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1、最新高考化学复习资料高考化学最有效的解题方法难点23燃料电池燃料电池两电极都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，电极反应式的书写有难度。难点磁场请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO2CO4CO24e正极反应式： 。总电池反应式： 。案例探究例题某原电池中盛有KOH浓溶液，若分别向_(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向_极通入O2，则电路中就有电流通
2、过，试完成下列问题：可燃性气体正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)H2(2)H2S(3)CO(4)CH4(5)C2H4(6)C2H2来源:命题意图：考查学生书写燃料电池电极反应的能力。知识依托：原电池原理和氧化还原反应原理。错解分析：忽视电解质溶液是KOH溶液，误以为负极能放出酸性气体。解题思路：燃料电池中，负极通入的气体具有可燃性，在反应中失去电子，被氧化到较高价态：氢元素将被氧化到最高价：1价，在碱性溶液中产物不是H，而是H2OH与OH结合的产物。H2S中硫元素，含碳物质中的碳元素将被氧化到4价，而4价的硫(或4价的碳)又不能单独存在，在其常见形式SO2和SO (或CO2和CO)中，因
3、周围环境显碱性生成酸性氧化物是不可能的，产物应为SO (或CO)，O2由谁来提供？显然是OH，提供O2后裸离的H怎么办？与别的OH结合生成H2O。若燃料中含有1价的氢元素，则它反应前后的价态不变(都是1价)，氢元素反应前在含碳燃料中，反应后在生成物水中。负极电极反应式可根据电荷守恒而配平。燃料电池中，正极通入的O2得电子被还原，成为O2。O24e=2O2O2被H2O分子俘获变为OH：H2OO2=2OH将正、负两极电极反应式叠加，可得电池总反应。根据电池总反应可判定电解质溶液pH的变化。答案：正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)O24e2H2O=4OHH22e2OH=2H2O来源:来源:2H
4、2O2=2H2O变小(2)来源:H2S6e8OH=SO5H2O2H2S3O24OH=2SO4H2O变小(3)CO2e4OH=CO2H2O2COO24OH=2CO2H2O变小(4)CH48e10OH=CO7H2OCH42O22OH=CO3H2O变小(5)C2H412e16OH=2CO10H2OC2H43O24OH=2CO4H2O变小(6)C2H210e14OH=2CO8H2O2C2H25O28OH=4CO6H2O变小锦囊妙计燃料电池的负极反应，一般较难写出，而正极反应和电池总反应却较易写出。用电池总反应减去正极反应可得负极反应，这是写负极反应式的一种巧妙方法。歼灭难点训练1.()将例题中的惰性电
5、极改为Al电极和Mg电极，并停止通气体，则：(1)正极反应为： ；(2)负极反应为： ；(3)电极总反应式为：_；电解质溶液的pH变化为：_(填“增大”“不变”或“变小”)。2.()将例题中的“KOH(aq)”改为：稀H2SO4，其他同例题，试回答前(4)问。3.()将Al、Fe两电极分别插入盛有稀HNO3的电解质溶液中组成原电池，试回答1题中三个问题。4.()将Al、Cu两电极分别插入盛有18.4 molL1的H2SO4(aq)中组成原电池，试回答1中三问。附：参考答案难点磁场提示：原电池中，正极上富余电子，通入正极上的O2得到电子：O24e=2O2O2半径很小，在熔盐中不能单独存在，被CO
6、2分子俘获：CO2O2=CO将正、负两极上的电极反应式叠加，可得总反应方程式。答案：O22CO24e=2CO2COO2=2CO2歼灭难点训练1.提示：碱性溶液中，Al比Mg活泼，负极上Al失去电子。正极上H2O得电子，逸出H2，生成OH。答案：(1)6H2O6e=6OH3H2(或6H6e=3H2)(2)2Al6e8OH=2AlO4H2O(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2变小2.提示：负极上，H2、H2S、CO、CH4失电子，分别生成H、H和SO2、CO2、H和CO2，产物中O原子由H2O提供。正极上，O2得电子变为O2，O2与H结合生成H2O。如果有水生成，溶液的浓度和pH都会发生变化
7、。答案：正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)O24e4H+=2H2OH22e=2H+2H2O2=2H2O变大(2)H2S6e2H2O=SO26H+2H2S3O2=2SO2H2O变大(3)CO2eH2O=CO22H+2COO2=CO2不变(4)CH48e2H2O=CO28H+CH42O2=CO22H2O变大3.提示：活泼金属Al失电子变成Al3，电子由负极流向正极，正极上NO (而非H)得电子变成NO逸出，同时有H参加反应，与NO的另外2个2价的O原子结合成H2O分子。答案：(1)4HNO3e=2H2ONO(2)Al3e=Al3(3)Al4H2NO=Al32H2ONO变大4.解析：活泼金属A
8、l在浓硫酸中钝化，Cu作负极失去电子成为Cu2，电子流向正极，正极上溶液中的H2SO4分子得到电子变为H2O和SO2。由于纯硫酸的电离度大于纯水的电离度。而在水参加的电极反应式中，H2O分子可拆为H和OH，所以浓硫酸参加的电极反应式中，H2SO4分子可拆成H和SO；而依照离子方程式的写法，可知在电池反应中H2SO4分子不能拆分为离子。因为电池反应中，H2SO4被消耗，且有H2O生成，所以H2SO4逐渐变稀，c(H)逐渐变大，pH逐渐变小，直至浓H2SO4变成稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不再发生反应。但这时Al与稀H2SO4发生反应，负极上Al失电子变为Al3，正极上H得电子变为H2。稀H2SO4被消耗，c(H)变小，pH变大。答案：(1)开始：4HSO2e=2H2OSO2，后来：2H2e=H2(2)开始：Cu2e=Cu2，后来：Al3e=Al3(3)开始：Cu2H2SO4(浓)=CuSO42H2OSO2，后来：2Al3H2SO4(稀)=Al2(SO4)33H2先变小后变大