Question

（1）（2011?江蘇高考，節(jié)選）Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，其電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液，電池放電時(shí)正極的Ag₂O₂轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，寫出該電池反應(yīng)方程式：

Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag

．
（2）（2011?山東高考，節(jié)選）如圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xS═Na₂S_x，正極的電極反應(yīng)式為

xS+2e^-═S_x^2-

．M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的兩個(gè)作用是

導(dǎo)電和隔離鈉與硫

．與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的

4.5

倍．
（3）（2011?新課標(biāo)高考，節(jié)選）以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為

CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺

，正極的反應(yīng)式為

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O

．理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol 甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ，則該燃料電池的理論效率為

96.6%

（燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比，甲醇的燃燒熱為△H=-726.5kJ/mol）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電池正、負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)和電解質(zhì)溶液分析反應(yīng)物和生成物，根據(jù)電子守恒進(jìn)行配平；
（2）正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和負(fù)極質(zhì)量的關(guān)系分析；
（3）甲醇酸性燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其產(chǎn)生的電能與燃燒放出的燃料的比即為燃料電池的理論效率．

解答：解：（1）根據(jù)題意知，堿性條件下，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上Ag₂O₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，
所以電池反應(yīng)式為Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag，
故答案為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag；
（2）正極上硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極電極反應(yīng)式為：xS+2e^-═S_x^2-，熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)，所以它起到隔離作用，
鈉高能電池中負(fù)極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e^-，則207g鈉消耗時(shí)轉(zhuǎn)移207/23mol e^-，鉛蓄電池的電極反應(yīng)為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，鉛蓄電池中鉛是負(fù)極，207g鉛消耗時(shí)轉(zhuǎn)移 2mol e^-，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的：207÷23÷2=4.5 倍，
故答案為：xS+2e^-═S_x^2-；導(dǎo)電和隔離鈉與硫；4.5；
（3）甲醇燃料電池中，負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺
，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O，
該燃料電池的理論效率=702.1kJ÷726.5kJ×100%=96.6%．
答案：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O；96.6%．

點(diǎn)評：本題考查了原電池原理，明確正負(fù)極上得失電子及反應(yīng)類型是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，注意結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書寫，易錯(cuò)題是（2），根據(jù)M晶體的類型確定M的導(dǎo)電作用，難度很大．