(1)碱性锌锰电池
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可充电电池是高考常考知识点,二次电池首先需 要判断什么情况下是原电池,什么情况下是电解池, 二次电池充电时是电解池,放电时是原电池。充电和 放电是在两种不同的条件下发Biblioteka Baidu的,充电是在外接电 源条件下发生的非自发氧化还原反应,放电是在无外 接电源条件下发生的自发氧化还原反应。
【考点释例1】化学电池在通讯、交通及日常生活中 有着广泛的应用。 (1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可以 表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2;已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶 于酸,以下说法中正确的是( ) ①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应 ③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
3.燃料电池 (1)氢氧燃料电池 当用碱性电解质时,电极反应为 负极:2H2+4OH--4e-===4H2O; 正极:O2+2H2O+4e-===4OH- 总反应:2H2+O2===2H2O (2)甲烷燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极 上分别通甲烷和氧气。 负极:CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O; 正极:2O2+4H2O+8e-===8OH- 总反应方程式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O
【基础题一】(湖南师大附中2010届高三第四次月 考)下列有关电池的说法不正确的是( B ) 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.甲醇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】手机上用的锂离子电池可以反复充放电, 属于二次电池,A选项正确。锌比铜活泼,因此 构成原电池时,锌失电子作负极,电子沿外电路 流向正极铜,所以B选项错误。
二、几种主要化学电源 1.一次电池 (1)碱性锌锰电池 构成:负极是锌,正极是MnO2,电解质是KOH。 工作原理:负极:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2; 正极:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH- 总反应式:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+ Zn(OH)2 特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电 流和连续放电。
(2)镍-镉碱性蓄电池 构成:放电时镉(Cd)为负极,正极是NiO(OH),电解 液是KOH。 工作原理:负极:Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2; 正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH- 总反应式:Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+ 2Ni(OH)2 特点:电压稳定、使用方便、安全可靠、使用寿命长, 但一般体积大、废弃电池易污染环境。
2.二次电池 (1)铅蓄电池 ①铅蓄电池放电原理的电极反应 负极:Pb+SO42--2e-===PbSO4;正极:PbO2+4H+ +SO42-+2e-===PbSO4+2H2O 总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O ②铅蓄电池充电原理的电极反应 阳极:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-; 阴极:PbSO4+2e-===Pb+SO42总反应:2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4
(3)CH3OH燃料电池 用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中,然后向 两极分别通入CH3OH和O2。 负极:2CH3OH+16OH--12e-===2CO32-+12H2O; 正极:3O2+6H2O+12e-===12OH- 总反应方程式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3 +6H2O
一、化学电源(电池)的特点与分类 1.实用电池一般具有以下的特点 (1)能产生比较稳定而且较高电压的电流; (2)安全、耐用且便于携带,易于维护; (3)能够适用于各种环境; (4)便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较 小; (5)能量转换率高。 2.化学电池分类 (1)一次电池(如锌锰干电池、碱性锌锰电池) (2)二次电池(又叫充电电池或蓄电池,如铅蓄电池) (3)燃料电池(如氢氧燃料电池)
【解析】Li和Al都属于金属,所以Li-Al应该属于 合金而不是化合物,因此化合价为0价,A错误; 由正极反应式知负极应该是Li失去电子而不是Al, 选项C错误,B正确;充电时阴极相当于原电池的 负极,要得电子,正确的反应式是2Li++2e- ===2Li,所以选项D也错误。
重要考点1
二次电池的原理与特点
【基础题二】日常所用的干电池的电极分别为碳棒 和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入 MnO2氧化吸收H2),电极反应可简化为:Zn-2e- ===Zn2+;2NH+2e-===2NH3+H2,根据上述叙 述判断下列说法正确的是(BC ) A.干电池中锌为正极,碳为负极 B.干电池工作时,电子由锌极经外电路流向碳极 C.干电池长时间连续工作时,内装糊状物可能流 出腐蚀用电器 D.干电池可实现化学能向电能的转化和电能向化 学能的转化
(2)纽扣式电池(银锌电池) 银锌电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH, 总反应方程式:Zn+Ag2O===2Ag+ZnO 特点:此种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜 小电流连续放电。 (3)锂电池 锂电池用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液由 四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。 锂电池的主要反应为:负极:8Li-8e-===8Li+; 正极:3SOCl2+8e-===SO+2S+6Cl- 总反应式为:8Li+3SOCl2===6LiCl+Li2SO3+2S 特点:锂电池是一种高能电池,具有质量轻、电压稳定、 工作效率高和储存寿命长的优点。
【思考题】(2010· 浙江)Li-Al/FeS电池是一种正在开 发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li ++FeS+2e-===Li S+Fe。有关该电池的下列说法 2 中,正确的是( B ) A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化 合价为+1价 B.该电池的电池反应式为2Li+FeS===Li2S+Fe C.负极的电极反应式为Al-3e-===Al3+ D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e -===2Li++FeS