【创新设计】(四川专用)2014高考化学一轮复习 特色训练5 新型电池的开发与利用(含解析)
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【创新设计】(四川专用)2014高考化学一轮复习 特色训练5 新型电池的开发与利用,这个专题主要关注了化学领域中新型电池的研究与应用,特别是微生物燃料电池和氨燃料电池。这些电池因其高效能、环保特性和便于储存运输的优势而备受关注。 1. 微生物燃料电池:Harbermann等人设计的电池使用Desulfovibrio desulfurcan菌种生成的硫化物作为介体,电池内部通过质子传递。负极反应中,硫离子失去电子生成硫酸根离子,这表明电池在运行过程中可以进行氧化还原反应,提供电能。正极反应通常涉及氧气的还原,但由于题目未给出,所以需要根据一般电池原理推测,可能是氧气与氢离子结合生成水。 2. 氨固体氧化物燃料电池:这种电池以氨作为燃料,固体氧化物作为电解质,允许离子在内部移动。电池工作时,氨在负极氧化,氧气在正极还原。总反应为氨与氧气反应生成氮气和水。在电池内部,氨失去电子生成氮气和水,而氧气在正极获得电子生成水。 3. 铝空气燃料电池:此类电池可以用于电动汽车,电解液可以是NaCl溶液或NaOH溶液。在正极,氧气被还原生成氢氧根离子;在负极,铝失去电子生成铝氢氧化物。如果电解液是NaOH,电池工作过程中会消耗NaOH,导致pH下降。 4. 高铁电池:这是一种新型充电电池,具有稳定的放电电压。放电时,锌在负极失去电子生成氢氧化锌,高铁酸钾在正极得到电子生成氢氧化铁和氢氧化钾,碱性环境增强。充电过程则是这些反应的逆过程。 5. 质子交换膜燃料电池:氢气在负极失去电子生成质子,氧气在正极获得电子与质子结合生成水。总反应是氢气和氧气生成水,无燃烧过程,能量转化效率高。 6. 磷酸燃料电池:这类燃料电池以磷酸为电解质,可能涉及到化石燃料的改质和氢气的生成,然后氢气在负极反应,氧气在正极反应,总体反应同样涉及氢气和氧气的结合。 总结这些新型电池的关键知识点包括:微生物燃料电池的工作原理,氨燃料电池的氧化还原反应,铝空气电池的电解液作用,高铁电池的放电与充电过程,以及质子交换膜燃料电池和磷酸燃料电池的电极反应。这些内容体现了化学在能源领域的创新应用,对理解和研究可持续能源技术具有重要意义。
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