Question

（1）（2011?江蘇高考，節選）Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質，其電解質溶液為 KOH 溶液，電池放電時正極的Ag₂O₂轉化為Ag，負極的Zn轉化為K₂Zn（OH）₄，寫出該電池反應方程式：

Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag

．
（2）（2011?山東高考，節選）如圖為鈉高能電池的結構示意圖，該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應為2Na+xS═Na₂S_x，正極的電極反應式為

xS+2e^-═S_x^2-

．M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的兩個作用是

導電和隔離鈉與硫

．與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的

4.5

倍．
（3）（2011?新課標高考，節選）以甲醇為燃料的電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為

CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺

，正極的反應式為

3

2

O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O

．理想狀態下，該燃料電池消耗1mol 甲醇所能產生的最大電能為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生的最大電能與燃料電池反應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）根據電池正、負極反應的物質和電解質溶液分析反應物和生成物，根據電子守恒進行配平；
（2）正極上得電子發生還原反應；熔融狀態下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質導電，且鈉易和硫反應；根據轉移電子和負極質量的關系分析；
（3）甲醇酸性燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應，其產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）根據題意知，堿性條件下，負極上鋅失電子發生氧化反應，正極上Ag₂O₂得電子發生還原反應，
所以電池反應式為Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag，
故答案為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag；
（2）正極上硫得電子發生還原反應，所以正極電極反應式為：xS+2e^-═S_x^2-，熔融狀態下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質導電，且鈉易和硫反應，所以它起到隔離作用，
鈉高能電池中負極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e^-，則207g鈉消耗時轉移207/23mol e^-，鉛蓄電池的電極反應為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，鉛蓄電池中鉛是負極，207g鉛消耗時轉移 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-；導電和隔離鈉與硫；4.5；
（3）甲醇燃料電池中，負極上甲醇失電子發生氧化反應，電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺
，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為

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%．

點評：本題考查了原電池原理，明確正負極上得失電子及反應類型是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，注意結合電解質溶液的酸堿性書寫，易錯題是（2），根據M晶體的類型確定M的導電作用，難度很大．