电化学腐蚀专业,主要想从事电池这一块,最好...

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如图是一个电化学过程的示意图.请回答下列问题:(1)图中甲池的名称______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”).(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式:______.(3)乙池中反应的化学方程式为______,当乙池中B极的质量增加5.4g时,甲池中理论上消耗O2的体积为______L(标准状况下),此时丙池中______电极(填“C”或“D”)析出1.6g某金属,则丙池的某盐溶液可能是______(填序号)A.MgSO4溶液B.CuSO4溶液C.NaCl溶液D.AgNO3溶液.
题型:填空题难度:偏易来源:不详
(1)甲池能自发的进行氧化还原反应,所以属于原电池,故答案为:原电池;(2)燃料电池中,负极上通入燃料,碱性条件下,甲醇水中和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,所以电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,故答案为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;(3)乙池是电解池,碳作阳极,银作阴极,所以反应是电解硝酸银溶液,电池反应式为:4AgNO3+2H2O电解.4Ag+O2↑+4HNO3,乙池是电解池,B极上银离子得电子发生还原反应而析出银,根据转移电子相等,当乙池中B极的质量增加5.4g时,甲池中理论上消耗O2的体积=5.4g108g/mol4×22.4L/mol=0.28L,丙池是电解池,阴极上金属离子放电析出金属单质,则金属元素在氢元素之后,D电极连接甲醇电极,所以D是阴极,根据转移电子相等知,当析出一价金属时,其摩尔质量=1.6g5.4g108g/mol=32g/mol,则该元素是硫元素,硫元素是非金属元素,所以错误,当析出的是二价金属,则1.6g5.4g108g/mol2=64g/mol,所以该金属是铜,则溶液是硫酸铜溶液,故选B,故答案为:4AgNO3+2H2O电解.4Ag+O2↑+4HNO3;0.28;D;B.
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据魔方格专家权威分析,试题“如图是一个电化学过程的示意图.请回答下列问题:(1)图中甲池的名称..”主要考查你对&&原电池原理,电解池原理&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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原电池原理电解池原理
原电池:1.定义:将化学能转化为电能的装置。2.工作原理:以铜-锌原电池为例(1)装置图:(2)原理图:3.实质:化学能转化为电能。 4.构成前提:能自发地发生氧化还原反应。 5.电极反应:负极:失去电子;氧化反应;流出电子正极:得到电子;氧化反应;流入电子6.原电池正负极判断的方法: ①由组成原电池的两级材料判断,一般是活泼金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ②根据电流方向或电子流动方向判断,电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。 ③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。 ④根据原电池两级发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。 ⑤X极增重或减重:X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极。 ⑥X极有气泡冒出:发生可析出氢气的反应,说明X极为正极。 ⑦X极负极pH变化:析氢或吸氧的电极发生反应后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,X极附近的pH增大,说明X极为正极。&原电池中的电荷流动:
在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。 电解池:(1)电解:使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化还原反应的过程叫电解。 (2)装置:电解池(电解槽) (3)特点:将电能转化为化学能。形成条件:①与电源相连的两个电极,②电解质溶液或熔融电解质,③形成闭合回路 (4)阴离子放电顺序:S2-&I-&Br-&Cl-&OH-&SO42-&NO3-&F- 阳离子放电顺序:Ag+&Hg2+&Fe3+&Cu2+&H+&Pb2+&Sn2+&Fe2+&Zn2+&Al3+&Mg2+&Na+&Ca2+&K+(5)电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。①若电解时阴极上产生H2(消耗H+),阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大;②若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;③若阴极上有H2,阳极上有O2,且(相当于电解水),则有三种情况:a如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;④若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液。 (6)电解反应类型:从参加反应的物质来分电解反应可分成五类: ①H2O型:实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。 ②溶质型:溶质所电离出来的离子发生氧化还原,如电解氯化铜、溴化氢等溶液。 ③硫酸铜溶液型:电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸,电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。 ④氯化钠溶液型:电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠,电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。 ⑤电镀型:镀层金属作阳极,阳极反应是:M-ne-=Mn+,镀件作阴极,阴极反应是:Mn++ne-=M。(电解精炼与电镀,实质上是相同的) 原电池、电解池、电镀池的比较:
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盟固利:锰酸锂电池应用和市场开拓情况
动力电池的设计开发有几个方面:安全性是第一位,最后通过不同的电池有能量密度的要求,成本降低,最终可能还要回归到安全性设计上,始终安全性是第一位的。
盟固利为什么要专注于锰酸锂,安全性、长寿命、大电流、低温性能锰酸锂有很大的优势。现在说能量密度更高的电池,它实际上也是一种锰系的材料体系。另外对锰酸锂的成本,目前锰酸锂的材料价格相对来说低一点。我们公司为什么坚持,因为我们是自主知识产权,有9年锰酸锂的研发和生产经验,这不太容易放弃。有几个原因。其他几点比较好理解,我主要是从这两个问题来给大家做解释。
安全性方面,导致安全性有三个输入,一个是管理系统会失控,这时候会导致电池的过充过放,还有受到外力的穿刺、抵押,再就是电池的内部短路,会使整个体系发生很大的变化。学化学的人研究整个体系变化的过程,这一块不重点讲了,体系变化以后会引起电池热失控,如果是安全阀设计不好的话会爆炸,起火、冒烟的结果,安全过程我简单地描述一下。从这个安全性输入问题来看,实际上管理系统的功能很重要,目前我们公司的管理系统有跟国外一起来做管理系统的设计,可能性非常重要。你有过充的保护,是不是都有,可靠性非常重要。
我觉得第一点如果做好的话可以回避。第二点,更容易回避,像很多专家也提到传统车如果受到这种外力挤压的话,它实际上也会出现问题。这跟电动车和传统车没有什么差别。电池里最难控制的是电池的内部短路,这是生产环节需要重点控制的,而且非常难检测,不知道今天有没有电池企业,电池企业应该有同感,内部短路最难控制,而且很难发现,很难回避。小电池也是一样,动力电池也是一样,很多安全事故可能会从电池角度来讲出现内部短路这一块。
关于安全可靠性这一块的话,我们公司做法首先要有一个涉及,要解决电池发热的问题,结构设计方面怎么样让发热最小,然后电流密度怎么样做得更均匀,这跟生产控制有关系。再就是过热过冷的时候是否有一些安全保护设施,这是设计时候需要考虑的。还有工艺的稳定性,我们要考虑到生产上怎么样尽量减少人的因素对电池性能的影响,要逐步地走自动化的这条路。现在有钱可能上一条自动化的线,这不太合适,连电池标准都没有的时候上这个线不太可能。所以应该是一个逐步自动化的过程,每个企业的理解都不太一样。另外就是管控,生产上要重点管控内部短路。
系统这一块也很重要,包括管理系统的可控功能和可靠性。我们公司在管理系统上搭建一个平台,随着管理系统来了以后会在上面做些验证,要做很多的验证。最后电池到终端客户这一块要防止滥用的话需要做很多培训。这几年出问题很多,我们自己统计来看可能还是应用者对于电池并不熟悉,他们不太了解,还是按照传统车的使用方法在使用电动汽车。去年听了一个美国能源部专家做的报告,他们国家支持范围内其中包含一项就是对使用者的操作培训和教育。他们需要开设这样的专业去做这个事情。所以这一块是很重要的一块。
再讲到锰酸锂电池的寿命问题,大家觉得锰酸锂电池的寿命确实短,现在90安时的电池到10年年底的时候单体寿命是2300次,55度的时候也就是5百次,今年,2011年我们净化指标是2500次,这是90安时的电池,这是很早的一款电池,做到5安时电池时候高温可以达到55度,主要是看怎么样来解决由小电池做到大电池的散热的问题。
简单总结一下衰减和控制这一块。正极材料的结构变化,我们做了几千次的电池循环以后会重新测结构,发现变化挺大。电池衰减到最后的时候是正极决定,还是负极决定,这些工作都在做,还有电池里的水分,杂质、金属的控制很重要,这主要是生产上控制,混料、涂布有一个认识,比如这么大的面积上如果说你在循环很多次之后去测电池不同地方的衰减,每个地方的衰减度不一样,这时候你在前期电流密度上设置就不太合理,这存在问题,电解液长期循环当中是分解的,怎么样来控制分解。
在改善电池寿命时候结构也很重要。现在很多人在讨论小电池和大电池的差异,还有软包装和硬壳的差异。我个人理解来看,不管是软包装,还是硬包装,圆柱,还是方形,只要企业能够做好就可以。还有散热要做得好,我们计算一个散热和深热的比例,应该是越大越好,所以这一块需要有很多计算。包括圆柱电池,你看一个单体电池时候没有方形电池的散热面积大,如果做成一个模块、系统的时候散热面积比较大,在系统里不用再考虑散热的问题,但是方形电池的话可能做系统时候就需要考虑到很多通风散热带来的问题。每个企业能够做好哪一个就做哪一个,现在有很小的电池串并联之后使用的,能够做好电池就可以,没有太多条条框框说哪一个结构要好一些。
说到能量密度,提高电池的能量密度我觉得就是三个方向:一,怎么提高正极的克容量,现在是混合使用。我们最近也在跟踪。还有负极这一块,主要是提高克容量,这也是一个思路。还有合金负极,也处于一个研究阶段。美国一直在推锂金属聚合物。现在高压镍锰是一方向,这一块应该是正极往高压的方向走是一个常用的方法。我们一直在专注于锰酸锂电池的研究。
前面讲的都是车用的锰酸锂电池。下面我讲一下钛酸锂负极体系的电池。这一块现在研究也很热。为什么要做钛酸锂,它实际上有几个特点,一个是寿命非常长,可能做到1万次以上也不是什么大问题,安全性能很好,功能低温非常好,主要来自于钛酸锂这种材料本身的一些特征。为什么讲钛酸锂,大家都觉得锰酸锂的寿命不好,实际上跟电池的设计有关系。假设负极换成钛酸锂的时候寿命也会很长,高温也会很好,电池体系是一个很复杂的体系,不能说某一种材料的安全性能好,还是说某一种材料的循环寿命好,应该是整个电池体系怎么去做。钛酸锂的间隔非常稳定,钛酸锂是零收缩的材料。
另外负极表面不会形成(SEMO),它的寿命很好。还有安全性这一块,高温吸氧,这是日本最近的研究报道,在电池扩充到1百多度时候,再把负极材料拿出来,发现负极有些质量上升,分析它是不是吸氧,所以说它安全性能很好,避免了Li枝晶形成,抗过充。
:D:D:D 猛鼓励:victory: 你是MGL的? : Originally posted by zlaisyy9528 at
动力电池的设计开发有几个方面:安全性是第一位,最后通过不同的电池有能量密度的要求,成本降低,最终可能还要回归到安全性设计上,始终安全性是第一位的。
盟固利为什么要专注于锰酸锂,安全性、长寿命、大电 ... 为什么锰酸锂和钛酸锂配,电池的循环性能可以提升这么多呢?锰酸锂的循环性能关键问题是Mn溶出的问题啊,你负极换了能解决这个问题吗? 我同意楼上的说法,碳酸锂负极材料是很好,但正极材料循环不行再好的负极也木有用啊 锰酸锂和钛酸锂是绝配~ 锰酸锂的问题
1、Mn溶出的问题
2、还是循环寿命问题,单体电池循环2500周,配组后能保持在2000吗?对于笔记本、手机等设备,2000周相当于3-4年的使用时间了,但是汽车寿命要求在15年,目前的电池能用几年? 估计汽车用了不到10年电池都换了4、5回,除非有优惠政策,不然一般家庭用户那承受的起。
锰酸锂电池只能先在电瓶车、助力车等小型电动工具上寻求突破了
楼主提到的锰酸锂90安时的电池如果配组后还能保持2000周以上的循环寿命,那在中国绝对是领先水平了 : Originally posted by nanchangxiaobi at
锰酸锂的问题
1、Mn溶出的问题
2、还是循环寿命问题,单体电池循环2500周,配组后能保持在2000吗?对于笔记本、手机等设备,2000周相当于3-4年的使用时间了,但是汽车寿命要求在15年,目前的电池能用几年? 估 ... 同意这说法,具体参数不太清楚,但如果真能做到两千周就真的很不错了,我们和小日本的差距还是很大的 总结的很好! 楼主的逻辑性很成问题啊,一完之后,都没有二啊,三啊了,捕捉不鸟你的重点 : Originally posted by nanchangxiaobi at
锰酸锂的问题
1、Mn溶出的问题
2、还是循环寿命问题,单体电池循环2500周,配组后能保持在2000吗?对于笔记本、手机等设备,2000周相当于3-4年的使用时间了,但是汽车寿命要求在15年,目前的电池能用几年? 估 ... 告诉你实验室的数据还不止这些~ 锰酸锂/钛酸锂体系电压低,能量密度不够 楼上说到跟钛酸锂配的问题,无可厚非,但是这锰酸锂还是避免不了被电解液腐蚀的问题,我觉得锰酸锂要解决其循环性能的问题包覆还是途径之一吧 :jok::jok: 纯广告贴! 感觉没讲出什么有价值的东西。 看来钛酸锂负极电池的产气问题(高温低温)是解决了,希望高手指点指点。
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