2019屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第19講 原電池 化學(xué)電源課件.ppt

第19講原電池化學(xué)電源 考綱要求 1 理解原電池的構(gòu)成 工作原理及應(yīng)用 能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式 2 了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理 考點(diǎn)1原電池及其工作原理及應(yīng)用 知識(shí)梳理 1 概念和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其反應(yīng)本質(zhì)是 氧化還原反應(yīng) 2 構(gòu)成條件 自發(fā)進(jìn)行 石墨 電解質(zhì)溶液 3 工作原理 鋅 銅 氧化 還原 鋅 銅 負(fù)極 正極 4 原電池原理的四大應(yīng)用 1 比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí) 一般作極的金屬比作極的金屬活潑 2 加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率 例如 在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快 3 設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 必須是能自發(fā)進(jìn)行且的氧化還原反應(yīng) 正 負(fù)極材料的選擇 根據(jù)氧化還原關(guān)系找出正 負(fù)極材料 一般選擇 的金屬作為 的金屬或可導(dǎo)電的非金屬 如石墨等 作為 負(fù) 正 增大 放熱 活潑 性較強(qiáng) 負(fù)極 活潑性較弱 正極 電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 如溶解于溶液中的空氣 但如果設(shè)計(jì)含有鹽橋的原電池 則兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的 如在Cu Zn構(gòu)成的原電池中 負(fù)極Zn浸泡在含有Zn2 的電解質(zhì)溶液中 而正極Cu浸泡在含有Cu2 的電解質(zhì)溶液中 實(shí)例 根據(jù)Cu 2Ag Cu2 2Ag設(shè)計(jì)原電池 4 用于金屬的防護(hù) 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法 使被保護(hù)的金屬制品作原電池而得到保護(hù) 例如 要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等 可用導(dǎo)線(xiàn)將其與一塊鋅塊相連 使鋅作原電池的負(fù)極 陽(yáng)離子 正極 多維思考 提示 1 2 3 4 5 6 判斷下列說(shuō)法是否正確 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 CaO H2OCa OH 2 可以放出大量的熱 故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池 把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 2 在原電池中 發(fā)生氧化反應(yīng)的電極一定是負(fù)極 3 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(shí)間長(zhǎng) 4 某原電池反應(yīng)為Cu 2AgNO3Cu NO3 2 2Ag 裝置中的鹽橋內(nèi)可以是含瓊脂的KCl飽和溶液 5 因?yàn)殍F的活潑性強(qiáng)于銅 所以將鐵 銅用導(dǎo)線(xiàn)連接后放入濃硝酸中組成原電池 必是鐵作負(fù)極 銅作正極 6 兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極 活潑金屬一定作負(fù)極 提示 7 8 9 10 11 7 原電池工作時(shí) 溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng) 鹽橋中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 8 電工操作中規(guī)定不能把銅導(dǎo)線(xiàn)與鋁導(dǎo)線(xiàn)連接在一起使用 是因?yàn)殂~ 鋁在潮濕的環(huán)境中形成原電池 加快了鋁的腐蝕 易造成斷路 9 鋅與鹽酸反應(yīng)時(shí) 用粗鋅比用純鋅產(chǎn)生H2的速率要快 10 C H2OCO H2可設(shè)計(jì)成原電池 11 將氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池 可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能 考點(diǎn)演練 考向一原電池的工作原理 D 1 關(guān)于原電池的敘述正確的是 A 原電池工作時(shí) 電極上不一定都發(fā)生氧化還原反應(yīng)B 某可逆電池充 放電時(shí)的反應(yīng)式為L(zhǎng)i1 xNiO2 xLiLiNiO2 放電時(shí)此電池的負(fù)極材料是Li1 xNiO2C 鉛 銀和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí) 鉛板上有5 175g鉛溶解 正極上就有1120mL 標(biāo)準(zhǔn)狀況 氣體析出D 在理論上可將反應(yīng)CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 0設(shè)計(jì)成原電池 解析 A中原電池工作時(shí)電極上一定都發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng) B中電池放電時(shí) 負(fù)極材料是Li C中通過(guò)電子守恒計(jì)算知正極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下應(yīng)為560mL 2 2015 天津卷 鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò) 下列有關(guān)敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 電池工作一段時(shí)間后 甲池的c 減小C 電池工作一段時(shí)間后 乙池溶液的總質(zhì)量增加D 陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng) 保持溶液中電荷平衡 C 易錯(cuò)警示規(guī)避原電池工作原理的3個(gè)失分點(diǎn) 1 原電池閉合回路的形成有多種方式 可以是導(dǎo)線(xiàn)連接兩個(gè)電極 也可以是兩電極相接觸 2 電解質(zhì)溶液中陰 陽(yáng)離子的定向移動(dòng) 與導(dǎo)線(xiàn)中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路 3 無(wú)論在原電池還是在電解池中 電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液 考向二原電池的形成條件及正負(fù)極的判斷3 下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是 解析 Cu C與稀硫酸不反應(yīng) A裝置不能構(gòu)成原電池 Al與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng) B裝置能構(gòu)成原電池 C裝置中兩電極相同 不能構(gòu)成原電池 D裝置中缺少鹽橋 B 4 2017 河北滄州一中模擬 分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置 其中結(jié)論正確的是 B 判斷原電池正 負(fù)極的五種方法 方法技巧 注意 原電池的正極和負(fù)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(fù)極的思維定式 考向三原電池原理的應(yīng)用5 導(dǎo)學(xué)號(hào)96656118下列事實(shí)不能用原電池原理解釋的是 A 將鎂粉 鐵粉和食鹽一塊加到水中迅速反應(yīng)放熱B 鐵被鈍化處理后不易被腐蝕C 純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí) 滴入少量CuSO4溶液后反應(yīng)速率加快D 鍍層破損后 鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用 解析 將鎂粉 鐵粉和食鹽一塊加到水中 構(gòu)成原電池裝置 金屬鎂是負(fù)極 鎂和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng) 形成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率 能用原電池原理解釋 A不符合題意 鐵被鈍化后 在金屬表面會(huì)形成一層致密的金屬氧化膜 保護(hù)內(nèi)部金屬不易被腐蝕 不能用原電池原理解釋 B符合題意 純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí) 滴入少量CuSO4溶液后 金屬鋅可以和硫酸銅反應(yīng)置換出銅 Zn Cu 硫酸會(huì)構(gòu)成原電池裝置 Zn為負(fù)極 使得Zn和硫酸的反應(yīng)速率加快 能用原電池原理解釋 C不符合題意 鍍層破損后 鍍鋅鐵和潮濕空氣形成的原電池中 金屬Zn為負(fù)極 Fe為正極 Fe被保護(hù) 鍍錫鐵和潮濕空氣形成的原電池中 金屬Fe為負(fù)極 Sn為正極 Fe被腐蝕速率加快 鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用 能用原電池原理解釋 D不符合題意 B 6 2017 河北衡水模擬 一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn Cu2 Zn2 Cu 該原電池的合理組成是 解析 原電池中 相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng) 不活潑金屬作正極 發(fā)生還原反應(yīng) 所以根據(jù)原電池的總反應(yīng)的離子方程式Zn Cu2 Zn2 Cu知 該原電池中 鋅為負(fù)極 銅為正極 硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液 即選項(xiàng)C正確 C 7 有A B C D四種金屬 做如下實(shí)驗(yàn) 將A與B用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái) 浸入電解質(zhì)溶液中 B不易被腐蝕 將A D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中 D比A反應(yīng)劇烈 將銅浸入B的鹽溶液里 無(wú)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(dòng)性由強(qiáng)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(dǎo)線(xiàn)連接后浸入電解質(zhì)溶液中會(huì)構(gòu)成原電池 B不易被腐蝕 說(shuō)明B為原電池的正極 說(shuō)明金屬活動(dòng)性 A B A D與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng) D比A反應(yīng)劇烈 說(shuō)明金屬活動(dòng)性 D A 根據(jù)置換反應(yīng)規(guī)律 Cu不能置換出B 說(shuō)明金屬活動(dòng)性 B Cu Cu能置換出C 說(shuō)明金屬活動(dòng)性 Cu C 則四種金屬活動(dòng)性的排列順序是D A B C C 考點(diǎn)2三類(lèi)常見(jiàn)的化學(xué)電源 知識(shí)梳理 1 一次電池 2 二次電池鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池 總反應(yīng)為Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 3 燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池 分為酸性和堿性?xún)煞N 多維思考 1 判斷下列說(shuō)法是否正確 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 堿性鋅錳干電池是一次電池 其中MnO2是催化劑 可使鋅錳干電池的比能量高 可儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng) 2 手機(jī) 電腦中使用的鋰電池屬于一次電池 3 鉛蓄電池放電時(shí) 正極與負(fù)極質(zhì)量均增加 提示 1 2 3 4 5 4 若使反應(yīng)Fe 2Fe3 3Fe2 以原電池方式進(jìn)行 可用鋅 鐵作電極材料 5 燃料電池工作時(shí)燃料在電池中燃燒 然后熱能轉(zhuǎn)化為電能 提示 6 7 8 提示 2 可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正 負(fù)極如何連接 考點(diǎn)演練 D 考向一一次電池1 2017 甘肅蘭州模擬 被稱(chēng)為 軟電池 的紙質(zhì)電池 采用一個(gè)薄層紙片 在其一邊鍍鋅 在其另一邊鍍二氧化錳 作為傳導(dǎo)體 在紙內(nèi)的離子 流過(guò) 水和氧化鋅組成的電解液 電池總反應(yīng)為Zn 2MnO2 H2OZnO 2MnO OH 下列說(shuō)法正確的是 A 該電池的正極為鋅B 該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用C 當(dāng)0 1molZn完全溶解時(shí) 流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)約為1 204 1023D 電池正極反應(yīng)式為MnO2 e H2OMnO OH OH 解析 由電池反應(yīng)知 Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià) Zn失電子作負(fù)極 A錯(cuò)誤 該電池中二氧化錳參加反應(yīng)且作氧化劑 B錯(cuò)誤 電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是通過(guò)離子定向移動(dòng)形成電流 C錯(cuò)誤 正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)式為MnO2 e H2OMnO OH OH D正確 2 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LiAlCl4 SOCl2 電池的總反應(yīng)可表示為4Li 2SOCl24LiCl S SO2 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 電池的負(fù)極材料為 發(fā)生的電極反應(yīng)為 2 電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 解析 分析元素的化合價(jià)變化可知 Li被氧化 為還原劑 SOCl2被還原 為氧化劑 1 負(fù)極材料為L(zhǎng)i 還原劑 4Li 4e 4Li 2 正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到 2SOCl2 4e 4Cl S SO2 答案 1 鋰4Li 4e 4Li 2 2SOCl2 4e 4Cl S SO2 考向二二次電池3 2017 山東壽光現(xiàn)代中學(xué)月考 蓄電池是一種可反復(fù)充電 放電的裝置 它放電時(shí)起原電池的作用 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?而充電時(shí)起電解池的作用 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存起來(lái) 某蓄電池充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為Fe NiO2 2H2OFe OH 2 Ni OH 2 關(guān)于此蓄電池有下列說(shuō)法 放電時(shí) NiO2為正極 充電時(shí) 陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe OH 2 2e Fe 2OH 放電時(shí) 電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極方向移動(dòng) 充電時(shí) Ni OH 2的反應(yīng)式為Ni OH 2 2e NiO2 2H 蓄電池的電極必須浸在堿性電解質(zhì)溶液中其中正確的組合是 A B C D D 4 導(dǎo)學(xué)號(hào)96656119某二次電池充 放電的化學(xué)方程式為2K2S2 KI3K2S4 3KI 與其他設(shè)備連接的電路如圖所示 當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)K時(shí) X附近溶液先變紅 則下列說(shuō)法正確的是 C 解析 當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)K時(shí) 下部就是一個(gè)電解池 電解NaCl溶液 X附近溶液先變紅 故H 在X放電 則X是陰極 Y就是陽(yáng)極 由此可知A是負(fù)極 B是正極 A為負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng) 元素的化合價(jià)升高 由該二次電池充 放電的化學(xué)方程式中的元素化合價(jià)的改變來(lái)看 是K2S2在負(fù)極反應(yīng) A B錯(cuò)誤 X極發(fā)生 2H 2e H2 有0 1molK 通過(guò)離子交換膜時(shí)轉(zhuǎn)移電子為0 1mol 生成H2為0 05mol 體積為1 12L C正確 電池充電時(shí) B電極要與外電源的正極相連 電極上發(fā)生氧化反應(yīng) D錯(cuò)誤 易錯(cuò)警示1 二次電池充電時(shí) 電池正極接外接電源正極 負(fù)極接外接電源負(fù)極 2 充電電池是既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 放電 又能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 充電 的一類(lèi)特殊電池 需要注意的是充電 放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng) 3 充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過(guò)程相反 充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)恰與放電時(shí)的正極反應(yīng)相反 充電時(shí)的陰極反應(yīng)恰與放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)相反 考向三燃料電池5 2017 甘肅蘭州模擬 關(guān)于如圖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖的說(shuō)法 微生物促進(jìn)了電子的轉(zhuǎn)移 微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng) 放電過(guò)程中 H 從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū) 正極反應(yīng)式為MnO2 4H 2e Mn2 2H2O 正確的是 C A B C D 解析 在微生物作用下Cm H2O n轉(zhuǎn)化為CO2促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移 正確 微生物在右側(cè) 右側(cè)電極為電源的負(fù)極 所以微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng) 錯(cuò)誤 根據(jù)電流的方向 放電過(guò)程中 H 從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) 錯(cuò)誤 電池左側(cè)為電池的正極區(qū) MnO2在H 條件下發(fā)生得電子反應(yīng) 所以正極反應(yīng)式為MnO2 4H 2e Mn2 2H2O 正確 6 導(dǎo)學(xué)號(hào)96656120NO2 O2和熔融KNO3可制作燃料電池 其原理如圖所示 該電池在放電過(guò)程中石墨 電極上生成氧化物Y Y可循環(huán)使用 下列說(shuō)法正確的是 C 根據(jù)電極產(chǎn)物判斷燃料電池正 負(fù)極的方法1 在酸性燃料電池中 有H2O生成的是正極 有CO2生成的是負(fù)極 2 在堿性燃料電池中有H2O生成的是負(fù)極 其另一極為正極 3 在熔融鹽或熔融氧化物燃料電池中 生成CO2的是負(fù)極 其另一極為正極 方法規(guī)律 微點(diǎn)突破17電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 電化學(xué)學(xué)習(xí)中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)成為學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的攔路虎 掌握電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)規(guī)律和技巧是學(xué)好電化學(xué)的前提 對(duì)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)歸納如下 1 電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟 類(lèi)似氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě) 2 已知總方程式 書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式 1 書(shū)寫(xiě)步驟 步驟一 寫(xiě)出電池總反應(yīng)式 標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 ne 步驟二 找出正 負(fù)極 失電子的電極 物質(zhì) 為負(fù)極 確定溶液的酸堿性 2 書(shū)寫(xiě)技巧若某電極反應(yīng)式較難寫(xiě)時(shí) 可先寫(xiě)出較易的電極反應(yīng)式 用總反應(yīng)式減去較易的電極反應(yīng)式 即可得出較難寫(xiě)的電極反應(yīng)式 如CH3OCH3 二甲醚 酸性燃料電池中 特別提示 簡(jiǎn)單電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù) 必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同 3 燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)第一步 寫(xiě)出燃料電池反應(yīng)的總反應(yīng)式燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致 若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng) 如甲烷燃料電池 電解質(zhì)溶液為NaOH溶液 的反應(yīng)式為 第二步 寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式根據(jù)燃料電池的特點(diǎn) 一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是O2 隨著電解質(zhì)溶液的不同 其電極反應(yīng)式有所不同 大致有以下四種情況 1 酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式 第三步 根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式 寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式電池反應(yīng)的總反應(yīng)式 電池正極反應(yīng)式 電池負(fù)極反應(yīng)式 因?yàn)镺2不是負(fù)極反應(yīng)物 因此兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)要徹底消除O2 題組鞏固 1 導(dǎo)學(xué)號(hào)96656121 1 分析如圖所示的三個(gè)裝置 回答下列問(wèn)題 裝置a中鋁電極上的電極反應(yīng)式為 裝置b中產(chǎn)生氣泡的電極為 填 鐵 或 銅 電極 裝置c中銅電極上的電極反應(yīng)式為 2 燃料電池是一種高效低污染的新型電池 燃料電池所用燃料可以是氫氣 也可以是其他燃料 如甲烷 肼等 如圖是甲烷燃料電池原理示意圖 回答下列問(wèn)題 電池的負(fù)極是 填 a 或 b 電極 該極的電極反應(yīng)式為 電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH 填 增大 減小 或 不變 由于反應(yīng)后產(chǎn)生Na2CO3 即電池工作過(guò)程中消耗OH 因此電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH減小 3 肼分子 H2N NH2 可以在氧氣中燃燒生成氮?dú)夂退?利用肼 氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池 請(qǐng)寫(xiě)出該電池的負(fù)極反應(yīng)式 2 如圖所示 是原電池的裝置圖 請(qǐng)回答 1 若C為稀H2SO4溶液 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B電極材料為Fe且作負(fù)極 則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將 填 升高 降低 或 基本不變 解析 1 鐵作負(fù)極 則該原電池反應(yīng)是鐵與稀硫酸置換氫氣的反應(yīng) 所以正極反應(yīng)是氫離子得電子生成氫氣 電極反應(yīng)式為2H 2e H2 溶液中氫離子放電 導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小 pH升高 答案 1 2H 2e H2 升高 2 若需將反應(yīng) Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置 則A 負(fù)極 極材料為 B 正極 極材料為 溶液C為 3 若C為CuCl2溶液 Zn是極 Cu極發(fā)生反應(yīng) 電極反應(yīng)為 反應(yīng)過(guò)程溶液中c Cu2 填 變大 變小 或 不變 解析 2 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 設(shè)計(jì)成如題圖所示的原電池裝置 根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型判斷 Cu發(fā)生氧化反應(yīng) 作原電池的負(fù)極 所以A極材料是Cu B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨 Ag等即可 溶液C中含有Fe3 如FeCl3溶液 3 Zn比較活潑 在原電池中作負(fù)極 Cu作正極 正極發(fā)生還原反應(yīng) Cu2 在正極得到電子變成Cu 電極反應(yīng)為Cu2 2e Cu Cu2 發(fā)生了反應(yīng) 則c Cu2 變小 答案 2 Cu石墨FeCl3溶液 3 負(fù)還原Cu2 2e Cu變小 4 CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH CH3OH可作為燃料使用 用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下 解析 4 根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極 是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng) CH3OH 6e H2OCO2 6H 線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)消耗氧氣0 5mol 標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11 2L 電池總反應(yīng)為2CH3OH 3O22CO2 4H2O 則c電極是 填 正極 或 負(fù)極 c電極的反應(yīng)方程式為 若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子 則上述CH3OH燃料電池 消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng) 答案 4 負(fù)極CH3OH 6e H2OCO2 6H 11 2 氫氧燃料電池在四種常見(jiàn)介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié) 方法技巧 微點(diǎn)突破18新型電源裝置圖的分析方法 高考中的新型電池 有二次電池 如 氫鎳電池 高鐵電池 鋰離子電池 全固態(tài)鋰硫電池 等 燃料電池 如 新型細(xì)菌燃料電池 鋅 空氣燃料電池 等 能源危機(jī)是整個(gè)世界都在關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題 而化學(xué)電源能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的互變 因此 特別是帶新型電源裝置圖的有關(guān)問(wèn)題 成了全國(guó)各地高考的 寵兒 解答本類(lèi)題目的關(guān)鍵是 正確地理解所給裝置圖信息 有的裝置圖給出了兩極材料 可以根據(jù)兩極材料的活潑性或者性質(zhì) 結(jié)合所給總反應(yīng)或者某一極電極反應(yīng)判斷出兩極 正確理解箭頭 用箭頭指向電極的為反應(yīng)物 遠(yuǎn)離電極的為生成物 有的直接標(biāo)出了電子的流向或者原電池的正負(fù)極 可根據(jù)原電池原理寫(xiě)出電極反應(yīng) 有的給出了離子交換膜 明確原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 陰離子向負(fù)極移動(dòng) 一般傳導(dǎo)的這種離子 要在一個(gè)電極產(chǎn)生 在另一電極消耗 可有助于正確地書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng) 題組鞏固 1 2017 福建廈門(mén)一中月考 交通運(yùn)輸部在南海華陽(yáng)礁舉行華陽(yáng)燈塔和赤瓜燈塔竣工發(fā)光儀式 宣布兩座大型多功能燈塔正式發(fā)光并投入使用 燈塔可用鎂海水電池提供能源 其裝置如圖所示 下列有關(guān)海水電池的說(shuō)法正確的是 A X可為鐵 銅 石墨等電極B 每轉(zhuǎn)移2mol電子 2molH 由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移C 正極的電極反應(yīng)式為H2O2 2e 2H 2H2OD 該電池能將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能 C 解析 該海水電池的負(fù)極材料是金屬鎂 正極X的材料的金屬活潑性比金屬鎂的差 但不能是可以和雙氧水反應(yīng)的金屬鐵等物質(zhì) 故A錯(cuò)誤 陽(yáng)離子會(huì)移向正極 即每轉(zhuǎn)移2mol電子 有2molH 由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移 故B錯(cuò)誤 原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng) H2O2 2e 2H 2H2O 故C正確 該電池能將化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化成電能 部分轉(zhuǎn)化為熱能 故D錯(cuò)誤 2 2018 湖北恩施月考 據(jù)報(bào)道 以硼氫化合物NaBH4 B元素的化合價(jià)為 3價(jià) 和H2O2作原料的燃料電池 其負(fù)極材料采用Pt C 正極材料采用MnO2 可用作空軍通信衛(wèi)星電源 其工作原理如圖所示 下列說(shuō)法正確的是 A 該電池的負(fù)極反應(yīng)為 8OH 8e 6H2OB 電池放電時(shí)Na 從b極區(qū)移向a極區(qū)C 每消耗3molH2O2 轉(zhuǎn)移的電子為3molD 電極a采用MnO2作電極材料 A B 真題體驗(yàn)感悟考法 明確考向 考向一新型化學(xué)電源1 2017 全國(guó) 卷 11 全固態(tài)鋰硫電池能量密度高 成本低 其工作原理如圖所示 其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料 電池反應(yīng)為 16Li xS88Li2Sx 2 x 8 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 電池工作時(shí) 正極可發(fā)生反應(yīng) 2Li2S6 2Li 2e 3Li2S4B 電池工作時(shí) 外電路中流過(guò)0 02mol電子 負(fù)極材料減重0 14gC 石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D 電池充電時(shí)間越長(zhǎng) 電池中Li2S2的量越多 D B 3 2014 全國(guó) 卷 12 2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述錯(cuò)誤的是 A a為電池的正極B 電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4Li1 xMn2O4 xLiC 放電時(shí) a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D 放電時(shí) 溶液中Li 從b向a遷移 C 解析 根據(jù)原電池中金屬性較強(qiáng)的材料作負(fù)極 可知b為電池的負(fù)極 則a為電池的正極 A項(xiàng)正確 電池的充電反應(yīng)為電解池原理 B項(xiàng)正確 放電時(shí) a作電池的正極 Mn元素化合價(jià)發(fā)生變化 Li元素化合價(jià)不變 C項(xiàng)錯(cuò)誤 放電時(shí) 陽(yáng)離子移向電池的正極 D項(xiàng)正確 考向二二次電池 C 考向三燃料電池5 2015 全國(guó) 卷 11 微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其工作原理如圖所示 下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A A 正極反應(yīng)中有CO2生成B 微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C 質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D 電池總反應(yīng)為C6H12O6 6O26CO2 6H2O 解析 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 生成CO2氣體 A項(xiàng)錯(cuò)誤 微生物電池中的化學(xué)反應(yīng)速率較快 即微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 B項(xiàng)正確 原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 陰離子向負(fù)極移動(dòng) C項(xiàng)正確 電池總反應(yīng)是C6H12O6與O2反應(yīng)生成CO2和H2O D項(xiàng)正確 6 2015 江蘇卷 10 一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖 下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是 D