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:初步把握实验的原理和方法步骤。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
组织教学导入新课
一、化学电池的种类
介绍化学电池的种类:
【指导学生交流】 1.干电池:普通锌锰干电池的简称,在一般手电筒中使用锌锰干电池,是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器,中央插一根碳棒作正极,碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物,并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜,隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液;电池顶端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2作去极化剂(吸收正极放出的H2,防止产生极化现象,即作去极剂(,淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
【教师讲解】 电极反应为:负极 Zn-2 e(=Zn2+
正极 2NH+4+2 e(=2NH3+H2
H2+2MnO2=Mn2O3+H2O
正极产生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3(4]2+
干电池的总反应式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3(2Cl2+Mn2O3+H2O
或 2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3(2]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O
正极生成的氨被电解质溶液吸收,生成的氢气被二氧化锰氧化成水。干电池的电压1(5 V—1(6 V。在使用中锌皮腐蚀,电压逐渐下降,不能重新充电复原,因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小,在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小,性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性,负极也由锌片改为锌粉,反应面积成倍增加,使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
2.铅蓄电池:铅蓄电池可放电亦可充电,它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳,在正极格板上附着一层PbO2,负极格板上附着海绵状金属铅,两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中,且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。放电的电极反应为:
负极:Pb+SO42--2e( =PbSO4↓
正极:PbO2+4H++SO42-+2e( =PbSO4↓+2H2O
铅蓄电池的电压正常情况下保持2(0 V,当电压下降到1(85 V时,即当放电进行到硫酸浓度降低,溶液密度达1(18 g / cm3时即停止放电,而需要将蓄电池进行充电,其电极反应为:
阳极:PbSO4+2H2O-2e( =PbO2+4H++SO42-
阴极:PbSO4+2e( =Pb+SO42-
当密度增加至1(28 g / cm3时,应停止充电。这种电池性能良好,价格低廉,缺点是比较笨重。
蓄电池放电和充电的总反应式:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
目前汽车上使用的电池,有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定,使用方便、安全、可靠,又可以循环使用,因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。
3.银锌蓄电池
银锌电池是一种高能电池,它质量轻、体积小,是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。目前,有一种类似干电池的充电电池,它实际是一种银锌蓄电池,电解液为KOH溶液。
常见的钮扣电池也是银锌电池,它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒,盒内靠正极盒一端充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液,溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜,将电极与电解质溶液隔开。
负极:Zn+2OH(-2e( =Zn(OH(2
正极:Ag2O+H2O+2e( =2Ag+2OH(
银锌电池跟铅蓄电池一样,在使用(放电(一段时间后就要充电,充电过程表示如下:
阳极:2Ag+2OH(-2e( =Ag2O+H2O
阴极:Zn(OH(2+2e( =Zn+2OH(
总反应式:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH(2+2Ag
一粒钮扣电池的电压达1(59 V,安装在电子表里可使用两年之久。
4.燃料电池:燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池,所以燃料电池也是化学电源。它与其它电池不同,它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内,而是在工作时,不断地从外界输入,同时把电极反应产物不断排出电池。因此,燃料电池是名符其实地把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体;从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等(把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高,设备轻便,减轻污染,能量转换率可达70%以上。
当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极,碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂,如铂电极、活性炭电极等,具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
电极反应式为:负极 H22H
2H+2OH(-2 e(=2H2O
正极 O2+2H2O+4 e(=4OH(
电池总反应式为:2H2+O2=2H2O
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料(和氧气(氧化剂(。电极反应式为:
负极:CH4+10OH--8e( =CO32-+7H2O;
正极:4H2O+2O2+8e( =8OH(。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
目前已研制成功的铝—空气燃料电池,KOH溶液作电解液它的优点是:体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种电池可代替汽油作为汽车的动力,还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外作业工具等。
【想一想】电极反应式如何写?
二、典型实例
例1.(2000年全国高考理综题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐 混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阳极反应式:2CO+2CO32--4e-== 4CO2
阴极反应式:_________________,
电池总反应式:_______________。
解析:作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O2+2CO2+4e-== 2CO32- 。
例2.(1999年全国高考化学题)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是:
(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2
根据此反应式判断下列叙述中正确的是( )
A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大 B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池充电时,氢元素被还原 D.电池放电时,H2是负极
解析:电池的充、放电互为相反的过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知,电解质溶液只能是强碱性溶液,不能是强酸性溶液,因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式:H2+2OH--2e- ==2H2O,H2为负极,附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价,被还原,充电时氢元素由+1价变为0价,被还原。故答案为C、D项。
【课堂小结】:一次电池、二次电池、燃料电池的工作原理
正、负电极,写出电极反应式。
第四章 第二节 化学电源课下30分钟演练
一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)
1.下列有关电池的说法不正确的是( )
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.氢氧燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
解析:在原电池中,活泼金属Zn是负极,负极失电子发生氧化反应,因此电子的流向是由负极(锌电极)流向正极(铜电极),B项错。
答案:B
2.下列有关化学电池的说法中正确的是( )
A.化学电池只能将化学能转化为电能
B.燃料电池能将全部化学能转化为电能
C.锌银电池比能量大,电压稳定,储存时间长
D.一次电池包括干电池和蓄电池
解析:蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电),也可以将电能转化为化学能(充电);燃料电池的能量转换率超过80%,但不可能100%转换;蓄电池可重复使用,属于二次电池。
答案:C
3.(2011·福建高考)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li +2H2O===2LiOH+H2↑
解析:本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力 。该电池的负极是锂,氧化剂水在正极上得到电子生成氢气,电解质是LiOH,故A、B、D项正确;原电池中OH-向负极移动,C项错误。
答案:C
4.[双选题]据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。其电池反应为:2Zn+O2===2ZnO,原料为锌粒、电解质和空气,则下列叙述正确的是( )
A.锌为正极,空气进入负极反应
B.负极反应为:Zn-2e-===Zn2+
C.正极发生氧化反应
D.电解质肯定不是强酸
解析:在原电池中,负极是还原性物质,失去电子,发生氧化反应,正极是氧化性物质,得到电子,发生还原反应,从原电池的电池反应为:2Zn+O2===2ZnO知产物与强酸反应,所以电解质溶液肯定不是强酸。
答案:BD
5.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。下列该电池的电极反应,正确的是( )
A.负极反应为Zn-2e-===Zn2+
B.负极反应为Zn+2H2O-2e-===Zn(OH)2+2H+
C.正极反应为2MnO2+2H++2e-===2MnOOH
D.正极反应为2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-
解析:在书写碱性电池的电极反应式时,方程式中不得出现H+。在碱性电池中,负极的Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH-结合为Zn(OH)2。
答案:D
6.如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( )
[
A.a电极是负极
B.b电极的电极反应为:4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置[
解析:由图可知,a极通入H2,为负极;b极通入O2为正极,得电子发生还原反应。该电池只要通入H2、O2就能工作,无需将它们储藏在电池内部。氢氧燃料电池的能量效率较高,而且产物水是一种无污染物质,故是一种具有应用前景的绿色电源,在航天领域已得到应用。
答案:B
7.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极上通入乙烷和氧气,其电极反应式为C2H6+18OH--14e-===2CO+12H2O,7H2O+7/2O2+14e-===14OH-,有关此电池的推断正确的是( )
A.通氧气的电极为负极
B.参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2
C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度不变
D.电解质溶液中CO向正极移动
解析:A项,原电池反应负极发生氧化反应,正极发生还原反应,通氧气的电极为正极,A项错误;B项,根据反应方程式可知参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2,B项正确;C项,由电极反应式可知,放电一段时间后,KOH的物质的量浓度减小,C项错误;D项,负极周围的OH-参与电极反应,不断减少,水电离产生的H+就不断增加,CO向负极移动,D项错误。
答案:B
二、非选择题(本题包括4小题,共39分)
8.(9分)镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应如下:
Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2
请回答下列问题:
(1)上述反应式中左边物质的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。
(2)放电时负极发生反应的物质是________,正极的电极反应式为__________________。
(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理,最主要的原因是______________________。
解析:(1)原电池放电时对外释放能量,故反应物总能量大于生成物的总能量。[
(2)分析元素化合价的变化,推知该电池放电时Cd失电子,作电池的负极,NiOOH得到电子,作正极,电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-。
(3)镉镍废旧电池中残留Cd2+、Ni2+等重金属离子易对土壤和水源造成污染。
答案:(1)大于
(2)Cd NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
(3)防止废旧电池中残留的镍、镉离子污染土壤和水源
9.(10分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,右图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是__________________,在导线中电子流动方向为________________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为______________________________________________________。[
(3)电极表面镀铂粉的原因为________________________________________________。
解析:(1)电池即是把化学能转变为电能的装置;在电池中电子是从负极经导线流向正极,而氢氧燃料电池中通入H2的一极是负极,故电子由a流动到b。
(2)H2在负极失电子,因为电解质溶液是KOH溶液,故负极反应式为H2+2OH-
-2e-===2H2O。
(3)电极表面镀铂粉可以增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,从而增大反应速率。
答案:(1)化学能转化为电能 由a到b[
(2)H2+2OH--2e-===2H2O
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,从而增大反应速率
10.(10分)铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,工作时该电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。试根据上述情况判断:
(1)蓄电池的负极材料是__________。
(2)工作时,正极反应为_____________________________________________________。
(3)工作时,电解质溶液的酸性________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向________极。
(5)电流方向从________极流向________极。
解析:蓄电池工作(放电)时,起原电池作用。根据原电池原理,负极失去电子发生氧化反应,元素化合价升高,所以Pb为负极;正极得到电子发生还原反应,元素化合价降低,从总反应式可知,PbO2是氧化剂,即正极反应为PbO2+2e-+4H++SO===PbSO4+2H2O;从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应,H+转变成H2O,所以酸性减小;原电池工作时,溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电流方向与电子移动方向相反,从正极沿导线流向负极。
答案:(1)Pb
(2)PbO2+2e-+4H++SO===PbSO4+2H2O
(3)减小 (4)负 (5)正 负
11.(10分)(2012·徐州一模)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,右图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流。
试回答下列问题:
(1)图中通过负载的电子流动方向________(填“向左”或“向右”)。
(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式。
正极:_______________________________________________________________,
负极:__________________________________________________________________,
总反应:__________________________________________________________________。
(3)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,若电路中通过0.8 mol电子,需要标准状况下的氧气________L。
解析:H2在负极上被氧化,O2在正极上被还原,电解质溶液为KOH溶液,在书写电极反应式时不出现H+,可以出现OH-。甲烷燃料电池的正极电极反应式是2O2+4H2O+8e-===8OH-,通过0.8 mol电子,需要0.2 mol氧气。
答案:(1)向右
(2)2H2O+O2+4e-===4OH-
2H2+4OH--4e-===4H2O
2H2+O2===2H2O
(3)4.48
课件50张PPT。氧化还原电能一、化学电池
将 转化为电能的装置。
1.分类化学能 2.优点
具有 高,供能稳定可靠,使用方便,易于维护等优点。
3.判断电池优劣的主要标准
(1)比能量:即单位质量和单位体积所能输出电能的多少,单位“(W·h)/kg”或“(W·h)/L”。
(2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位“W/kg”或“W/L”。
(3)电池 的长短。能量转化率可储存时间二、几种常见的化学电池
1.一次电池
(1)碱性锌锰电池:
①构造:②组成:
正极: ;负极: ;电解质: 。
③工作原理:
负极反应: ;
正极反应:
;
总反应:
Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。MnO2ZnKOHZn+2OH--2e-===Zn(OH)22MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-(2)银锌电池:
①构造:②组成:负极: ,正极: ,电解质: 。
③工作原理:
负极反应: ;
正极反应: ;
电池反应: 。ZnAg2OKOHZn+2OH--2e-===Zn(OH)2Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag2.二次电池(以铅蓄电池为例)
(1)构造: (2)组成:正极: ;负极: ;电解质: 。
(3)工作原理:
铅蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程。PbO2H2SO4溶液Pb①放电过程的电极反应、总反应:
负极: ;
正极: ;
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。②充电过程的电极反应、总反应:
阴极: (还原反应);
阳极: (氧化反应);
总反应:2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4。3.燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)
(1)构造:(2)工作原理:
负极反应: ;
正极反应: ;
电池反应: 。H2-2e-===2H+1.想一想,连一连。
a.干电池 ①一次电池
b.铅蓄电池 ②二次电池
c.锌锰电池 ③燃料电池
d.氢氧燃料电池 ④绿色电池
答案:a—①,b—②,c—①,d—③、④2.人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池,其
电极反应为:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。根据反应式判断氧化银是 ( )
A.负极 被氧化 B.正极 被还原
C.负极 被还原 D.正极 被氧化分析:银锌电池放电时,Ag2O得到电子被还原为Ag,故Ag2O作电池的正极。
答案:B3.下列化学电源属于绿色电池的是 ( )
A.干电池 B.镍镉电池
C.锌锰电池 D.氢氧燃料电池解析:干电池、镍镉电池、锌锰电池都含有一些毒性很强的重金属,会给土壤、水源造成严重的污染,并通过食物链给人体健康造成威胁和危害。
答案:D4.讨论铅蓄电池放电时,PbSO4只在负极上生成吗?答案:不是,正极和负极上均生成PbSO45.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,
利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电,电池的负极反应式为______________________________。分析:该燃料电池中H2失去电子,产生H+,因此通H2的电极为负极,由于该电池用H3PO4作电解质,故负极反应式为H2-2e-===2H+。
答案:H2-2e-===2H+1.一般电极反应式的书写 [例1] (2011·安徽高考)研究人员最近发明了一种
“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 ( )A.正极反应式:Ag+Cl--e-===AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物 [解析] 分析元素化合价变化,推知“水电池”中Ag失去电子,作负极,电极反应式为Ag-e-+Cl-===AgCl,AgCl应为氧化产物;MnO2得到电子作正极,根据得失电子守恒,每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子;原电池工作过程中,阳离子(Na+)应向正极运动。
[答案] B 若原电池正、负两极产生的阴、阳离子能与电解质溶液中的离子发生反应时,要把后续反应一并写入电极反应式中,如本题中负极反应应为Ag-e-+Cl-===AgCl,而不是Ag-e-===Ag+。 1.工作原理
(1)以H2、烃、醇、肼作燃料在负极上失电子发生氧化反应,以空气或O2作氧化剂在正极上得到电子,连续不断的把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。
(2)所用电极一般为惰性电极。
(3)所用电解质为酸(或碱)、熔融氧化物(或熔融盐)等。2.应用实例
(1)氢氧燃料电池: A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极
B.该电池的总反应是:C3H8+5O2===3CO2+4H2O
C.电路中每通过5 mol电子,约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化
D.通入丙烷的电极为电池负极,发生的电极反应为:C3H8-20e-+10O2-===3CO2+4H2O [解析] 该燃料电池的化学反应原理是:C3H8+5O2===3CO2+4H2O,B正确;放电过程中通入丙烷的电极为负极:C3H8-20e-+10O2-===3CO2+4H2O,C正确;通入O2的电极为正极:O2+4e-===2O2-,产生的O2-将向负极移动,A项错。
[答案] A 书写燃料电池电极反应式的方法
(1)电池的负极反应物是还原性物质,失去电子发生氧化反应。电池的正极反应物是氧化性物质,得到电子发生还原反应。
(2)写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,电解质溶液的酸碱性如何,其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应。 (3)正、负两极的电极反应式在得失电子相等时相加,所得电池反应必是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应式。 (1)燃料电池是连续不断的将燃料和氧化剂的化学能转化为电能的装置。
(2)铅蓄电池放电时,正、负两极均消耗H2SO4,因此两极区域均生成PbSO4,H2SO4的浓度降低。(3)二次电池充、放电的区别与联系: (4)书写燃料电池的电极反应式时,要特别注意电解质溶液的酸碱性。碱性电池,电极反应式不出现H+;酸性电池,电极反应式不出现OH-。