20xx人教版高中化学选修4第4章第2节化学电源

20xx人教版高中化学选修4第4章第2节化学电源内容摘要：

导电物质 ， 则电极反应式为：负极 __________， 正极 __________。 【解析】 根据原电池 的原理，负极发生氧化反应，电子流出；正极发生还原反应，电子流入；燃料电池燃料为负极，氧化剂为正极。 (1) KOH 作电解质，则负极通入的是 H2，因为电解质溶液显碱性，所以氢气失去电子变成 H＋后将与 OH－结合生成水，电极反应式为： 2H2＋ 4 OH－－ 4e－== =4H2O。 正极通入的是 O2，氧气得到电子变成 O2 －后将与 H2O 结合生成 OH－，电极反应式为： O2＋ 2H2O ＋ 4e－== =4OH－。 (2) 稀 H 2 SO 4 作电解质时，溶液显酸性，所以氧气得到电子变成 O2 －后将与 H＋结合生成水，正极反应为 O 2 ＋ 4H＋＋ 4e－== =2H 2 O ，负极反应为 2H 2 － 4e－== =4H＋。 (3) 把 H 2 改为 CH 4 ， KOH 作导电物质，则负极通入的是CH 4 ，因为电解质溶液显碱性，所以甲烷失去电子后将与 OH－反应生成水和 CO2 －3 ，利用反应前后电荷守恒，配平负极反应方程式： CH 4 ＋ 10O H－－ 8e－== =CO2 －3 ＋ 7H 2 O。 【答案】 (1) H 2 2H 2 ＋ 4OH－－ 4e－== =4H 2 O O 2 O 2 ＋ 2H 2 O ＋ 4e－== =4OH－ (2) 2H 2 － 4e－== =4H＋ O 2 ＋ 4H＋＋ 4e－== =2H 2 O (3) CH 4 ＋ 10 OH－－ 8e－== =CO2 －3 ＋ 7H 2 O 2O 2 ＋ 4H 2 O ＋ 8e－== =8OH－ 【点评】 燃料电池电极反应式书写应注意的问题 (1) 电池的负极一定是可燃性气体，失去电子发生氧化反应。 电池的正极一定是助燃性气体，得到电子发生还原反应。 (2) 写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式中不能出现 H＋；在酸性电解质中，电极反应式中不能出现 OH－。 (3) 正、负两极的电极反应式在得失电子相等时相 加，所得电池反应必是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应式。 1． 某种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂 ， 在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇 ， 同时向一个电极通入空气。 回答下列问题： (1) 这 种 电 极 放 电 时 发 生 的 化 学 反 应 方 程 式 是____________________。 (2) 此电极的正极发生的电极反应式是 ___________ _________ ； 负 极 发 生 的 电 极 反 应 式 是 ___________ _________。 ● 变式训练 (3)电解液中的 H＋ 向 __________极移动；向外电路释放电子的电极是 __________。 (4)比起直接燃烧燃料产生电力 ， 使用燃料电池有许多优点 ， 其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高 ， 其次是 ____________________。 解析： 甲醇燃料电池实质就是利用 CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。 CH3OH作负极 ， 发生氧化反应 ， 电极反应为 2CH3OH＋ 2H2O－ 12e－ ===2CO2＋ 12H＋ ；氧气作正极反应为： 3O2＋ 12H＋ ＋ 12e－ ===6H2O， 两反应相加得总反应式。 在电池中 ， 负极释放电子传到正极上 ， 故 H＋ 向正极移动。 甲醇反应产物为 CO2和 H2O， 对环境无污染。 答案： (1)2CH3OH＋ 3O2===2CO2＋ 4H2O (2)3O2＋ 12H＋ ＋ 12e－ ===6H2O 2CH3OH＋ 2H2O－ 12e－ ===2CO2↑＋ 12H＋ (3)正 负极 (4)产物对环境无污染 1． 各种化学电源特点的比较 常见的化学电源 ● 教材点拨 名称 一次电池 (干电池 ) 二次电池 (充电 电池或蓄电池 ) 燃料电池 定义 发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度，就不能再使用 放电后可以再充电使发生氧化还原反应的物质获得再生 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池 名称 一次电池 (干电池 ) 二次电池 (充电 电池或蓄电池 ) 燃料电池 特点 电解质溶液制成胶状，不流动 可以多次重复使用 与一般化学电池不同，工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能 举例 普通的锌锰电池、碱性锌锰电池 铅蓄电池、氢镍电池、镉镍电池 氢氧燃料电池、 CH4燃料电池、 CH3OH燃料电池 2. 常见化学电池的电极反应和总反应式 (1) 一次电池 ① 普通干电池 ( Z n 、 Mn O 2 、 NH 4。