燃料電池總結

2021-12-20 07:09:07 字數 2718 閱讀 6275

d.正極上發生的反應為o2+4e-+2h2o===4oh-

2.將兩個鉑電極放置在koh溶液中,然後分別向兩極通入ch4和o2,即可

產生電流。下列敘述正確的是

①通入ch4的電極為正極

②正極的電極反應式為o2+2h2o+4e-===4oh-

③通入ch4的電極反應式為ch4+2o2+4e-===co2+2h2o

④負極的電極反應式為ch4+10oh--8e-===co32—+7h2o

⑤放電時溶液中的陽離子向負極移動

⑥放電時溶液中的陰離子向負極移動

ab.②④⑥

cd.①②③

思路歸納

對於燃料電池,正極往往通入o2,書寫時應注意:

(1)首先書寫正極反應式:

①酸性o2+4e-+4h+===2h2o

②鹼性o2+4e-+2h2o===4oh-

(2)然後用總反應式減去正極的電極反應式得到負極的電極反應式。

題組二區分介質「狀態」,判斷離子流向

3.某燃料電池以ca(hso4)2固體為電解質傳遞h+,其基本結構如圖所示,電池總反應可表示為2h2+o2===2h2o。

請回答:

(1)h+由____極通過固體酸電解質傳遞到另一極(填a或b)。

(2)b極上發生的電極反應式是

4.科學家製造出一種使用固體電解質的燃料電池,其效率更高,可用於航天航空。如下圖所示裝置中,以稀土金屬材料作惰性電極,在兩極上分別通入ch4和空氣,其中固體電解質是摻雜了y2o3的zro3固體,它在高溫下能傳導正極生成的o2-。

(1)c電極的名稱為________。

(2)d電極上的電極反應式為

失誤防範

根據內電路中的離子流向判斷正、負極,在內電路中,陽離子由負極區流向正極區,陰離子由正極區流向負極區。

突破電解池,應用「不尋常」

「六點」突破電解池

1.分清陰、陽極,與電源正極相連的為陽極,與電源負極相連的為陰極,兩極的反應為「陽氧陰還」。

2.剖析離子移向,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。

3.注意放電順序。

4.書寫電極反應,注意得失電子守恆。

5.正確判斷產物。

(1)陽極產物的判斷首先看電極,如果是活性電極作陽極,則電極材料失電子,電極溶解(注意:鐵作陽極溶解生成fe2+,而不是fe3+);如果是惰性電極,則需看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子放電順序為s2->i->br->cl->oh-(水)。

(2)陰極產物的判斷直接根據陽離子的放電順序進行判斷:

ag+>hg2+>fe3+>cu2+>h+>pb2+>fe2+>h+(水)

6.恢復原態措施。

電解後有關電解質溶液恢復原態的問題應該用質量守恆法分析。一般是加入陽極產物和陰極產物的化合物,但也有特殊情況,如用惰性電極電解cuso4溶液,cu2+完全放電之前,可加入cuo或cuco3復原,而cu2+完全放電之後,應加入cu(oh)2或cu2(oh)2co3復原。

題組一對可充電電池的深度剖析

1.li/so2電池具有輸出功率高和低溫效能好等特點,其電解質是libr,溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈,電池反應式為2li+2so2li2s2o4。下列說法正確的是

a.該電池反應為可逆反應

b.放電時,li+向負極移動

c.充電時,陰極反應式為li++e-===li

d.該電池的電解質溶液可以換成libr的水溶液

2.某種可充電聚合物鋰離子電池放電時的反應為

li1-xcoo2+lixc6===6c+licoo2,其工作原理示

意圖如右。下列說法不正確的是

a.放電時lixc6發生氧化反應

b.充電時,li+通過陽離子交換膜從左向右移動

c.充電時將電池的負極與外接電源的負極相連

d.放電時,電池的正極反應為li1-xcoo2+xli++xe-===licoo2

方法技巧

對於可充電電池,放電時為原電池,符合原電池工作原理,負極發生氧化反應,正極發生還原反應;外電路中電子由負極流向正極,內電路中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。

可充電電池充電時為電解池,陽極發生氧化反應,陰極發生還原反應;充電時電池的「+」極與外接直流電源的正極相連,電池的「-」極與外接直流電源的負極相連。

題組二電解原理的「不尋常」應用

(一)處理廢水

3.某工廠採用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解

槽用鐵板作陰、陽極,槽中盛放含鉻廢水,

原理示意圖如右,下列說法不正確的是(  )

a.a為電源正極

b.陽極區溶液中發生的氧化還原反應為

cr2o+6fe2++14h+===2cr3++6fe3++7h2o

c.陰極區附近溶液ph降低

d.若不考慮氣體的溶解,當收集到h2 13.44 l(標準狀況)時,有0.1 mol

cr2o被還原

(二)製備物質

4.電解尿素[co(nh2)2]的鹼性溶液制氫氣的裝置示意圖如下:

電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰陽兩極均為惰性電極,

(1)a極為________,電極反應式為

(2)b極為________,電極反應式為

(三)處理廢氣

5.用naoh溶液吸收煙氣中的so2,將所得的na2so3溶液進行電解,可迴圈再生naoh,同時得到h2so4,其原理如下圖所示。(電極材料為石墨)

(1)圖中a極要連線電源的(填「正」或「負極,c口流出的物質是________。

(2)so放電的電極反應式為

(3)電解過程中陰極區鹼性明顯增強,用平衡移動原理解釋原因________。

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