2010年高考化学一轮复习精品学案:化学电源
2010年高考化学一轮复习精品学案:化学电源第2页

  

4.燃料电池:燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 。

  燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体;从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用碱如氢氧化钠或氢氧化钾等把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高,设备轻便,减轻污染,能量转换率可达70%以上。

  当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极,碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂,如铂电极、活性炭电极等,具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。

电极反应式为:负极

正极

电池总反应式为:2H2+O2=2H2O

5.锂电池:锂电池是金属锂作负极,石墨作正极,无机溶剂亚硫酰氯SO2Cl2在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂LiAlCl4溶解于亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应,生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。

8Li+3SO2Cl2=6LiCl+Li2SO3+2S

 6.海水电池

1991年,我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型电池,用作海水标志灯已研制成功。 该电池以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,其能量比干电池高20─50倍。负极材料是铝,正极材料可以用石墨。

  电极反应式为:负极反应:

   正极反应:

电池总反应式为:4Al+3O2+6H2O=4AlOH3

【当堂演练】

1.氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池,穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电

极,其电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,则下列叙述正确的是

A.通H2的一极是正极,通O2的一极是负极

B.通O2的一极是正极,通H2的一极是负极

C.工作一段时间后电解质溶液pH增大

D.工作时负极区附近pH减小

2.锂电池是新型高能电池,它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功能的锂电池。某种锂电池的总反应可表示为:Li+MnO2 LiMnO2。若该电池提供0.5C电量,则消耗正极材料的质量约为(其他损耗忽略不计) ( )

  A.3.5g B.7g C.4.52×10-4g D.43.5g

3.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首

要原因是 ( )A。利用电池外壳的金属材料

B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D.回收其中石墨电极

4.燃料电池是燃料(例如CO,H2,CH4等)跟氧气或空气起反应,将此反应的化学能转变为电能的装置,电解质通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是( )