化學(xué)電源【考點精講】1.堿性鋅錳干電池一次電池正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH；負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2eZn（OH）2；總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O2MnOOHZn（OH）2。2.鋅銀電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2eZn（OH）2；正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e2Ag2OH；總反應(yīng)式：ZnAg2OH2OZn（OH）22Ag。3.二次電池（可充電電池）鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。（1）放電時的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：Pb2ePbSO4；正極反應(yīng)：PbO24H2ePbSO42H2O；總反應(yīng)：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。（2）充電時的反應(yīng)陰極反應(yīng)：PbSO42ePb；陽極反應(yīng)：PbSO42H2O2ePbO24H；總反應(yīng)：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4。4.燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。種類酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H24e4H2H24OH4e4H2O正極反應(yīng)式O24e4H2H2OO22H2O4e4OH電池總反應(yīng)式2H2O22H2O【典例精析】例題1一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷（C4H10）氣體；電解質(zhì)是摻有雜質(zhì)氧化銥（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下傳導(dǎo)O2。下列對該燃料電池的說法中正確的是（）A.在熔融電解質(zhì)中，O2由負(fù)極移向正極B.電池的總反應(yīng)式是：2C4H1013O28CO210H2OC.通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)式為：O24e2O2D.通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)式為：C4H1026e13O24CO25H2O思路導(dǎo)航：燃料電池中的化學(xué)反應(yīng)，燃料（還原劑）在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣（氧化劑）在正極發(fā)生還原反應(yīng)，則通入丁烷的一極是負(fù)極，通入空氣的一極是正極。電池電解質(zhì)中離子的流向遵循電荷的異性相吸規(guī)律，負(fù)極呈陽性，陰離子流向負(fù)極，正極呈陰性，陽離子移向正極。答案：B、C例題2可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，通入空氣的一極為正極。下列說法正確的是（）A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為O22H2O4e4OHB.以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極反應(yīng)為Al3OH3eAl（OH）3C.以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極思路導(dǎo)航：本題中電解質(zhì)溶液顯中性或堿性時，該燃料電池的正極反應(yīng)均為O22H2O4e4OH，A正確；鋁作負(fù)極，Al失去電子變?yōu)锳l3，在NaOH溶液中Al3與過量的OH反應(yīng)生成AlO，因此負(fù)極反應(yīng)為Al3e4OHAlO2H2O，B錯誤；以NaOH溶液為電解液時，該燃料電池的總反應(yīng)為4Al3O24OH4AlO2H2O，反應(yīng)過程中消耗了OH，所以電解液的pH降低，C錯誤；燃料電池工作時，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，D錯誤。答案：A例題3氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖所示為電池示意圖，該電池電極表面均勻地鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答下列問題：（1）氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_，在導(dǎo)線中電子流動的方向為_（用a、b表示）。（2）負(fù)極反應(yīng)式為_。（3）電極表面鍍鉑粉的原因為_。（4）該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能，因此大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2OLiOHH2反應(yīng)中的還原劑是_，反應(yīng)中的氧化劑是_。已知LiH固體的密度為0.82 gcm3。用鋰吸收224 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為_。由生成的LiH與H2O反應(yīng)放出的H2用作電池燃料，若能量的轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為_mol。思路導(dǎo)航：本題考查電化學(xué)知識。（1）原電池的工作原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。該燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H2O22H2O，其中H元素從0價升至1價，失去電子，即電子從a流向b。（2）負(fù)極為失去電子的一極，即H2失去電子生成H，由于電解質(zhì)溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右兩邊應(yīng)各加上OH。（3）鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。（4）由題給兩個方程式可知，Li從0價升至1價，作還原劑。H2O中的H由1價降至H2中的0價，作氧化劑。由反應(yīng)知，當(dāng)吸收10 mol H2時，生成20 mol LiH，V（LiH）m/208/（0.82103）195.12103（L）。V（LiH）/V（H2）195.12103 L/224 L8.7104。20 mol LiH可生成20 mol H2，實際參加反應(yīng)的H2的物質(zhì)的量為2080%16mol，1 mol H2轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以16 mol H2轉(zhuǎn)移32 mol電子。答案：（1）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能由a到b（2）H22OH2e2H2O（3）增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，可加快反應(yīng)速率（4）LiH2O8.710432【總結(jié)提升】可逆反應(yīng)與原電池的工作原理當(dāng)氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，電流表指針示數(shù)為零；當(dāng)電流表指針往相反方向偏轉(zhuǎn)，暗示電路中電子的流向相反，說明化學(xué)平衡移動方向相反。例題已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsO2I2HAsOI2H2O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOI22OHAsOH2O2I。設(shè)計如圖裝置（C1、C2均為石墨電極），分別進(jìn)行下述操作：.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試回答下列問題：（1）兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？（2）兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么相反？試用化學(xué)平衡移動原理解釋。（3）操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為_；（4）操作過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為_。（5）操作過程中，鹽橋中的K移向_燒杯溶液（填“A”或“B”）。思路導(dǎo)航：由于酸性條件下發(fā)生反應(yīng)AsO2I2HAsOI2H2O，堿性條件下發(fā)生反應(yīng)AsOI22OHAsOH2O2I，兩者都是氧化還原反應(yīng)。而且滿足構(gòu)成原電池的三大要素：不同環(huán)境中的兩電極（連接）；電解質(zhì)溶液（電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng)）；形成閉合回路。當(dāng)加酸時，c（H）增大，C1：2I2eI2，這是負(fù)極；C2：AsO2H2eAsOH2O，這是正極。當(dāng)加堿時，c（OH）增大，C1：I22e2I，這是正極；C2：AsO2OH2eAsOH2O，這是負(fù)極。答案：（1）兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。（2）（）加酸，c（H）增大，AsO得電子，I失電子，所以C1極是負(fù)極，C2極是正極。（）加堿，c（OH）增大，AsO失電子，I2得電子，此時，C1極是正極，C2極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。（3）2I2eI2（4）AsO2OH2eAsOH2O（5）A