Question

鋁電池性能優(yōu)越，鋁一空氣電池以其環(huán)保、安全而受到越來(lái)越多的關(guān)注，其原理如圖所示．

（1）該電池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為

 

；
（2）某鋁一空氣電池的效率為50%，若用其作電源電解500mL的飽和NaCl溶液，電解結(jié)束后，所得溶液（假設(shè)溶液電解前后體積不變）中NaOH的濃度為0.3mol?L^-1，則該過(guò)程中消耗鋁的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）該原電池中，負(fù)極上Al失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，Al、氧氣和水生成氫氧化鋁；
（2）電解過(guò)程中生成n（NaOH）=0.3mol/L×0.5L=0.15mol，設(shè)生成0.15molNaOH轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為x，
2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑ 轉(zhuǎn)移電子
                2mol            2mol
                0.15mol          x
2mol：2mol=0.15mol：x，
x=0.15mol
串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量相等，且某鋁一空氣電池的效率為50%，則鋁失電子的物質(zhì)的量為0.3mol，再根據(jù)鋁和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算消耗鋁的質(zhì)量．

解答： 解：（1）該原電池中，負(fù)極上Al失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，Al、氧氣和水生成氫氧化鋁，電池反應(yīng)式為4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，故答案為：4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃；
（2）電解過(guò)程中生成n（NaOH）=0.3mol/L×0.5L=0.15mol，設(shè)生成0.15molNaOH轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為x，
2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑ 轉(zhuǎn)移電子
               2mol             2mol
               0.15mol           x
2mol：2mol=0.15mol：x，
x=0.15mol
串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量相等，且某鋁一空氣電池的效率為50%，則鋁失電子的物質(zhì)的量為0.3mol，
設(shè)消耗Al的質(zhì)量為y，
4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃轉(zhuǎn)移電子
108g                  12mol
y                     0.3mol
108g：12mol=y：0.3mol
y=2.7g，
故答案為：2.7g．

點(diǎn)評(píng)：本題以化學(xué)電源新型電池為載體考查電池反應(yīng)式的書寫、方程式的有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查分析、計(jì)算能力，明確串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子關(guān)系是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．