Question

 (1)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:                                            

　                                           。

(2)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　         。

M(由Na₂O和Al₂O₃制得)的兩個作用是　      。

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,鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的　　　　倍。

(3)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　　　　　　　　　,正極的反應(yīng)式為　　　　　　　　　　。理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ,則該燃料電池的理論效率為　　　　(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ΔH=-726.5 kJ·mol^-1)。

Answer 1

(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)正極的電極反應(yīng)式為xS+2e^-====,M的作用一是導(dǎo)電,二是因鈉與硫易反應(yīng),故它起到隔離作用;鈉高能電池中負(fù)極為鈉,有23 g鈉消耗釋放1 mol e^-,則207 g鈉消耗時轉(zhuǎn)移207/23 mol e^-,鉛蓄電池的電池反應(yīng)為Pb+PbO₂+2H₂SO₄====2PbSO₄+2H₂O,鉛蓄電池中鉛是負(fù)極,207 g鉛消耗時轉(zhuǎn)移2 mol e^-,故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的207÷23÷2=4.5倍。

(3)該燃料電池的理論效率=702.1 kJ÷726.5 kJ×100%≈96.6%。

答案:(1)Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O====2K₂Zn(OH)₄+2Ag

(2)xS+2e^-====(或2Na⁺+xS+2e^-====Na₂S_x)

導(dǎo)電和隔離鈉與硫　4.5

(3)CH₃OH+H₂O-6e^-====CO₂+6H⁺

3/2O₂+6H⁺+6e^-====3H₂O　96.6%