2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第1課時學(xué)案魯科版.doc
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2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第1課時學(xué)案魯科版課標(biāo)要求1了解原電池的工作原理及其構(gòu)成條件,了解常見的化學(xué)電源及其工作原理。2掌握電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式的書寫。3依據(jù)原電池的原理判斷金屬的活潑性強(qiáng)弱及設(shè)計原電池。1原電池負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),正極上發(fā)生還原反應(yīng)。2原電池負(fù)極流出電子,正極流入電子。電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(fù)極,陽離子移向正極。3原電池的構(gòu)成條件:兩個活動性不同的電極;有電解質(zhì)溶液;形成閉合回路。4正極材料活潑性負(fù)極材料活潑性,正極通常具備特定的現(xiàn)象:有氣體生成、電極質(zhì)量增加或不變等;負(fù)極通常不斷溶解,質(zhì)量減小。5利用原電池原理可以加快某些氧化還原反應(yīng)的速率。6化學(xué)電源分為一次電池、可充電電池(二次電池)和燃料電池。設(shè)計實驗將鋅與CuSO4溶液的反應(yīng)所釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能,填寫實驗記錄。(1)實驗裝置(2)實驗現(xiàn)象電流計指針電極表面變化情況發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅片質(zhì)量減少,銅片質(zhì)量增加發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅片質(zhì)量減少,銅片質(zhì)量增加(3)實驗分析Zn極Cu極電子流向由Zn極流向Cu極電子得失Zn失電子溶液中Cu2得電子電極名稱負(fù)極正極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(4)電極反應(yīng)及電池反應(yīng)負(fù)極:Zn2e=Zn2,正極:Cu22e= Cu,電池反應(yīng):ZnCuSO4=ZnSO4Cu。鋅銅原電池裝置如下:問題思考1鋅銅原電池中正、負(fù)極材料是什么?寫出正、負(fù)極反應(yīng)式。提示:Zn作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2;Cu作正極,電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu。2原電池裝置中,鹽橋中離子移動的方向是什么?提示:鹽橋中的Cl移向負(fù)極(ZnSO4溶液),K移向正極(CuSO4溶液)。3原電池裝置中,鹽橋的作用是什么?提示:形成閉合回路;保持溶液中電荷守恒,使電池反應(yīng)能持續(xù)發(fā)生。1原電池工作原理(1)原理圖示(2)電極名稱與反應(yīng)類型正極還原反應(yīng);負(fù)極氧化反應(yīng)。(3)電子流向:負(fù)極正極。(4)電流方向:正極負(fù)極。(5)離子流向:陽離子正極;陰離子負(fù)極。2組成原電池的條件(1)活動性不同的兩塊電極材料(金屬和金屬或金屬和非金屬)。(2)電極均與電解質(zhì)溶液接觸。(3)形成閉合電路。3原電池正負(fù)極的判斷方法(1)一般方法(2)特殊情況電極的正負(fù)除與金屬的活動性有關(guān)外,還與電解質(zhì)溶液有關(guān)?;顫娊饘僖话阕髫?fù)極,但不是活潑金屬一定作負(fù)極,如MgAlH2SO4溶液構(gòu)成的原電池中,Mg為負(fù)極,而在MgAlNaOH溶液構(gòu)成的原電池中,Al為負(fù)極,因為Al可與NaOH溶液反應(yīng),而Mg不與NaOH溶液反應(yīng)。4原電池中電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫1下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是()解析:選D酒精為非電解質(zhì),A錯誤;選項B中未使用鹽橋,沒有形成閉合回路;C項中兩個電極材料相同,不能形成原電池。依據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知D正確。2如下圖所示的原電池裝置,X、Y為兩電極,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,外電路中的電子流向如圖所示,對此裝置的下列說法正確的是()A外電路的電流方向為:X外電路YB若兩電極分別為Zn和碳棒,則X為碳棒,Y為ZnC若兩電極都是金屬,則它們的活動性為XYDX極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)解析:選C由圖可知電子的流動方向是X外電路Y,則電流的方向就為Y外電路X;X為原電池的負(fù)極,Y為正極,X的活動性比Y強(qiáng);X極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng),Y極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)。3如圖所示裝置可構(gòu)成原電池。試回答下列問題:(1)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時,燈泡_(填“亮”或“不亮”,填“亮”做a,填“不亮”做b)。a若燈泡亮,則Mg電極上發(fā)生的反應(yīng)為_。b若燈泡不亮,則理由為_。(2)電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時,燈泡_(填“亮”或“不亮”,填“亮”做a,填“不亮”做b)。a若燈泡亮,則Mg電極上發(fā)生的反應(yīng)為_;Al電極上發(fā)生的反應(yīng)為_。b若燈泡不亮,則理由為_。解析:燈泡是否亮取決于該裝置中是否有電流通過,即該裝置是否能構(gòu)成原電池,若能構(gòu)成原電池,則燈泡亮;否則,燈泡不亮。MgAl濃硝酸構(gòu)成的原電池中,Mg與濃硝酸反應(yīng),Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化,所以Mg電極為負(fù)極;但MgAlNaOH溶液構(gòu)成的原電池中,Al與NaOH反應(yīng),Mg與NaOH不反應(yīng),所以Al電極為負(fù)極。答案:(1)亮Mg2e=Mg2(2)亮6H2O6e=3H26OH2Al8OH6e=2Al(OH)41電池分類及特點電池一次電池可充電電池(二次電池)燃料電池特點只能放電,不能充電可反復(fù)充電和放電,充電時是一個電解池;放電時是一個原電池能量利用率高,可連續(xù)使用,污染輕2.一次電池鋅錳干電池(1)酸性電池負(fù)極(鋅)反應(yīng):Zn2e=Zn2;正極(石墨)反應(yīng):2NH2e=2NH3H2。(2)堿性電池負(fù)極(鋅)反應(yīng):Zn2OH2e=ZnOH2O;正極(石墨)反應(yīng):MnO22H2O2e=Mn(OH)22OH;電池反應(yīng):ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2。3可充電電池二次電池(1)鉛蓄電池裝置放電負(fù)極反應(yīng):PbSO2e=PbSO4正極反應(yīng):PbO24HSO2e=PbSO42H2O充電陰極反應(yīng):PbSO42e=PbSO 陽極反應(yīng):PbSO42H2O2e=PbO24HSO總反應(yīng)PbPbO22H2SO42PbSO42H2O(2)二次電池工作原理二次電池放電時是原電池,而充電時是電解池;二次電池的充放電過程相反。當(dāng)蓄電池充電時就是通以直流電,蓄電池的正極與外接直流電源的正極相連,作陽極;蓄電池的負(fù)極與外接直流電源的負(fù)極相連,作陰極??珊唵斡洃洠贺?fù)接負(fù),正接正。充電時發(fā)生的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)是放電時發(fā)生的反應(yīng)的逆過程。1下列說法中,不正確的是()A化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置B化學(xué)電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等C化學(xué)電池供能穩(wěn)定可靠,可以制成各種形狀和大小,使用方便,易于維護(hù)D廢舊電池可以隨意丟棄解析:選D廢舊電池中含有重金屬和酸、堿等有害物質(zhì),隨意丟棄,對生態(tài)環(huán)境和人體健康危害很大,所以廢舊電池應(yīng)回收處理。2日常所用干電池的電極分別為碳棒(上面有銅帽)和鋅皮,以糊狀NH4Cl和ZnCl2做電解質(zhì)(其中加入MnO2吸收H2),電極反應(yīng)可簡化為Zn2e=Zn2,2NH2e=2NH3H2(NH3與Zn2絡(luò)合)。根據(jù)以上敘述判斷下列結(jié)論不正確的是()AZn為正極,碳為負(fù)極BZn為負(fù)極,碳為正極C工作時電流由碳極經(jīng)外電路流向Zn極D長時間連續(xù)使用時內(nèi)裝糊狀物可能流出,從而腐蝕用電器解析:選A由電極反應(yīng)可知,發(fā)生氧化反應(yīng)的為電源的負(fù)極,電子由鋅極流出通過外電路流向碳棒,電流方向和電子移動方向相反。3下列關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是()A放電時,正極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO2e=PbSO4B放電時,該電池的負(fù)極材料是鉛板C充電時,電池中硫酸的濃度不斷變小D充電時,陽極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO42e=PbSO解析:選BA項中電池放電時正極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為PbO24HSO2e=PbSO42H2O;C項中電池充電時硫酸的濃度應(yīng)不斷增大;D項中電池充電時陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)。1結(jié)構(gòu)圖示2工作原理通入可燃物(H2)的一極為電池的負(fù)極,通入O2的一極為電池的正極。(1)酸性氫氧燃料電池(電解質(zhì)為H2SO4)負(fù)極反應(yīng):2H24e=4H,正極反應(yīng):O24H4e=2H2O,電池反應(yīng):2H2O2=2H2O。(2)堿性氫氧燃料電池(電解質(zhì)為KOH)負(fù)極反應(yīng):2H24OH4e=4H2O,正極反應(yīng):2H2OO24e=4OH,電池反應(yīng):2H2O2=2H2O。3電池特點(1)能量轉(zhuǎn)換率高,污染小。(2)工作時,燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給,在電極上不斷進(jìn)行反應(yīng),連續(xù)不斷地提供電能。特別提醒(1)燃料電池的兩個電極與其他電池不同,電極材料本身不參與電極反應(yīng)。(2)酸性介質(zhì)中的燃料電池(氧化劑為O2)的正極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O;堿性介質(zhì)中的燃料電池(氧化劑為O2)的正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。1用稀H2SO4作電解質(zhì)溶液時,甲烷燃料電池的正、負(fù)極反應(yīng)式如何書寫?并寫出總反應(yīng)式。提示:總反應(yīng)式是甲烷燃燒的化學(xué)方程式CH42O2=CO22H2O,其中正極反應(yīng)式為2O28H8e=4H2O,負(fù)極反應(yīng)式為CH48e2H2O=CO28H。2用KOH作電解質(zhì)溶液時,甲烷燃料電池的總反應(yīng)式與“1”中相同嗎?試分別寫出兩極的電極反應(yīng)式。提示:不相同;因為CO2與KOH溶液反應(yīng)生成K2CO3,故總反應(yīng)式為CH42O22OH=CO3H2O,其中正極反應(yīng)式為2O24H2O8e=8OH,負(fù)極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2O。有機(jī)燃料電池電極反應(yīng)式書寫方法電池的負(fù)極一定是可燃物,有機(jī)燃料中各元素的化合價變化遵循一般化合價規(guī)則,燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電池的正極多為氧氣或空氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),特別注意電解質(zhì)溶液酸堿性不同的區(qū)別??筛鶕?jù)電荷守恒來配平電極反應(yīng)式。如乙醇堿性(KOH溶液)燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫方法。第一步:確定生成物乙醇燃燒生成CO2和H2O,其中CO2與KOH溶液反應(yīng)生成K2CO3和H2O,故生成物為CO和H2O。第二步:確定價態(tài)的變化及轉(zhuǎn)移電子數(shù)乙醇(C2H6O)中碳元素的化合價為2,CO中碳元素的化合價為4,故1 mol乙醇完全反應(yīng)失去24(2)12 mol電子。第三步:列出表達(dá)式第四步:確定電極反應(yīng)式中各物質(zhì)的系數(shù)由碳原子守恒確定CO的系數(shù)為2,由電荷守恒確定OH的系數(shù)為16。(注:失去12個電子,相當(dāng)于帶12個單位正電荷)再由氫原子守恒確定H2O的系數(shù)為11,故負(fù)極反應(yīng)式為C2H5OH16OH12e=2CO11H2O。1下圖為氫氧燃料電池原理示意圖,下列敘述不正確的是()Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析:選B從圖中可看出a電極處進(jìn)入的是H2,b電極處進(jìn)入的是O2,該電池的總反應(yīng)是2H2O2=2H2O,故a電極處H2失e被氧化,a為負(fù)極;b電極為正極,電極反應(yīng)為2H2OO24e=4OH,故B項不正確。2在酸性溶液中甲烷與氧氣作用生成水和二氧化碳。如果將電解質(zhì)更換為KOH,則該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()ACH48e8OH=CO26H2OBO24H4e=2H2OCCH410OH8e=CO7H2ODO22H2O4e=4OH解析:選C如果將電解質(zhì)更換為KOH,該燃料電池的總反應(yīng)為CH42O22KOH=K2CO33H2O,根據(jù)氧化還原反應(yīng)類型判斷出負(fù)極通入甲烷,正極通入氧氣,B、D錯。然后根據(jù)甲烷中碳元素的化合價變化:H4O,寫出1 mol甲烷轉(zhuǎn)移的電子數(shù),最后根據(jù)各原子守恒,配平可得負(fù)極反應(yīng):CH410OH8e=CO7H2O,A錯。1加快化學(xué)反應(yīng)速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快。如實驗室制H2時,粗鋅比純鋅與稀硫酸反應(yīng)快,或向溶液中滴入幾滴CuSO4溶液,反應(yīng)加快。2比較金屬的活動性強(qiáng)弱對于酸性電解質(zhì),一般是作負(fù)極的金屬活動性強(qiáng),作正極的金屬活動性較弱。3設(shè)計原電池(1)理論上,自發(fā)的氧化還原反應(yīng),可以設(shè)計成原電池。(2)外電路(3)內(nèi)電路:將兩電極浸入電解質(zhì)溶液中,陰、陽離子作定向移動。1有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下:實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減小;b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生;c極無變化d極溶解;c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()AabcdBbcdaCdabc Dabdc解析:選C由第一個裝置a極溶解,可知a極是負(fù)極,金屬活動性ab,對于第二個裝置,依據(jù)還原性規(guī)律知,金屬活動性bc,第三個裝置的金屬活動性dc,由第四個裝置電流從ad,則電子從da,故金屬活動性da。2設(shè)計原電池Zn2Fe3=Zn22Fe2,在方框中畫出能形成穩(wěn)定電流的半電池形式的裝置圖(標(biāo)出電極材料、電解質(zhì)溶液)負(fù)極:_,電極反應(yīng):_;正極:_,電極反應(yīng):_。解析:分析元素化合價的變化可知,Zn為負(fù)極,比Zn活潑性差的金屬或非金屬(石墨等)作正極,選擇與電極材料有相同離子的溶液作電解質(zhì)溶液。答案:見下圖ZnZn2e=Zn2Pt2Fe32e=2Fe2三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)1下列說法正確的是()A構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬B在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,該電極被還原C實驗室欲快速制取氫氣,可利用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)D原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能解析:選C原電池也可以用石墨做電極,A錯誤。電子流出的一極是負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),B錯誤。粗鋅中的雜質(zhì)與鋅及稀硫酸構(gòu)成原電池,加快鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率,C正確。原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,轉(zhuǎn)化效率較高,但不能全部轉(zhuǎn)化為電能,原電池工作時發(fā)熱就是一部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,D錯誤。2用鋅片、銅片和硝酸銀組成的原電池,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()A2H2e=H2BZn=Zn22eC2H2OO24e=4OH DAge=Ag解析:選D題給原電池中,鋅片為負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2;銅片為正極,電極反應(yīng)為Age=Ag。3鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染,且鎂電池放電時電壓高而平穩(wěn),因而越來越成為人們研制綠色原電池所關(guān)注的焦點。其中一種鎂電池的反應(yīng)為xMgMo3S4MgxMo3S4,則鎂電池放電時,下列說法錯誤的是()AMg2向正極遷移B正極反應(yīng)式為Mo3S42xe=Mo3SCMo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D負(fù)極反應(yīng)式為xMg2xe=xMg2解析:選C放電時,該電池作原電池,鎂是還原劑,作原電池的負(fù)極,失去電子,電極反應(yīng)式是xMg2xe=xMg2,D選項正確。Mo3S4在反應(yīng)中是氧化劑,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式是Mo3S42xe=Mo3S,B選項正確、C選項錯誤。原電池中陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,A選項正確。4氫氧燃料電池是將H2和O2分別通入電池,穿過浸入20%40%的KOH溶液的多孔碳電極,其電極反應(yīng)式為H22OH2e=2H2O,2H2OO24e=4OH。則下列敘述正確的是()A通入H2的一極是正極,通入O2的一極是負(fù)極B通入O2的一極是正極,通入H2的一極是負(fù)極C工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH增大D工作時負(fù)極區(qū)附近pH增大解析:選B根據(jù)電池反應(yīng)可知:H2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下,其電極反應(yīng)為H22OH2e=2H2O,負(fù)極區(qū)OH濃度降低。O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng),氧原子得電子,生成2價的氧,只能以O(shè)H形式存在,其電極反應(yīng)為2H2OO24e=4OH。由于反應(yīng)生成H2O,導(dǎo)致c(OH)減小,溶液的pH減小。5依據(jù)氧化還原反應(yīng)2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖所示。請回答下列問題:(1)電極X的材料是_,電解質(zhì)溶液Y是_。(2)銀電極為電池的_極,發(fā)生的電極反應(yīng)為_。X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。解析:該原電池的電池反應(yīng)為2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s),由此可知X極是銅,作負(fù)極,銀作正極,Y應(yīng)是AgNO3溶液。電子從電池的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,即從銅電極流向銀電極。答案:(1)CuAgNO3溶液(2)正Age=AgCu2e=Cu2(3)X(Cu)Ag1以下反應(yīng)在理論上不能用于設(shè)計原電池的是()AHCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H0B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H0CZn(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s)H0D2H2(g)O2(g)=2H2O(l) HB;乙中C極增重,即析出Cu,則B為負(fù)極,活動性BC;丙中A上有氣體即產(chǎn)生H2,則A為正極,活動性DA,隨著H的消耗,c(H)減小。答案:(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)變小(4)DABC10某實驗室備有如下實驗用品:鐵片、銅片、鋅片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、NaCl溶液以及部分導(dǎo)線。試回答下列問題:(1)若選用銅片、碳棒、FeCl3溶液及導(dǎo)線,_(填“能”或“否”)構(gòu)成原電池。若能,請畫出其裝置圖。判斷該電池的正極材料是_,負(fù)極材料是_,正極反應(yīng)為_,負(fù)極反應(yīng)為_,電池反應(yīng)為_。若不能,請說明原因:_。(2)若選用銅片、鐵片、NaCl溶液及導(dǎo)線并外加電流計,_(填“能”或“否”)組成原電池裝置。解析:在分析構(gòu)成條件時,要特別注意三個因素:活潑程度不同的金屬作電極(也可以是金屬和導(dǎo)電非金屬);要有電解質(zhì)溶液;要形成閉合電路。(1)、(2)中所涉及的裝置均符合條件,能組成原電池。答案:(1)能碳棒銅片2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu22Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)能1在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是()A正極附近的SO濃度逐漸增大B電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C正極有O2逸出D銅片上有H2逸出解析:選DA項正極的電極反應(yīng)為2H2e=H2。SO向負(fù)極移動,正極附近SO的濃度減?。籅項電子應(yīng)從鋅片(負(fù)極)經(jīng)導(dǎo)線流向銅片(正極);C項正極上有H2逸出。2將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是()A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極C兩燒杯中溶液的pH均增大D產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢解析:選C甲、乙中發(fā)生的反應(yīng)均為ZnH2SO4=ZnSO4H2,故pH均增大;甲形成原電池,銅片是正極,表面有氣泡產(chǎn)生;乙中Zn與稀硫酸反應(yīng),在Zn表面產(chǎn)生氣泡,產(chǎn)生氣泡的速度比甲慢。3某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置。電極為Al,其他電極均為Cu,則()A電流方向:電極電極B電極發(fā)生還原反應(yīng)C電極逐漸溶解D電極的電極反應(yīng):Cu22e=Cu解析:選A首先應(yīng)根據(jù)圖示判斷左邊兩池通過鹽橋構(gòu)成原電池,產(chǎn)生電流對右邊硫酸銅溶液進(jìn)行電解(相當(dāng)于精煉銅)。電極為負(fù)極,電極為正極,所以電流方向:電極電極,A正確。電極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng),B錯。電極上有銅析出,C錯。電極的電極反應(yīng):Cu2e=Cu2,D錯。4紐扣電池可用作計算器、電子表等的電源。有一種紐扣電池,其電極分別為Zn和Ag2O,以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,電池的總反應(yīng)為ZnAg2O=2AgZnO。關(guān)于該電池的敘述不正確的是()A使用時電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極,Zn是負(fù)極B使用時電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極,Ag2O是負(fù)極C正極的電極反應(yīng)為Ag2O2eH2O=2Ag2OHDZn極發(fā)生氧化反應(yīng),Ag2O極發(fā)生還原反應(yīng)解析:選B由電池方程式可以看出,負(fù)極為Zn,正極為Ag2O,使用時電子由負(fù)極流向正極,A項正確,B項錯誤;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),C項正確,D項也正確。5某可充電的鋰離子電池LiMn2O4為正極,嵌入鋰的碳材料為負(fù)極,含Li導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為LiLiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是()A放電時,LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)B放電時,正極反應(yīng)為LiLiMn2O4e=Li2Mn2O4C充電時,LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)D充電時,陽極反應(yīng)為Lie=Li解析:選B根據(jù)電池反應(yīng)可寫出電極反應(yīng)式為負(fù)極:Lie=Li正極:LiMn2O4Lie=Li2Mn2O4則充電時的電極反應(yīng)式為陰極:Lie=Li陽極:Li2Mn2O4e=LiMn2O4Li可知B正確,D錯誤;放電時,LiMn2O4發(fā)生還原反應(yīng)生成Li2Mn2O4,充電時,Li2Mn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)生成LiMn2O4,A、C均不正確。6某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H,其基本結(jié)構(gòu)如圖所示,電池總反應(yīng)可表示為2H2O2=2H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A電子通過外電路從b極流向a極Bb極上的電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OHC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2DH由a極通過固體電解質(zhì)傳遞到b極解析:選D由電池總反應(yīng)及原電池原理可知,充入H2的一極即a極是負(fù)極,充入O2的一極即b極是正極;電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極;電池內(nèi)部陽離子即H移向正極,正極的電極反應(yīng)為O24H4e=2H2O,故A項、B項錯誤,D項正確。C項沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,錯誤。7我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負(fù)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(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al3O26H2O=4Al(OH)3,下列說法不正確的是()A正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OHB電池工作時,電流由鋁電極沿導(dǎo)線流向鉑電極C以網(wǎng)狀的鉑為正極,可增大與氧氣的接觸面積D該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用解析:選B該原電池負(fù)極反應(yīng)為Al3e=Al3,正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH,工作時電子由負(fù)極流向正極,電流由正極流向負(fù)極。8宇宙飛船使用的是氫氧燃料電池,其電池反應(yīng)為2H2O2=2H2O,電解液為KOH溶液,為使生成的水蒸發(fā),反應(yīng)保持在較高溫度下進(jìn)行。下列說法正確的是()A此電池能發(fā)出藍(lán)色的火焰BH2在正極上發(fā)生電極反應(yīng)C工作時電解液的pH不斷減小D負(fù)極反應(yīng)為2H24OH4e=4H2O,正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH解析:選D該燃料電池中H2和O2在兩個電極上參加反應(yīng),并不發(fā)生燃燒反應(yīng),所以不能發(fā)出藍(lán)色火焰,A項錯誤。H2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),B項錯誤。電解質(zhì)KOH雖然參與了電極反應(yīng),但從電池總反應(yīng)來看,溶液中OH的總量保持不變,并且反應(yīng)過程中生成的水不斷地被蒸發(fā)出去,所以工作時電解液的pH不變,C項錯誤。9下圖是一個化學(xué)過程的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH3O24NaOH=2Na2CO36H2O請回答下列問題:(1)圖中甲、乙兩池的名稱:甲池是_裝置,乙池是_裝置;(2)下列電極的名稱:通入CH3OH的電極名稱是_,B(石墨)電極的名稱是_;(3)寫出電極反應(yīng)式:通入O2的電極的電極反應(yīng)式是_;A(石墨)電極的電極反應(yīng)式為_;(4)乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_;(5)若反應(yīng)結(jié)束后乙池中A(石墨)電極上共收集到氣體0.050 mol,則甲池中理論上消耗O2_mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。解析:甲池是以CH3OH為燃料的燃料電池,乙池是以石墨為電極電解飽和食鹽水的電解裝置。根據(jù)電子守恒O24e2H2 1 mol 2 mol n(O2) 0.050 mol n(O2)0.025 molV(O2)0.56 L答案:(1)原電池電解池(2)負(fù)極陽極(3)O22H2O4e=4OH2H2e=H2(4)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(5)56010如圖所示,甲池中電池反應(yīng)式為2Fe3Cu=2Fe2Cu2,已知B電極質(zhì)量不變,C、D為石墨電極,乙池中為200 mL飽和NaCl溶液。回答下列問題:(1)A極為_極(填“正”或“負(fù)”),電極材料為_,發(fā)生_反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。(2)寫出乙池的電極反應(yīng)式:陽極反應(yīng)式為_;陰極反應(yīng)式為_。(3)A電極質(zhì)量減少0.64 g時,此時乙池中電解液中c(OH)_ molL1(忽略反應(yīng)過程中溶液體積的變化),C電極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_L。解析:由題知,甲池為原電池,A為負(fù)極,電極材料為Cu;乙池為電解池,C為陽極,電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2,D為陰極,電極反應(yīng)為2H2e=H2。(3)A極有0.64 g Cu溶解時,轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,乙池中C極上生成0.01 mol Cl2,溶液中生成0.02 mol OH。答案:(1)負(fù)銅氧化(2)2Cl2e=Cl22H2e=H2(3)0.10.224- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019 2020 年高 化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng) 能量 轉(zhuǎn)化 三節(jié) 化學(xué)能 電能 電池 課時 學(xué)案魯科版
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