考点一 新型化学电源
【例1】 2011年美国国际电池展于10月25日~27日在美国底特律拉开序幕。Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e-Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中,正确的是( )
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:2Li+FeSLi2S+Fe
C.负极的电极反应式为:Al-3e-Al3+
D.放电时,在电池内部,电子由正极移向负极,Li+由负极移向正极
答案: B
点拨: 负极材料应该是锂铝合金,锂、铝均为0价;电池放电过程中活泼金属锂失去电子转化为Li+,即Li-e-Li+,故A、C错误。该电池的反应为正、负极电极的反应式之和:2Li+FeSLi2S+Fe,B正确。放电时,外电路电子由负极移向正极,在电池内部Li+应是从负极移向正极,但电子是不能通过电池内部的,D错误。
考点二 燃料电池
【例2】 (1)瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定值时,瓦斯分析仪的传感器就可以显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如下图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的是( )
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-CO2+2H2O
D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移4 mol
(2)若将固体电解质换为KOH溶液,电极反应式又应如何书写?
答案: (1)C (2)负极:CH4+10OH--8e-C+7H2O 正极:2O2+8e-+4H2O8OH-
点拨: (1)电子不能在电池内部电路中流动,只能在外电路中流动,A错;电极b氧气得电子,生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物,故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),B错;甲烷所在电极a为负极,电极反应为:CH4+4O2--8e-CO2+2H2O,C正确;1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-,故当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移2 mol,D错。