高考化學專題復習導練測 第六章 第2講 原電池 化學電源課件.ppt

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第六章化學反應與能量 第2講原電池化學電源 1 了解原電池的工作原理 能寫出電極反應和電池反應方程式 2 了解常見化學電源的種類及其工作原理 考綱要求 考點一原電池及其工作原理 考點二原電池原理的 四 個基本應用 探究高考明確考向 練出高分 考點三化學電源的工作原理 考點四鹽橋原電池的專題突破 知識梳理 遞進題組 考點一原電池及其工作原理 知識梳理 1 概念和反應本質(zhì)原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其反應本質(zhì)是 2 工作原理以銅鋅原電池為例 氧化 還原反應 1 反應原理 氧化反應 還原反應 正 負 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu 2 兩個裝置的比較裝置 中還原劑Zn與氧化劑Cu2 直接接觸 易造成能量損耗 裝置 鹽橋原電池中 還原劑在負極區(qū) 而氧化劑在正極區(qū) 能避免能量損耗 3 原電池的構(gòu)成條件 1 一看反應 看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生 一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應 2 二看兩電極 一般是活潑性不同的兩電極 3 三看是否形成閉合回路 形成閉合回路需三個條件 電解質(zhì)溶液 兩電極直接或間接接觸 兩電極插入電解質(zhì)溶液中 深度思考 判斷正誤 正確的劃 錯誤的劃 1 在原電池中 發(fā)生氧化反應的一極一定是負極 2 在原電池中 負極材料的活潑性一定比正極材料強 3 在原電池中 正極本身一定不參與電極反應 負極本身一定要發(fā)生氧化反應 4 其他條件均相同 帶有 鹽橋 的原電池比不帶 鹽橋 的原電池電流持續(xù)時間長 遞進題組 題組一原電池工作原理的考查 1 下面裝置中 能構(gòu)成原電池的是 填序號 答案 2 有關(guān)電化學知識的描述正確的是 A CaO H2O Ca OH 2 可以放出大量的熱 故可把該反應設(shè)計成原電池 把其中的化學能轉(zhuǎn)化為電能B 某原電池反應為Cu 2AgNO3 Cu NO3 2 2Ag 裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C 原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D 從理論上講 任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設(shè)計成原電池 解析CaO H2O Ca OH 2不是氧化還原反應 KCl和AgNO3反應生成AgCl沉淀易阻止原電池反應的發(fā)生 作電極的不一定是金屬 如石墨棒也可作電極 答案D 反思歸納 規(guī)避原電池工作原理的4個失分點1 原電池閉合回路的形成有多種方式 可以是導線連接兩個電極 也可以是兩電極相接觸 2 只有放熱的氧化還原反應才能通過設(shè)計成原電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能 3 電解質(zhì)溶液中陰 陽離子的定向移動 與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路 4 無論在原電池還是在電解池中 電子均不能通過電解質(zhì)溶液 題組二原電池正 負極的判斷 3 下列有關(guān)原電池的說法中正確的是 A 在內(nèi)電路中 電子由正極流向負極B 在原電池中 相對較活潑的金屬作負極 不活潑的金屬作正極C 原電池工作時 正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D 原電池工作時 可能會伴隨著熱能變化 解析A項 內(nèi)電路中不存在電子的移動 B項 若是由鋁 鎂 氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池 則負極是鋁 C項 若是由鋅 銅 硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池 則正極表面析出銅 沒有氣泡產(chǎn)生 答案D 4 分析如圖所示的四個原電池裝置 其中結(jié)論正確的是 A 中Mg作負極 中Fe作負極B 中Mg作正極 電極反應式為6H2O 6e 6OH 3H2 C 中Fe作負極 電極反應式為Fe 2e Fe2 D 中Cu作正極 電極反應式為2H 2e H2 解析 中Mg不與NaOH溶液反應 而Al能和NaOH溶液反應失去電子 故Al是負極 中Fe在濃硝酸中鈍化 Cu和濃HNO3反應失去電子作負極 A C錯 中電池總反應為2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 負極反應式為2Al 8OH 6e 2AlO 4H2O 二者相減得到正極反應式為6H2O 6e 6OH 3H2 B正確 中Cu是正極 電極反應式為O2 2H2O 4e 4OH D錯 答案B 原電池正 負極判斷方法 歸納總結(jié) 說明原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關(guān) 也與電解質(zhì)溶液有關(guān) 不要形成活潑電極一定作負極的思維定勢 考點二原電池原理的 四 個基本應用 遞進題組 知識梳理 1 用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池而得到保護 例如 要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等 可用導線將其與一塊鋅塊相連 使鋅作原電池的負極 2 設(shè)計制作化學電源 1 首先將氧化還原反應分成兩個半反應 2 根據(jù)原電池的反應特點 結(jié)合兩個半反應找出正 負極材料和電解質(zhì)溶液 知識梳理 正極 3 比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時 一般作的金屬比作的金屬活潑 4 加快氧化還原反應的速率一個進行的氧化還原反應 設(shè)計成原電池時反應速率 例如 在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應速率加快 負極 正極 自發(fā) 增大 深度思考 1 電工經(jīng)常說的一句口頭禪 鋁接銅 瞎糊弄 所以電工操作上規(guī)定不能把銅導線與鋁導線連接在一起使用 試說明原因 銅 鋁接觸在潮濕的環(huán)境中形成原電池 加快了鋁 的腐蝕 易造成電路斷路 2 將等質(zhì)量的兩份鋅粉a b分別加入過量的稀硫酸 同時向a中加入少量的CuSO4溶液 請畫出產(chǎn)生H2的體積V L 與時間t min 的關(guān)系圖像 答案 1 將上面2題中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液 其他條件不變 請畫出產(chǎn)生H2的體積V L 與時間t min 的關(guān)系圖像 答案 一思兩變 2 將過量的兩份鋅粉a b分別加入定量的稀硫酸 同時向a中加入少量的CuSO4溶液 請畫出產(chǎn)生H2的體積V L 與時間t min 的關(guān)系圖像 答案 改變Zn與H 反應速率的方法1 加入Cu或CuSO4 形成原電池 加快反應速率 加入Cu不影響Zn的量 但加入CuSO4 Zn的量減少 是否影響產(chǎn)生H2的量 應根據(jù)Zn H 的相對量多少判斷 2 加入強堿弱酸鹽 由于弱酸根與H 反應 使c H 減小 反應速率減小 但不影響生成H2的量 反思歸納 遞進題組 題組一判斷金屬的活潑性 1 有A B C D E五塊金屬片 進行如下實驗 A B用導線相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 A極為負極 C D用導線相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 電流由D 導線 C A C相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 C極產(chǎn)生大量氣泡 B D相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 D極發(fā)生氧化反應 用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液 E先析出 據(jù)此 判斷五種金屬的活動性順序是 A A B C D EB A C D B EC C A B D ED B D C A E解析金屬與稀H2SO4溶液組成原電池 活潑金屬為負極 失去電子發(fā)生氧化反應 較不活潑的金屬為正極 H 在正極電極表面得到電子生成H2 電子運動方向由負極 正極 電流方向則由正極 負極 在題述原電池中 A B原電池 A為負極 C D原電池 C為負極 A C原電池 A為負極 B D原電池 D為負極 E先析出 E不活潑 綜上可知 金屬活動性順序 A C D B E 答案B 2 有A B C D四種金屬 做如下實驗 將A與B用導線連接起來 浸入電解質(zhì)溶液中 B不易腐蝕 將A D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中 D比A反應劇烈 將銅浸入B的鹽溶液里 無明顯變化 如果把銅浸入C的鹽溶液里 有金屬C析出 據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是 A A B C DB C D A BC D A B CD A B D C 解析 A與B用導線連接后浸入電解質(zhì)溶液中會構(gòu)成原電池 B不易腐蝕 說明B為原電池的正極 金屬活動性A B A D與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應 D比A反應劇烈 金屬活動性D A 根據(jù)置換反應規(guī)律 Cu不能置換出B 說明金屬活動性B Cu Cu能置換出C 說明金屬活動性Cu C 則四種金屬活動性的排列順序是D A B C 答案C 比較金屬活潑性的 三種方法 1 根據(jù)原電池 一般情況下 負極大于正極 2 根據(jù)電解池 易得電子的金屬陽離子 相應金屬的活動性較弱 3 根據(jù)金屬活動性順序表 反思歸納 題組二設(shè)計原電池 畫出裝置圖3 請運用原電池原理設(shè)計實驗 驗證Cu2 Fe3 氧化性的強弱 請寫出電極反應式 負極 正極 并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖 要求用燒杯和鹽橋 并標出外電路電子流向 Cu 2e Cu2 2Fe3 2e 2Fe2 裝置圖 常見失分點提示1 不注明電極材料名稱或元素符號 2 不畫出電解質(zhì)溶液 或畫出但不標注 3 誤把鹽橋畫成導線 4 不能連成閉合回路 反思歸納 考點三化學電源的工作原理 遞進題組 知識梳理 知識梳理 1 日常生活中的三種電池 1 堿性鋅錳干電池 一次電池正極反應 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 負極反應 總反應 Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 Zn 2OH 2e Zn OH 2 2 鋅銀電池 一次電池負極反應 Zn 2OH 2e Zn OH 2 正極反應 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 總反應 Zn Ag2O H2O Zn OH 2 2Ag 3 二次電池 可充電電池 鉛蓄電池是最常見的二次電池 負極材料是 正極材料是 放電時的反應a 負極反應 b 正極反應 c 總反應 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 充電時的反應a 陰極反應 b 陽極反應 c 總反應 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4 2 高效 環(huán)境友好 的燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池 可分酸性和堿性兩種 2H2 4OH 4e 4H2O O2 4e 4H 2H2O 1 可充電電池充電時電極與外接電源的正 負極如何連接 深度思考 答案 2 1 氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時 工作一段時間后 電解質(zhì)溶液的濃度將 溶液的pH 填 減小 增大 或 不變 2 氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時 工作一段時間后 電解質(zhì)溶液的濃度將 溶液的pH 填 減小 增大 或 不變 減小增大 減小 減小 遞進題組 題組一判斷正 負極 書寫化學電源電極反應式 1 Li SOCl2電池可用于心臟起搏器 該電池的電極材料分別為鋰和碳 電解液是LiAl Cl4 SOCl2 電池的總反應可表示為4Li 2SOCl2 4LiCl S SO2 請回答下列問題 1 電池的負極材料為 發(fā)生的電極反應為 解析分析反應的化合價變化 可知Li失電子 被氧化 為還原劑 SOCl2得電子 被還原 為氧化劑 負極材料為Li 還原劑 4Li 4e 4Li 鋰 4Li 4e 4Li 2 電池正極發(fā)生的電極反應為 解析正極反應式可由總反應式減去負極反應式得到 2SOCl2 4e 4Cl S SO2 2SOCl2 4e 4Cl S SO2 2 Mg AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池 電池反應方程式為2AgCl Mg Mg2 2Ag 2Cl 試書寫該電池的正 負極電極反應式 答案負極 Mg 2e Mg2 正極 2AgCl 2e 2Ag 2Cl 3 鋁 空氣海水電池 以鋁板為負極 鉑網(wǎng)為正極 海水為電解質(zhì)溶液 空氣中的氧氣與鋁反應產(chǎn)生電流 電池總反應為4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3負極 正極 4Al 12e 4Al3 3O2 6H2O 12e 12OH 化學電源中電極反應式書寫的一般步驟 加減法 書寫電極反應式1 先確定原電池的正 負極 列出正 負極上的反應物質(zhì) 并標出相同數(shù)目電子的得失 2 注意負極反應生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存 若不共存 則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應寫入負極反應式 思維模型 若正極上的反應物質(zhì)是O2 且電解質(zhì)溶液為中性或堿性 則水必須寫入正極反應式中 且O2生成OH 若電解質(zhì)溶液為酸性 則H 必須寫入正極反應式中 O2生成水 3 正 負極反應式相加得到電池反應的總反應式 若已知電池反應的總反應式 可先寫出較易書寫的一極的電極反應式 然后在電子守恒的基礎(chǔ)上 總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式 即得到較難寫出的另一極的電極反應式 題組二 一池多變 的燃料電池 4 以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反應式的書寫 1 酸性介質(zhì) 如H2SO4 負極 正極 總反應式 CH4 8e 2H2O CO2 8H 2O2 8e 8H 4H2OCH4 2O2 CO2 2H2O 2 堿性介質(zhì) 如KOH 負極 正極 總反應式 3 固體電解質(zhì) 高溫下能傳導O2 負極 正極 總反應式 2O2 8e 4H2O 8OH CH4 8e 4O2 CO2 2H2O2O2 8e 4O2 CH4 2O2 CO2 2H2O 4 熔融碳酸鹽 如熔融K2CO3 環(huán)境下負極 正極 總反應式 CH4 2O2 CO2 2H2O 熟記 離子趨向 抓住 電荷守恒 熟練書寫燃料電池電極反應式1 陽離子趨向正極 在正極上參與反應 在負極上生成 如H 陰離子趨向負極 在負極上參與反應 在正極上生成 如 OH O2 CO 2 ne 是正電荷 ne 是負電荷 依據(jù)電荷守恒配平其他物質(zhì)的系數(shù) 3 電池總反應式 正極反應式 負極反應式 思維模型 題組三 久考不衰 的可逆電池5 一種碳納米管能夠吸附氫氣 可作二次電池 如下圖所示 的碳電極 該電池的電解質(zhì)溶液為6mol L 1的KOH溶液 1 寫出放電時的正 負極電極反應式 答案負極 H2 2e 2OH 2H2O正極 2NiO OH 2H2O 2e 2Ni OH 2 2OH 2 寫出充電時的陰 陽極電極反應式 答案陰極 2H2O 2e H2 2OH 陽極 2Ni OH 2 2OH 2e 2NiO OH 2H2O 技巧點撥負極與陰極顛倒 正極與陽極顛倒 即得各自電極反應式 返回 考點四鹽橋原電池的專題突破 遞進題組 知識梳理 知識梳理 1 鹽橋的組成和作用 1 鹽橋中裝有飽和的KCl KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍 2 鹽橋的作用 連接內(nèi)電路 形成閉合回路 平衡電荷 使原電池不斷產(chǎn)生電流 2 單池原電池和鹽橋原電池的對比 圖1和圖2兩裝置的相同點 正負極 電極反應 總反應 反應現(xiàn)象 負極 Zn 2e Zn2 正極 Cu2 2e Cu總反應 Zn Cu2 Cu Zn2 不同點 圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2 會有一部分Zn與Cu2 直接反應 該裝置中既有化學能和電能的轉(zhuǎn)化 又有一部分化學能轉(zhuǎn)化成了熱能 裝置的溫度會升高 圖2中Zn和CuSO4溶液分別在兩個池子中 Zn與Cu2 不直接接觸 不存在Zn與Cu2 直接反應的過程 所以僅是化學能轉(zhuǎn)化成了電能 電流穩(wěn)定 且持續(xù)時間長 關(guān)鍵點 鹽橋原電池中 還原劑在負極區(qū) 而氧化劑在正極區(qū) 1 能用金屬代替鹽橋嗎 答案不可以 在電路接通的情況下 這個鹽橋只是整個回路的一部分 隨時要保持電中性 瓊膠作為鹽橋因其中含有兩種離子 可以與溶液中的離子交換 從而達到傳導電流的目的 而且瓊膠本身可以容納離子在其中運動 若用金屬代替鹽橋 電子流向一極后不能直接從另一極得到補充 必然結(jié)果就是向另一極釋放金屬陽離子或者溶液中的金屬陽離子在電子流出的那一極得電子析出金屬 從而降低了整個電池的電勢 所以 只有自由電子是不夠的 應該有一個離子的通道即 鹽橋 深度思考 2 在有鹽橋的銅鋅原電池中 電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽離子相同 如Zn極對應的是硫酸鋅 能不能是氯化銅或者氯化鈉 答案可以 如果該溶液中溶質(zhì)的陽離子對應的金屬單質(zhì)比電極強的話沒有問題 因為負極區(qū)發(fā)生的反應只是Zn的溶解而已 但是如果比電極弱的話 例如硫酸銅 鋅就會置換出銅 在表面形成原電池 減少供電量 使用鹽橋就是為了避免這種情況 至于電解液要跟電極相同那只是一個做題的技巧 具體問題具體分析就行 遞進題組 題組一根據(jù)裝置明確原理 1 根據(jù)右圖 下列判斷中正確的是 A 燒杯a中的溶液pH降低B 燒杯b中發(fā)生氧化反應C 燒杯a中發(fā)生的反應為2H 2e H2 D 燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl 2e Cl2 解析由題給原電池裝置可知 電子經(jīng)過導線 由Zn電極流向Fe電極 則O2在Fe電極發(fā)生還原反應 O2 2H2O 4e 4OH 燒杯a中c OH 增大 溶液的pH升高 燒杯b中 Zn發(fā)生氧化反應 Zn 2e Zn2 答案B 2 如圖所示 杠桿AB兩端分別掛有體積相同 質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球 調(diào)節(jié)杠桿并使其保持平衡 然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液 一段時間后 下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是 實驗過程中 不考慮兩球的浮力變化 A 杠桿為導體或絕緣體時 均為A端高B端低B 杠桿為導體或絕緣體時 均為A端低B端高C 當杠桿為導體時 A端低B端高D 當杠桿為導體時 A端高B端低 解析當杠桿為導體時 構(gòu)成原電池 Fe作負極 Cu作正極 電極反應式分別為負極 Fe 2e Fe2 正極 Cu2 2e Cu 銅球質(zhì)量增加 鐵球質(zhì)量減少 杠桿A端低B端高 答案C 題組二平衡移動與 鹽橋 作用3 控制適合的條件 將反應2Fe3 2I 2Fe2 I2設(shè)計成如圖所示的原電池 下列判斷不正確的是 A 反應開始時 乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B 反應開始時 甲中石墨電極上Fe3 被還原C 電流表讀數(shù)為零時 反應達到化學平衡狀態(tài)D 電流表讀數(shù)為零后 在甲中溶入FeCl2固體 乙中的石墨電極為負極 解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知 Fe3 得電子變成Fe2 被還原 I 失去電子變成I2被氧化 所以A B正確 電流表讀數(shù)為零時Fe3 得電子速率等于Fe2 失電子速率 反應達到平衡狀態(tài) D項在甲中溶入FeCl2固體 平衡2Fe3 2I 2Fe2 I2向左移動 I2被還原為I 乙中石墨為正極 D不正確 答案D 下列敘述中正確的是 A 甲組操作時 電流表 A 指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B 甲組操作時 溶液顏色變淺C 乙組操作時 C2作正極D 乙組操作時 C1上發(fā)生的電極反應為I2 2e 2I 答案D 1 當氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時 可逆反應達到化學平衡狀態(tài) 電流表指針示數(shù)為零 當電流表指針往相反方向偏轉(zhuǎn) 暗示電路中電子流向相反 說明化學平衡移動方向相反 2 電子流向的分析方法改變條件 平衡移動 平衡移動 電子轉(zhuǎn)移 電子轉(zhuǎn)移 判斷區(qū)域 根據(jù)區(qū)域 判斷流向 根據(jù)流向 判斷電極 反思歸納 探究高考明確考向 全國卷 高考題調(diào)研 各省市高考題調(diào)研 1 2 3 1 2014 新課標全國卷 12 2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述錯誤的是 A a為電池的正極B 電池充電反應為LiMn2O4 Li1 xMn2O4 xLiC 放電時 a極鋰的化合價發(fā)生變化D 放電時 溶液中Li 從b向a遷移 1 2 3 解析圖示所給出的是原電池裝置 A項 由圖示分析 金屬鋰易失電子 由原電池原理可知 含有鋰的一端為原電池的負極 即b為負極 a為正極 故正確 B項 電池充電時為電解池 反應式為原電池反應的逆反應 故正確 1 2 3 C項 放電時 a極為原電池的正極 發(fā)生還原反應的是Mn元素 鋰元素的化合價沒有變化 故不正確 D項 放電時為原電池 鋰離子應向正極 a極 遷移 故正確 答案C 1 2 3 2 2013 新課標全國卷 10 銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑 這是生成了Ag2S的緣故 根據(jù)電化學原理可進行如下處理 在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液 再將變黑的銀器浸入該溶液中 一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去 下列說法正確的是 A 處理過程中銀器一直保持恒重B 銀器為正極 Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C 該過程中總反應為2Al 3Ag2S 6Ag Al2S3D 黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 1 2 3 解析鋁質(zhì)容器 變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置 鋁作負極 變質(zhì)的銀器作正極 負極反應式為Al 3e Al3 正極反應式為Ag2S 2e 2Ag S2 Al3 與S2 在溶液中不能大量共存 能發(fā)生水解相互促進反應2Al3 3S2 6H2O 2Al OH 3 3H2S 故原電池總反應為2Al 3Ag2S 6H2O 6Ag 2Al OH 3 3H2S 故B項正確 C項錯誤 1 2 3 A項 原電池反應是自發(fā)進行的氧化還原反應 銀器中Ag2S被還原成Ag 質(zhì)量減輕 A項錯誤 D項 黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag D項錯誤 答案B 1 2 3 3 2013 新課標全國卷 11 ZEBRA 蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示 電極材料多孔Ni NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔 下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是 A 電池反應中有NaCl生成B 電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C 正極反應為NiCl2 2e Ni 2Cl D 鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動 1 2 3 解析結(jié)合蓄電池裝置圖 利用原電池原理分析相關(guān)問題 A項 負極反應為Na e Na 正極反應為NiCl2 2e Ni 2Cl 故電池反應中有NaCl生成 B項 電池的總反應是金屬鈉還原二價鎳離子 C項 正極上NiCl2發(fā)生還原反應 電極反應為NiCl2 2e Ni 2Cl D項 鈉在負極失電子 被氧化生成Na Na 通過鈉離子導體在兩電極間移動 1 2 3 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2014 天津理綜 6 已知 鋰離子電池的總反應為LixC Li1 xCoO2C LiCoO2鋰硫電池的總反應為2Li SLi2S有關(guān)上述兩種電池說法正確的是 A 鋰離子電池放電時 Li 向負極遷移B 鋰硫電池充電時 鋰電極發(fā)生還原反應C 理論上兩種電池的比能量相同D 右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 1 2 3 4 5 6 7 8 解析鋰離子電池放電時 為原電池 陽離子Li 移向正極 A錯誤 鋰硫電池充電時 為電解池 鋰電極發(fā)生還原反應生成Li B正確 電池的比能量是指參與電極反應的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少 兩種電池材料不同 顯然其比能量不同 C錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 由圖可知 鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2 應為該電池放電完全所得產(chǎn)物 而鋰硫電池的電極材料為Li和S 應為該電池充電完全所得產(chǎn)物 故此時應為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程 D錯誤 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 2 2014 浙江理綜 11 鎳氫電池 NiMH 目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型 NiMH中的M表示儲氫金屬或合金 該電池在充電過程中的總反應方程式是 Ni OH 2 M NiOOH MH已知 6NiOOH NH3 H2O OH 6Ni OH 2 NO下列說法正確的是 1 2 3 4 5 6 7 8 A NiMH電池放電過程中 正極的電極反應式為NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 充電過程中OH 離子從陽極向陰極遷移C 充電過程中陰極的電極反應式 H2O M e MH OH H2O中的H被M還原D NiMH電池中可以用KOH溶液 氨水等作為電解質(zhì)溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 解析A項 放電過程中 NiOOH得電子 化合價降低 發(fā)生還原反應 該項正確 B項 充電過程中發(fā)生電解池反應 OH 從陰極向陽極遷移 該項錯誤 C項 充電過程中 陰極M得到電子 M被還原 H2O中的H化合價沒有發(fā)生變化 該項錯誤 D項 NiMH在KOH溶液 氨水中會發(fā)生氧化還原反應 該項錯誤 答案A 1 2 3 4 5 6 7 8 3 2014 大綱全國卷 9 右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 下列有關(guān)說法不正確的是 A 放電時正極反應為NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 電池的電解液可為KOH溶液C 充電時負極反應為MH OH H2O M e D MH是一類儲氫材料 其氫密度越大 電池的能量密度越高 1 2 3 4 5 6 7 8 解析A項 在原電池的負極發(fā)生的是氧化反應 在原電池的正極發(fā)生的是還原反應 分析化合價的升降 正確 B項 因為該電池為金屬氫化物鎳電池 又有Ni OH 2等產(chǎn)生 因此可用堿性溶液作電解質(zhì)溶液 正確 C項 該反應為放電時的負極反應 錯誤 D項 氫密度越大 單位體積內(nèi)放出的電量越多 電池的能量密度越高 正確 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 4 2014 福建理綜 11 某原電池裝置如圖所示 電池總反應為2Ag Cl2 2AgCl 下列說法正確的是 A 正極反應為AgCl e Ag Cl B 放電時 交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應隨之改變D 當電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時 交換膜左側(cè)溶液中約減少0 02mol離子 1 2 3 4 5 6 7 8 解析根據(jù)電池總反應可以看出Cl2得電子 Ag失電子 所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應 Ag在負極上發(fā)生氧化反應 正極反應為Cl2 2e 2Cl A項錯誤 因為電解質(zhì)溶液為鹽酸 所以負極上Ag失電子生成的Ag 隨即與附近的Cl 反應 B項錯誤 用氯化鈉代替鹽酸后 電極反應不發(fā)生改變 C項錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 當電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時 負極生成0 01molAg 由于Ag Cl AgCl 所以消耗0 01molCl 由于電荷守恒 同時有0 01molH 通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移至右側(cè)溶液中 D項正確 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 5 2013 江蘇 1 燃料電池能有效提高能源利用率 具有廣泛的應用前景 下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料 其中最環(huán)保的是 A 甲醇B 天然氣C 液化石油氣D 氫氣解析甲醇 天然氣 CH4 液化石油氣 氣態(tài)烴 燃燒均生成CO2和H2O CO2會造成溫室效應 氫氣燃燒只生成H2O 因此最環(huán)保的是氫氣 D項正確 D 1 2 3 4 5 6 7 8 6 2013 江蘇 9 Mg H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器 該電池以海水為電解質(zhì)溶液 示意圖如下 該電池工作時 下列說法正確的是 A Mg電極是該電池的正極B H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應C 石墨電極附近溶液的pH增大D 溶液中Cl 向正極移動 1 2 3 4 5 6 7 8 解析Mg H2O2 海水電池 活潑金屬 Mg 作負極 發(fā)生氧化反應 Mg 2e Mg2 H2O2在正極 石墨電極 發(fā)生還原反應 H2O2 2e 2OH 由于電解質(zhì)為中性溶液 則生成OH A B項錯誤 C項正確 原電池電解質(zhì)溶液中Cl 向負極移動 D項錯誤 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 7 2013 安徽理綜 10 熱激活電池可用作火箭 導彈的工作電源 一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示 其中作為電解質(zhì)的無水LiCl KCl混合物受熱熔融后 電池即可瞬間輸出電能 該電池總反應為PbSO4 2LiCl Ca CaCl2 Li2SO4 Pb 下列有關(guān)說法正確的是 1 2 3 4 5 6 7 8 A 正極反應式 Ca 2Cl 2e CaCl2B 放電過程中 Li 向負極移動C 每轉(zhuǎn)移0 1mol電子 理論上生成20 7gPbD 常溫時 在正負極間接上電流表或檢流計 指針不偏轉(zhuǎn)解析正極應得到電子發(fā)生還原反應 A錯誤 放電時為原電池 陽離子移向正極 B錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 每轉(zhuǎn)移0 1mol電子 根據(jù)電子守恒 應生成0 05molPb 質(zhì)量為10 35g C錯誤 常溫下 電解質(zhì)不能熔融形成自由移動的離子 所以不能導電 故指針不偏轉(zhuǎn) D正確 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 8 2013 高考試題組合 1 2013 廣東理綜 33 2 3 能量之間可相互轉(zhuǎn)化 電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學能 而原電池可將化學能轉(zhuǎn)化為電能 設(shè)計兩種類型的原電池 探究其能量轉(zhuǎn)化效率 限選材料 ZnSO4 aq FeSO4 aq CuSO4 aq 銅片 鐵片 鋅片和導線 完成原電池甲的裝置示意圖 見右圖 并作相應標注 要求 在同一燒杯中 電極與溶液含相同的金屬元素 1 2 3 4 5 6 7 8 以銅片為電極之一 CuSO4 aq 為電解質(zhì)溶液 只在一個燒杯中組裝原電池乙 工作一段時間后 可觀察到負極 甲乙兩種原電池可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能的是 其原因是 根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法原理 為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕 在上述的材料中應選 作陽極 1 2 3 4 5 6 7 8 解析 根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得 a 若用Zn Cu CuSO4 aq ZnSO4 aq 組成原電池 Zn作負極 Cu作正極 Zn插入到ZnSO4 aq 中 Cu插入到CuSO4 aq 中 b 若用Fe Cu FeSO4 aq CuSO4 aq 組成原電池 Fe作負極 Cu作正極 Fe插入到FeSO4 aq 中 Cu插入到CuSO4 aq 中 c 注意 畫圖時要注意電極名稱 電極材料 電解質(zhì)溶液名稱 或化學式 并形成閉合回路 1 2 3 4 5 6 7 8 由于金屬活動性Zn Fe Cu 鋅片或鐵片作負極 由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸 工作一段時間后 負極逐漸溶解 表面有紅色固體析出 帶有鹽橋的甲原電池中負極沒有和CuSO4溶液直接接觸 二者不會直接發(fā)生置換反應 化學能不會轉(zhuǎn)化為熱能 而是幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能 而原電池乙中的負極與CuSO4溶液直接接觸 兩者會發(fā)生置換反應 部分化學能轉(zhuǎn)化為熱能 化學能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能 1 2 3 4 5 6 7 8 由犧牲陽極的陰極保護法可得 鐵片作正極 陰極 時被保護 作負極 陽極 時被腐蝕 所以應選擇比鐵片更活潑的鋅作負極 陽極 才能有效地保護鐵不被腐蝕 答案 或其他合理答案 1 2 3 4 5 6 7 8 電極逐漸溶解 表面有紅色固體析出 甲在甲裝置中 負極不和Cu2 接觸 避免了Cu2 直接與負極發(fā)生反應而使化學能轉(zhuǎn)化為熱能 鋅片 1 2 3 4 5 6 7 8 2 2013 北京理綜 26 4 通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量 其工作原理示意圖如下 1 2 3 4 5 6 7 8 Pt電極上發(fā)生的是 反應 填 氧化 或 還原 寫出NiO電極的電極反應式 解析由圖示可知原電池發(fā)生反應為2NO O2 2NO2 NO為還原劑 O2為氧化劑 O2在Pt電極得電子發(fā)生還原反應 O2 4e 2O2 NO在NiO電極上失電子發(fā)生氧化反應 NO O2 2e NO2 答案 還原 NO O2 2e NO2 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān) 也與電解質(zhì)溶液有關(guān) 下列說法中不正確的是 A 由Al Cu 稀H2SO4組成的原電池 負極反應式為Al 3e Al3 B 由Mg Al NaOH溶液組成的原電池 負極反應式為Al 3e 4OH AlO 2H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 由Fe Cu FeCl3溶液組成的原電池 負極反應式為Cu 2e Cu2 D 由Al Cu 濃硝酸組成的原電池 負極反應式為Cu 2e Cu2 解析由Fe Cu FeCl3溶液組成的原電池 負極材料是Fe 反應式為Fe 2e Fe2 C錯 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 鉛酸蓄電池是目前應用普遍的化學電池 新型液流式鉛酸蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì) 電池總反應 Pb PbO2 4H 2Pb2 2H2O下列有關(guān)新型液流式鉛酸蓄電池的說法不正確的是 A 放電時 蓄電池由化學能轉(zhuǎn)化為電能B 充放電時 溶液的導電能力變化不大C 放電時的負極反應式為Pb 2e Pb2 D 充電時的陽極反應式為Pb2 4OH 2e PbO2 2H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析放電時電極反應式為負極 Pb 2e Pb2 正極 PbO2 2e 4H Pb2 2H2O充電時電極反應式為陰極 Pb2 2e Pb陽極 Pb2 2H2O 2e PbO2 4H 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 放電時消耗4個H 而產(chǎn)生2個Pb2 充電時 消耗2個Pb2 但產(chǎn)生4個H 所以充放電時 溶液的導電能力變化不大 B正確 D錯誤 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 由于具有超低耗電量 壽命長的特點 LED產(chǎn)品越來越受人歡迎 如圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的裝置 下列有關(guān)敘述正確的是 A a處通入氧氣 b處通入氫氣B 該裝置中只涉及兩種形式的能量轉(zhuǎn)化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 電池正極電極反應式為O2 2H2O 4e 4OH D P 型半導體連接的是電池負極解析根據(jù)電子移向 a處應通H2 b處應通O2 A錯誤 在該裝置中化學能轉(zhuǎn)化為電能 電能轉(zhuǎn)化為光能 熱能等 B錯誤 P 型半導體連接的是電池正極 D錯誤 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4 某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3 K2CO3為電解質(zhì) 以CH4為燃料時 該電池工作原理見下圖 下列說法正確的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析電極反應式為 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 答案D 5 鋰空氣電池作為新一代大容量電池而備受矚目 其工作原理如圖所示 下列有關(guān)鋰空氣電池的說法不正確的是 A 隨著電極反應的不斷進行 正極附近的電解液pH不斷升高B 若把堿性電解液換成固體氧化物電解質(zhì) 則正極會因為生成Li2O而引起碳孔堵塞 不利于正極空氣的吸附 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 放電時 當有22 4LO2 標準狀況下 被還原時 溶液中有4molLi 從左槽移動到右槽D 鋰空氣電池又稱作 鋰燃料電池 其總反應方程式為4Li O2 2Li2O解析電極反應式為負極 4Li 4e 4Li 正極 O2 4e 2H2O 4OH 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A項 根據(jù)正極反應可以判斷該項正確 B項 固體氧化物能傳導O2 然后和負極生成的Li 反應生成Li2O而造成堵塞 正確 C項 根據(jù)兩個電極反應式可以判斷該項正確 D項應為4Li O2 2H2O 4LiOH 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6 利用反應6NO2 8NH3 7N2 12H2O構(gòu)成電池的方法 既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放 減輕環(huán)境污染 又能充分利用化學能 裝置如圖所示 下列說法不正確的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 電流從右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極B 為使電池持續(xù)放電 離子交換膜需選用陰離子交換膜C 電極A極反應式為2NH3 6e N2 6H D 當有4 48LNO2 標準狀況 被處理時 轉(zhuǎn)移電子為0 8mol解析電極反應式為負極 8NH3 24e 24OH 4N2 24H2O正極 6NO2 24e 12H2O 3N2 24OH 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 因為為堿性介質(zhì) 所以應選用陰離子交換膜 C項 應生成H2O 錯誤 D項 根據(jù)正極反應式轉(zhuǎn)移電子為 24 0 8mol 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7 液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小 無需氣體存儲裝置等優(yōu)點 一種以肼 N2H4 為燃料的電池裝置如圖所示 該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑 KOH作為電解質(zhì) 下列關(guān)于該燃料電池的敘述不正確的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 電流從右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極B 負極發(fā)生的電極反應式為N2H4 4OH 4e N2 4H2OC 該燃料電池的電極材料應采用多孔導電材料 以提高電極反應物質(zhì)在電極表面的吸附量 并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸D 該燃料電池持續(xù)放電時 K 從負極向正極遷移 因而離子交換膜需選用陽離子交換膜 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析根據(jù)圖示 電極反應式為負極 N2H4 4e 4OH N2 4H2O正極 O2 4e 2H2O 4OH D項 燃料電池持續(xù)放電時 OH 從正極區(qū)移向負極區(qū) 所以應選用陰離子交換膜 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8 銀制器皿表面日久因生成Ag2S而變黑 可進行如下處理 將表面發(fā)黑的銀器浸入盛有食鹽水的鋁質(zhì)容器中 如圖 一段時間后黑色褪去 有關(guān)說法正確的是 A 該處理過程中電能轉(zhuǎn)化為化學能B 銀器為正極 Ag2S還原為單質(zhì)銀C Ag2S溶解于食鹽水生成了AgClD 鋁質(zhì)容器為陽極 其質(zhì)量變輕 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析A項該處理過程是構(gòu)成了原電池裝置 是把化學能轉(zhuǎn)化為電能 A D都錯誤 由于鋁比較活潑 作負極 銀器為正極 Ag2S還原為單質(zhì)銀 B正確 C錯誤 答案B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9 1 鐵是用途最廣的金屬材料之一 但生鐵易生銹 請討論電化學實驗中有關(guān)鐵的性質(zhì) 某原電池裝置如圖所示 如圖右側(cè)燒杯中的電極反應式為 左側(cè)燒杯中的c Cl 填 增大 減小 或 不變 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 已知下圖甲 乙兩池的總反應式均為Fe H2SO4 FeSO4 H2 且在同側(cè)電極 指均在 左電極 或 右電極 產(chǎn)生H2 請在兩池上標出電極材料 填 Fe 或 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析 原電池反應中Fe作負極 石墨棒作正極 右側(cè)燒杯中電極反應式為2H 2e H2 由于平衡電荷的需要 鹽橋中的Cl 向負極遷移 故NaCl溶液中c Cl 增大 裝置乙是電解裝置 陰極 右側(cè) 產(chǎn)生H2 同時根據(jù)電池的總反應式可知Fe只能作陽極 左側(cè) 由已知條件知 在裝置甲中 Fe作原電池的負極 在左側(cè) C作原電池的正極 在右側(cè) 答案 2H 2e H2 增大 甲池中 左 Fe 右 C 乙池中 左 Fe 右 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 用高鐵 酸鹽設(shè)計的高鐵 電池是一種新型可充電電池 電解質(zhì)溶液為KOH溶液 放電時的總反應為3Zn 2K2FeO4 8H2O 3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH 寫出正極反應式 用高鐵 電池作電源 以Fe作陽極 以Cu作陰極 對足量KOH溶液進行電解 當電池中有0 2molK2FeO4反應時 則在電解池中生成H2 L 標準狀況 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析 以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為橋梁建立K2FeO4和H2的物質(zhì)的量的關(guān)系 2K2FeO4 3H2 由此可知生成H20 3mol 在標準狀況下的體積為6 72L 答案 FeO 4H2O 3e Fe OH 3 5OH 6 72 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10 某研究性學習小組根據(jù)反應2KMnO4 10FeSO4 8H2SO4 2MnSO4 5Fe2 SO4 3 K2SO4 8H2O設(shè)計如下原電池 其中甲 乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol L 1 溶液的體積均為200mL 鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 回答下列問題 1 此原電池的正極是石墨 填 a 或 b 發(fā)生 反應 解析根據(jù)題目提供的總反應方程式可知 KMnO4作氧化劑 發(fā)生還原反應 故石墨a是正極 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 a 還原 2 電池工作時 鹽橋中的SO移向 填 甲 或 乙 燒杯 解析電池工作時 SO向負極移動 即向乙燒杯移動 3 兩燒杯中的電極反應式分別為甲 乙 解析甲燒杯中的電極反應式為MnO 5e 8H Mn2 4H2O 乙燒杯中的電極反應式為5Fe2 5e 5Fe3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 乙 5Fe2 5e 5Fe3 4 若不考慮溶液的體積變化 MnSO4濃度變?yōu)? 5mol L 1 則反應中轉(zhuǎn)移的電子為 mol 解析溶液中的MnSO4濃度由1mol L 1變?yōu)? 5mol L 1 由于溶液的體積未變 則反應過程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0 5mol L 1 0 2L 0 1mol 轉(zhuǎn)移的電子為0 1mol 5 0 5mol 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 0 5 11 1 分析如圖所示的四個裝置 請回答下列問題 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 裝置a和b中鋁電極上的電極反應式分別為 裝置c中產(chǎn)生氣泡的電極為 電極 填 鐵 或 銅 裝置d中銅電極上的電極反應式為 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析在稀H2SO4溶液中 鎂比鋁活潑 鋁電極作正極 正極的反應式為2H 2e H2 在NaOH溶液中 鋁比鎂活潑 鋁電極作負極 負極的反應式為Al 3e 4OH AlO 2H2O 在濃硝酸中 鐵被鈍化 鐵電極作正極 正極上發(fā)生NO的還原反應 產(chǎn)生氣泡 裝置d相當于金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕 銅電極作正極 正極的電極反應式為O2 2H2O 4e 4OH 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 答案 2H 2e H2 Al 3e 4OH AlO 2H2O 鐵O2 2H2O 4e 4OH 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 觀察如圖所示的兩個裝置 圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡 圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生 而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體 根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學性質(zhì)為 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析由圖1可知還原性Cr Cu 但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常 結(jié)合稀硝酸的氧化性 不難推測鉻被稀硝酸鈍化 導致活動性降低 答案金屬鉻的活動性比銅的強且能和稀硫酸反應生成H2金屬鉻易被稀硝酸鈍化 12 全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的電池 目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟 下圖是釩電池基本工作原理示意圖 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 請回答下列問題 1 硫酸在電池技術(shù)和實驗室中具有廣泛的應用 在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中 硫酸是 實驗室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸 硫酸的作用是 解析傳統(tǒng)的銅鋅原電池中 鋅與酸反應生成氫氣 故硫酸為電解質(zhì)溶液 硫酸亞鐵容易水解 且水解顯酸性 加入少量硫酸 可以抑制其水解變質(zhì) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 電解質(zhì)溶液 抑制硫酸亞鐵的水解 2 釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子 V2 V3 VO2 VO 為正極和負極電極反應的活性物質(zhì) 電池總反應為VO2 V3 H2OV2 VO 2H 放電時的正極反應式為 充電時的陰極反應式為 放電過程中 電解液的pH 填 升高 降低 或 不變 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析正極反應是還原反應 由電池總反應可知放電時的正極反應為VO 2H e VO2 H2O 充電時 陰極反應為還原反應 故為V3 得電子生成V2 的反應 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 釩電池基本工作原理示意圖中 正極電解液 可能是 填字母 a VO VO2 混合液b V3 V2 混合液c VO溶液d VO2 溶液e V3 溶液f V2 溶液 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 acd 4 能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中 隔膜 的離子是 解析充電和放電過程中 正極電解液與負極電解液不能混合 起平衡電荷作用的是加入的酸 故H 可以通過隔膜 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 H