燃料电池复习专题[上学期]
文档属性
| 名称 | 燃料电池复习专题[上学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 108.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2006-08-14 17:37:00 | ||
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文档简介
课件16张PPT。新型燃料电池高考考情分析：
关于电化学的内容是历年高考的重点知识之一，在高考试题中出现的概率较高。 高考考查的内容有： （1）原电池与电解池的电极判断，电极产物分析及电极反应式和有关计算。 （2）原电池与电解的原理及应用。 （3）对几种新型电池的电极反应的认识和书写。 近几年中，新型电池工作原理特别是燃料电池成为高考命题的热点。本节主要对燃料电池归纳如下：高考考题例证考题1 （2004天津理综）下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 剂全部储存在电池内的新型发电装置BH2入口a电极b电极O2入口H+OH-H2O考题2 （2005广东）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是（ ）
A．在熔融电解质中，O2— 由负极移向正极
B．电池的总反应是： 2C4H10 + 13O2→ 8CO2 + 10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为： O2 + 4e— = 2O2—
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10 + 26e— + 13O2—== 4CO2 + 5H2O
BC考题3 （2005北京理综）（15分）X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。
已知：①X可分别与Y、W形成X2Y，X2Y2、XW等共价化合物；
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答：
（1）Z2Y的化学式是 。
（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是
————————————Na2O2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 （3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。
接通S1后，C（Ⅰ）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：
C（I）的电极名称是 （填写正极或负极）；
C（II）的电极反应式是 负极Cl2+2e-=2Cl-
——————————考题4 （2000苏浙吉理综）分熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用和的熔融盐混和物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混和气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO+2CO32- →4CO2+4e-
正极反应式：_____ ______ 总电池反应式：
————————————O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2方法导析：解本题必须弄清电池的正负极，同时注意审题判断产物。原电池负极上参加反应的物质通常是燃料既还原剂，而正极是氧化剂如氧气等。本题中CO2参与正极上的变化。高考考点归纳：1.氢氧燃料电池
氢氧燃料电池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，具有很强的催化活性。如活性碳电极，且通氢气的电极为负极，通氧气的电极为正极。电解质溶液一般为KOH溶液。（如考题1）电极反应式为：
负极：2H2+4OH-—4e-=4H2O
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应式：2H2+O2=2H2O如果电解质是固体氧化锆—氧化钇，且在高温熔融状态下允许氧离子（O2-）在其间通过。其电极反应式为：
负极： 2H2+2O2—4e-=2H2O
正极： O2+4e-=2O2-
总反应式：2H2+O2=2H2O2 . 甲烷氧气燃料电池
该电池用铂电极插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气,且通甲烷的极为负极通氧气的极为正极,电极反应式为:
负极:CH4+10OH---8e-=CO32-+7H2O
正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-
总反应式:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O若电解质是氧化钇氧化锆晶体，其熔融态可通过氧离子，电极反应类似考题2。3. 氢气氯气燃料电池
如考题3 中的第三问既是该问题.
有氢气的电极为负极,失电子发生氧化反应,
H2-2e-=2H+
有氯气的电极为正极,得电子发生还原反应,
Cl2+2e-=2Cl-4. CO---O2燃料电池
如考题4 既是该问题。电极反应咯。高考备考训练
1. .燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气起反应，将化学能转变为电能的装置，电解液为强碱溶液.下列关于甲烷燃料电池的说法中，正确的是( )
A.负极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
B.负极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C.随着放电进行，溶液中的阴离子向负极移动
D.随着放电进行，溶液的PH不变.
AC2. 某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C2H4、C2H2或Al(g)，分别向正极通入O2或Cl2．试完成下列问题：
(1)当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：________________________；
④溶液pH的变化：__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)．
(2)当分别通入C2H2和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：_______________；
④溶液pH的变化：_______________．
(3)当分别通入Al(g)和Cl2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：_______________；
④溶液pH的变化：_______________．
答案(1)①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ ②C2H4－12e－＋16OH－＝2CO＋10H2O ③C2H4＋3O2＋4OH－＝2CO＋4H2O ④减小
(2) ①5O2＋20e－＋10H2O＝20OH－ ②2C2H2－20e－＋28OH－＝4CO＋16H2O
③2C2H2＋5O2＋8OH－＝4CO＋6H2O ④减小
(3) ①3Cl2＋6e－＝6Cl－ ②2Al－6e－＋6OH－=2Al(OH)3↓ (或2Al－6e－＋8OH－＝2AlO＋4H2O) ③3Cl2＋2Al＋6OH－＝2Al(OH)3↓＋6Cl－ (或3Cl2＋2Al＋8OH－＝6Cl－＋2AlO＋4H2O) ④减小
关于电化学的内容是历年高考的重点知识之一，在高考试题中出现的概率较高。 高考考查的内容有： （1）原电池与电解池的电极判断，电极产物分析及电极反应式和有关计算。 （2）原电池与电解的原理及应用。 （3）对几种新型电池的电极反应的认识和书写。 近几年中，新型电池工作原理特别是燃料电池成为高考命题的热点。本节主要对燃料电池归纳如下：高考考题例证考题1 （2004天津理综）下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 剂全部储存在电池内的新型发电装置BH2入口a电极b电极O2入口H+OH-H2O考题2 （2005广东）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是（ ）
A．在熔融电解质中，O2— 由负极移向正极
B．电池的总反应是： 2C4H10 + 13O2→ 8CO2 + 10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为： O2 + 4e— = 2O2—
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10 + 26e— + 13O2—== 4CO2 + 5H2O
BC考题3 （2005北京理综）（15分）X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。
已知：①X可分别与Y、W形成X2Y，X2Y2、XW等共价化合物；
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答：
（1）Z2Y的化学式是 。
（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是
————————————Na2O2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 （3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。
接通S1后，C（Ⅰ）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：
C（I）的电极名称是 （填写正极或负极）；
C（II）的电极反应式是 负极Cl2+2e-=2Cl-
——————————考题4 （2000苏浙吉理综）分熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用和的熔融盐混和物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混和气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO+2CO32- →4CO2+4e-
正极反应式：_____ ______ 总电池反应式：
————————————O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2方法导析：解本题必须弄清电池的正负极，同时注意审题判断产物。原电池负极上参加反应的物质通常是燃料既还原剂，而正极是氧化剂如氧气等。本题中CO2参与正极上的变化。高考考点归纳：1.氢氧燃料电池
氢氧燃料电池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，具有很强的催化活性。如活性碳电极，且通氢气的电极为负极，通氧气的电极为正极。电解质溶液一般为KOH溶液。（如考题1）电极反应式为：
负极：2H2+4OH-—4e-=4H2O
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应式：2H2+O2=2H2O如果电解质是固体氧化锆—氧化钇，且在高温熔融状态下允许氧离子（O2-）在其间通过。其电极反应式为：
负极： 2H2+2O2—4e-=2H2O
正极： O2+4e-=2O2-
总反应式：2H2+O2=2H2O2 . 甲烷氧气燃料电池
该电池用铂电极插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气,且通甲烷的极为负极通氧气的极为正极,电极反应式为:
负极:CH4+10OH---8e-=CO32-+7H2O
正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-
总反应式:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O若电解质是氧化钇氧化锆晶体，其熔融态可通过氧离子，电极反应类似考题2。3. 氢气氯气燃料电池
如考题3 中的第三问既是该问题.
有氢气的电极为负极,失电子发生氧化反应,
H2-2e-=2H+
有氯气的电极为正极,得电子发生还原反应,
Cl2+2e-=2Cl-4. CO---O2燃料电池
如考题4 既是该问题。电极反应咯。高考备考训练
1. .燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气起反应，将化学能转变为电能的装置，电解液为强碱溶液.下列关于甲烷燃料电池的说法中，正确的是( )
A.负极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
B.负极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C.随着放电进行，溶液中的阴离子向负极移动
D.随着放电进行，溶液的PH不变.
AC2. 某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C2H4、C2H2或Al(g)，分别向正极通入O2或Cl2．试完成下列问题：
(1)当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：________________________；
④溶液pH的变化：__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)．
(2)当分别通入C2H2和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：_______________；
④溶液pH的变化：_______________．
(3)当分别通入Al(g)和Cl2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：_______________；
④溶液pH的变化：_______________．
答案(1)①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ ②C2H4－12e－＋16OH－＝2CO＋10H2O ③C2H4＋3O2＋4OH－＝2CO＋4H2O ④减小
(2) ①5O2＋20e－＋10H2O＝20OH－ ②2C2H2－20e－＋28OH－＝4CO＋16H2O
③2C2H2＋5O2＋8OH－＝4CO＋6H2O ④减小
(3) ①3Cl2＋6e－＝6Cl－ ②2Al－6e－＋6OH－=2Al(OH)3↓ (或2Al－6e－＋8OH－＝2AlO＋4H2O) ③3Cl2＋2Al＋6OH－＝2Al(OH)3↓＋6Cl－ (或3Cl2＋2Al＋8OH－＝6Cl－＋2AlO＋4H2O) ④减小