【考綱要求】了解原電池和原電池工作原理,能寫出電極反應和電池反應方程式
【典例展示】
題型一:已知電池方程式型
1、[2014·浙江卷]鎳氫電池(NiMH)目前已經成為混合動力汽車的一種主要電池類型,NiMH中的M表示儲氫金屬或合金,該電池在充電過程中的總反應方程式是Ni(OH)2+M===NiOOH+MH。已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO2-
下列說法正确的是( )
A.NiMH電池放電過程中,正極的電極反應式為NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B.充電過程中OH-從陽極向陰極遷移
C.充電過程中陰極的電極反應式:H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M還原
D.NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質溶液
2.(2013·新課标卷I·28)(節選)
⑸二甲醚直接燃料電池具有啟動快,效率高等優點,其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池(5.93kW·h·kg-1),若電解質為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應為_______________。
題型二:電池示意圖型
3.(2013·新課标卷Ⅱ·11)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的叙述錯誤的是
A.電池反應中有NaCl生成
B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子
C.正極反應為:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-
D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動
【解析】電極反應都是氧化還原反應,要遵循質量守恒、電子守恒及電荷守恒。除此之外還要遵循:①加和性原則:兩電極反應式相加,消去電子後得電池總反應;②共存性原則,物質在放電後所處的電解質介質不同反應産物不同。今天我們就用三個守恒來完成這三個典例,步驟如下:
1、依題意電池反應為:NiOOH+MH===Ni(OH)2+M
①正極為還原反應,先确立兩個物質:含Ni元素的反應物和生成物,注意遵循離子方程式拆分規則和Ni元素守恒:NiOOH------Ni(OH)2
②由化合價變化确立得失電子個數:NiOOH+e-------Ni(OH)2
③通過分析介質(有水體系,無水體系,熔鹽體系,酸堿環境等),配電荷守恒:該題堿性環境,配OH-:NiOOH+e-------Ni(OH)2+OH-
④原子守恒配平即可:NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
A正确,其他選項略
2、依據題意寫出電池反應式:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O(酸性環境)
①負極為氧化反應,寫出含C元素的反應物和生成物物質,注意C元素守恒:CH3OCH3-----2CO2↑
②由化合價變化确立得失電子個數:CH3OCH3-12e------2CO2↑
③酸性介質,配電荷守恒:CH3OCH3-12e------2CO2↑+12H+
④原子守恒配平即可:CH3OCH3+3H2O-12e-==2CO2↑+12H+
3、依據原電池構成和原理解析出“ZEBRA”為雙液原電池,構成三要件是:
①正極:電極材料多孔Ni/NiCl2
②負極:金屬鈉/鈉離子導體
③鹽橋:鈉離子導體制作的陶瓷管(為了便于發生在電池正極電化學反應過程中的鈉離子遷移,還需要添加一種在電池工作溫度區域既能進行鈉離子傳導又不參與正常電極反應的第二液體電解質,這就是NaAlCl4熔鹽電解質)
④電池反應式:NiCl2+2Na=Ni+2NaCl
按以上兩例寫出正極反應式,注意電極材料多孔Ni/NiCl2為固體,書寫時不可拆寫。
C項正确,答案為B
有話要說...