(3)廢舊電池的**
廢舊電池中含重金屬和酸鹼等有害物質,應**利用既減少汙染,又節約資源。
2.一次電池
(1)銀鋅鈕扣電池
①基本構造
②工作原理
負極反應:zn+2oh--2e-===zno+h2o;
正極反應:ag2o+2e-+h2o===2ag+2oh-;
電池反應:zn+ag2o===zno+2ag。
(2)普通鋅錳乾電池
①基本構造
②工作原理
負極反應:zn-2e-===zn2+;
正極反應:2mno2+2e-+2nh===mn2o3+2nh3+h2o;
電池反應:zn+2mno2+2nh===zn2++mn2o3+2nh3+h2o。
(3)鹼性鋅錳電池
①基本構造
②工作原理
負極反應:zn+2oh--2e-===zn(oh)2;
正極反應:2mno2+2e-+2h2o===2mnooh+2oh-;
電池反應:zn+2mno2+2h2o===2mnooh+zn(oh)2。
③效能優點
鹼性鋅錳電池比普通鋅錳乾電池性優越,它的比能量大,能提供較大電流並連續放電。
[特別提醒] 判斷某電極發生反應的物質時,除考慮在該電極上得(或失)電子的物質外,還要考慮得(或失)電子後形成的新物質是否會和電解質溶液中的離子發生反應。
1.普通鋅錳乾電池在放電時電池總反應方程式可以表示為zn+2mno2+2nh===
zn2++mn2o3+2nh3+h2o。在此電池放電時,正極(碳棒)上發生反應的物質是( )
a.mno2和nh b.zn2+和nh
c.zn d.碳棒
2.鹼性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應用。鹼性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解質溶液,電池總反應式為zn (s)+2mno2 (s)+2h2o(l)===zn(oh)2(s)+2mnooh,下列說法錯誤的是( )
a.電池工作時,鋅失去電子
b.電池正極的電極反應式為2mno2(s)+2h2o(l)+2e-===2mnooh(s)+2oh-(aq)
c.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極
d.外電路中每通過0.2 mol電子,鋅的質量理論上減少6.5 g
1.基本構造
2.組成
負極:pb,正極:pbo2,電解質:硫酸。
3.工作原理
(1)放電過程(原電池反應)
負極:pb+so-2e-===pbso4;
正極:pbo2+4h++so+2e-===pbso4+2h2o;
電池反應:pb+pbo2+4h++2so===2pbso4+2h2o。
(2)充電過程
陰極:pbso4+2e-===pb+so (發生還原反應);
陽極:pbso4+2h2o-2e-===pbo2+4h++so (發生氧化反應);
總反應:2pbso4+2h2o===pb+pbo2+4h++2so。
4.鉛蓄電池的優缺點
(1)優點:效能優良、**低廉、安全可靠,可多次充放電;生產生活中使用廣泛。
(2)缺點:比能量低,廢棄電池汙染環境。
已知鉛蓄電池的充、放電過程:
pb+pbo2+2h2so4放電,充電2pbso4+2h2o。
(1)鉛蓄電池放電時,正極區域溶液的ph是如何變化的?
(2)鉛蓄電池放電時,兩極發生什麼反應?充電時兩極發生什麼反應?據此,在充電時,怎樣連線電源的兩極?
1.二次電池在充電時,正、負電極上發生的反應正好與放電時發生的反應相反,因而充電時,二次電池的正極應與充電電源的正極相連線,電池的負極應與充電電源的負極
相連線。
2.充電時發生的電極反應和總反應是放電時發生的反應的逆過程。
3.可充電電池複雜電極反應式的書寫方法
第一步:先標出放電(原電池)總反應式中變價元素的化合價,確定電子轉移的方向與數目,指出參與負極和正極反應的物質。
如鉛蓄電池中:
第二步:寫出乙個比較容易書寫的電極反應式,書寫時一定要注意電極產物是否與電解質溶液共存。如鉛蓄電池的負極反應式為pb+so-2e-===pbso4。
第三步:在電子守恆的基礎上,用總反應式減去寫出的電極反應式,即得另一極的反應式。如鉛蓄電池的正極反應式可用總反應式-負極反應式得到,
即pb+pbo2+4h++2so-(pb+so-2e-)===2pbso4+2h2o-pbso4,
整理得:pbo2+4h++so+2e-===pbso4+2h2o。
1.鎳鎘(nicd)可充電電池在現代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為koh溶液,其充、放電按下式進行:
cd+2niooh+2h2o放電,充電cd(oh)2+2ni(oh)2
有關該電池的說法正確的是( )
a.充電時陽極反應:ni(oh)2-e-+oh-===niooh+h2o
b.充電過程是化學能轉化為電能的過程
c.放電時負極附近溶液的鹼性變弱
d.放電時電解質溶液中的oh-向正極移動
2.2023年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是( )
a.a為電池的正極
b.電池充電反應為limn2o4===li1-xmn2o4+xli
c.放電時,a極鋰的化合價發生變化
d.放電時,溶液中li+從b向a遷移
1.氫氧燃料電池原理圖示
2.工作原理
通入可燃物(h2)的一極為電池的負極,通入o2的一極為電池的正極。
(1)酸性氫氧燃料電池(電解質為h2so4)
負極反應:2h2-4e-===4h+,
正極反應:o2+4h++4e-===2h2o,
總反應:2h2+o2===2h2o。
(2)鹼性氫氧燃料電池(電解質為koh)
負極反應:2h2+4oh--4e-===4h2o,
正極反應:2h2o+o2+4e-===4oh-,
總反應:2h2+o2===2h2o。
3.電池特點
(1)能量轉換率高,汙染小。
(2)工作時,燃料和氧化劑連續地由外部供給,在電極上不斷進行反應,連續不斷地提供電能。
[特別提醒]
(1)燃料電池的兩個電極與其他電池不同,電極材料本身不參與電極反應。
(2)酸性介質中的燃料電池(氧化劑為o2)的正極反應式為o2+4h++4e-===2h2o;
鹼性介質中的燃料電池(氧化劑為o2)的正極反應式為o2+2h2o+4e-===4oh-。
1.用稀h2so4作電解質溶液時,甲烷燃料電池的正、負極反應式如何書寫?並寫出總反應式。
2.用koh作電解質溶液時,甲烷燃料電池的總反應式與「1」中相同嗎?試分別寫出兩極的電極反應式。
有機燃料電池電極反應式書寫方法
電池的負極一定是可燃物,有機燃料中各元素的化合價變化遵循一般化合價規則,燃料失電子發生氧化反應,電池的正極多為氧氣或空氣得電子,發生還原反應,特別注意電解質溶液酸鹼性不同的區別。可根據電荷守恆來配平電極反應式。
如乙醇鹼性(koh溶液)燃料電池負極反應式的書寫方法。
第一步:確定生成物。
乙醇燃燒生成co2和h2o,其中co2與koh溶液反應生成k2co3和h2o,故生成物為co和h2o。
第二步:確定價態的變化及轉移電子數。
乙醇(c2h6o)中碳元素的化合價為-2,co中碳元素的化合價為+4,故1 mol乙醇完全反應失去2×[4-(-2)]=12 mol電子。
第三步:列出表示式。
第四步:確定電極反應式中各物質的化學計量數。
由碳原子守恆確定co的化學計量數為2,
由電荷守恆確定oh-的化學計量數為16。
(注:失去12個電子,相當於帶12個單位正電荷)
再由氫原子守恆確定h2o的化學計量數為11,
故負極反應式為c2h5oh+16oh--12e-===2co+11h2o。
1.肼(n2h4)空氣燃料電池是一種環保型鹼性燃料電池,電解質為20%~30%的koh溶液,電池總反應式為n2h4+o2===n2+2h2o。下列關於該電池工作時說法中正確的是( )
a.溶液的ph保持不變
b.溶液中的陰離子向負極移動
c.正極的電極反應式:o2+4h++4e-===2h2o
d.負極的電極反應式:n2h4+4oh--4e-===4h2o+n2
2.以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關於該電池的敘述正確的是( )
第二單元堂堂清 1
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