Question

铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示．

（1）该电池的总反应化学方程式为

 

；
（2）某铝一空气电池的效率为50%，若用其作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液（假设溶液电解前后体积不变）中NaOH的浓度为0.3mol?L^-1，则该过程中消耗铝的质量为

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）该原电池中，负极上Al失电子发生氧化反应、正极上氧气得电子生成氢氧根离子，Al、氧气和水生成氢氧化铝；
（2）电解过程中生成n（NaOH）=0.3mol/L×0.5L=0.15mol，设生成0.15molNaOH转移电子的物质的量为x，
2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑ 转移电子
                2mol            2mol
                0.15mol          x
2mol：2mol=0.15mol：x，
x=0.15mol
串联电路中转移电子物质的量相等，且某铝一空气电池的效率为50%，则铝失电子的物质的量为0.3mol，再根据铝和转移电子之间的关系式计算消耗铝的质量．

解答： 解：（1）该原电池中，负极上Al失电子发生氧化反应、正极上氧气得电子生成氢氧根离子，Al、氧气和水生成氢氧化铝，电池反应式为4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，故答案为：4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃；
（2）电解过程中生成n（NaOH）=0.3mol/L×0.5L=0.15mol，设生成0.15molNaOH转移电子的物质的量为x，
2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑ 转移电子
               2mol             2mol
               0.15mol           x
2mol：2mol=0.15mol：x，
x=0.15mol
串联电路中转移电子物质的量相等，且某铝一空气电池的效率为50%，则铝失电子的物质的量为0.3mol，
设消耗Al的质量为y，
4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃转移电子
108g                  12mol
y                     0.3mol
108g：12mol=y：0.3mol
y=2.7g，
故答案为：2.7g．

点评：本题以化学电源新型电池为载体考查电池反应式的书写、方程式的有关计算，侧重考查分析、计算能力，明确串联电路中转移电子关系是解本题关键，题目难度不大．