2019最新蘇教版化學(xué)選修4《化學(xué)電源》教案

1、2019 最新蘇教版化學(xué)選修4化學(xué)電源教案第 2 單元 第 2 課時(本欄目內(nèi)容 ,在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！)一、選擇題1下列有關(guān)化學(xué)電源的敘述錯誤的是()A 干電池根據(jù)電池內(nèi)的電解質(zhì)分為酸性電池和堿性電池B干電池中碳棒為正極C鉛蓄電池是充電電池D鉛蓄電池中的PbO2 為負(fù)極【解析】鉛蓄電池中的 PbO2 應(yīng)為正極 ,鉛為負(fù)極?！敬鸢浮緿2如圖鋅錳干電池在放電時總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn 2MnO 22NH 4 =Zn2 Mn 2O3 2NH 3 H2O,在此電池放電時正極(碳棒 )上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 ()A ZnB 碳CMnO 2NH 4D Zn2和 NH 3【解析】可將總反應(yīng)拆寫

2、為兩個半反應(yīng),負(fù)極： Zn 2e =Zn2 ；正極： 2MnO 2 2NH 4 2e=Mn 2O3(s)2NH 3 H2O。【答案】C3 (2008 年海南高考 )關(guān)于鉛蓄電池的說法中正確的是 ()2A 在放電時 ,正極發(fā)生的反應(yīng)是Pb(s) SO4(aq)=PbSO4(s) 2eB在放電時 ,該電池的負(fù)極材料是鉛板C在充電時 ,電池中硫酸的濃度不斷變小1 / 82 D在充電時 ,陽極發(fā)生的反應(yīng)是 PbSO4(s) 2e =Pb(s) SO4 (aq)【解析】鉛蓄電池放電時正極反應(yīng)為PbO2 4H SO42 2e4 2H2O；=PbSO負(fù)極材料為鉛板；充電時陽極反應(yīng)是PbSO4 2H 2O 2

3、e=PbO2 4H SO4 2；充電時 ,電池中硫酸的濃度增大。【答案】B4如圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,下列敘述不正確的是()A a 電極是負(fù)極Bb 電極的電極反應(yīng)為：4OH 4e =2H 2O O2D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】氫氧燃料電池中H 2 為負(fù)極反應(yīng)物,工作過程需不斷補(bǔ)充H 2、O2,其產(chǎn)物為沒有任何污染的H2O,故 A 、 C、D 三項都對。其中b 電極作正極 ,電極反應(yīng)為O2 2H2O4e=4OH 。【答案】B5 (2008 年寧夏理綜 )一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳

4、。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()A CH3OH(g) O2(g) 2e =H 2O(l) CO2(g) 2H (aq)BO2(g) 4H (aq) 4e =2H2O(l)CCH 3OH(g) H2O(l) 6e =CO2(g) 6H (aq)D O2(g) 2H 2O(l) 4e =4OH【解析】本題考查原電池電極反應(yīng)式的書寫。該原電池的負(fù)極反應(yīng)物為甲醇,負(fù)極反應(yīng)式中不應(yīng)該出現(xiàn)氧化劑,而 A 、 B、 D 項中電極反應(yīng)物中均出現(xiàn)氧化劑氧氣,所以 A 、 B、 D2 / 8不正確?！敬鸢浮緾6堿性電池具有容量大、放電電流大的特點, 因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為

5、：Zn(s) 2MnO 2(s) H2O(l)=Zn(OH) 2(s) Mn 2O3(s),下列說法錯誤的是()A 電池工作時 ,鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO 2(s)H 2O(l) 2e =Mn 2 O3(s) 2OH (aq)C電池工作時 ,電子由正極通過外電路流向負(fù)極D外電路中每通過0.2 mol 電子 ,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g【解析】根據(jù)原電池原理結(jié)合氧化還原反應(yīng)的有關(guān)常識可判斷出原電池的電極及其反應(yīng)式、電子得失情況及流向?！敬鸢浮緾7據(jù)報道 ,某公司最近研制了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫電池或鋰電池的10倍 ,有關(guān)此電池的敘

6、述 ,錯誤的是 ()A 正極電極反應(yīng)式：O2 2H 2O 4e =4OHB負(fù)極電極反應(yīng)式：CH3 OH 6OH 6e=CO2 5H 2OC電池在使用過程中,電解質(zhì)溶液的pH 降低D當(dāng)外電路通過 1.2 mol 電子時 ,理論上消耗甲醇 6.4 g【解析】使正、負(fù)極的得失電子守恒,則正極生成 12OH 的同時負(fù)極消耗 12OH ,pH不變?！敬鸢浮緾8燃料電池是燃料(例如CO、H 2、 CH4 等 )跟氧氣或空氣反應(yīng),將此反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 ,電解質(zhì)通常是KOH 溶液 ,則下列關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是( 多選)()A 負(fù)極反應(yīng)式為： CH410OH 8e =CO32 7H2OB正

7、極反應(yīng)式為： O2 2H2 O 4e =4OHC隨著反應(yīng)地進(jìn)行 ,電解質(zhì)溶液堿性不變D該電池的總反應(yīng)與甲烷燃燒的反應(yīng)方程式相同, 反應(yīng)式為：CH4 2O2=CO2 3 / 82H 2O【解析】本題考查燃料電池的反應(yīng)原理、電極反應(yīng)式的書寫等知識。對于該燃料電池,負(fù)極 CH 4 失電子被氧化 ,其中產(chǎn)物之一應(yīng)是CO2,但在 KOH 溶液中 ,一定會變?yōu)?。CO3故電極反應(yīng)為： CH 4 10OH 8e=CO32 7H 2O2 得電子被還原 ,生成物應(yīng)與O；正極電池中電解質(zhì)溶液相關(guān)。電極反應(yīng)為：O2 2H 2O 4e =4OH ；將兩個電極反應(yīng)式相加,即可得到總反應(yīng)式為：CH 4 2OH 2O 2=

8、CO32 3H 2O?？梢婋S著反應(yīng)的進(jìn)行,電解質(zhì)溶液中 c(OH ) 不斷減小?！敬鸢浮緼B9 (2009 年廣東高考 )可用于電動汽車的鋁 空氣燃料電池 ,通常以 NaCl 溶液或 NaOH溶液為電解液 ,鋁合金為負(fù)極 ,空氣電極為正極。下列說法正確的是()A 以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液為電解液時 ,正極反應(yīng)都為： O2 2H2O4e =4OHB以 NaOH 溶液為電解液時 ,負(fù)極反應(yīng)為： Al 3OH 3e =Al(OH) 3C以 NaOH 溶液為電解液時 ,電池在工作過程中電解液的pH 保持不變D電池工作時 ,電子通過外電路從正極流向負(fù)極【解析】電池工作時,正極上 O2 得到電

9、子被還原 ,電極反應(yīng)為： O2 2H2O 4e=4OH ,A 正確。電解液為NaOH 溶液時 ,在負(fù)極上產(chǎn)生的是NaAlO 2 而不是 Al(OH) 3,B 錯誤。電池的總反應(yīng)為：4Al 3O2 4NaOH=4NaAlO 22H 2O,消耗 NaOH,pH 減小。電池工作時 ,電子通過外電路由負(fù)極流向正極?！敬鸢浮緼10固體氧化物燃料電池是由美國西屋公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯-氧化釔為電解質(zhì) ,這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2 )在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示,其中多孔電極a、 b 均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是()A 有 O2 放電的 a 極為電池的負(fù)極B有 H2 放電

10、的 b 極為電池的正極4 / 8Ca 極對應(yīng)的電極反應(yīng)為 O2 2H 2O4e =4OHD該電池的總反應(yīng)方程式為2H2 O2=2H 2O【解析】a 為正極： O2 4e=2O2 ,b 為負(fù)極： 2H 2 2O2 4e=2H 2O,總反應(yīng)方程式： 2H2 O2=2H2O?！敬鸢浮緿二、非選擇題11有一種微型電池,其電極分別為Zn 和Ag 2O, 電解質(zhì)溶液是KOH溶液。已知Zn(OH) 2 具有兩性 ,回答下列問題：(1)_ 為正極 ,_為負(fù)極；(2)寫出兩極的電極反應(yīng)式：正極 _,負(fù)極 _ ；(3)放電時 ,正極附近溶液的pH_, 負(fù)極附近溶液的 pH_( 填“升高”“降低”或“不變” )?！?/p>

11、答案】(1)Ag 2OZn(2)Ag 2O H 2O 2e =2Ag 2OH Zn 4OH 2e=ZnO 22 2H 2O (3) 升高降低12 (2009 年黃山高二質(zhì)檢 )航天飛機(jī)常采用新型燃料電池作為電能來源,燃料電池一般指采用 H 2、 CH4、 CO、C2H 5OH 等可燃物質(zhì)與O2 一起構(gòu)成的電池裝置,它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。我國發(fā)射的“神舟五號”載人飛船是采用先進(jìn)的甲烷電池為電能來源的,該電池以 KOH 溶液為電解質(zhì) ,其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4 2O2 2OH =CO32 3H 2O。(1)負(fù)極上的電極反應(yīng)為_。(2)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 5.6 L O 2 時 ,有 _m

12、ol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。(3)開始放電時 ,正極附近溶液的 pH_( 填“增大”“減小”或“不變”)。【解析】(1) 根據(jù)總的化學(xué)方程式知24 4,CH4 xe=CO 3 ,C 元素的化合價由則有 CH 4 8e=CO32,根據(jù)電荷守恒左邊應(yīng)配10 個 OH ,最后根據(jù)質(zhì)量守恒得：CH410OH 8e =CO32 7H2O。(2)正極反應(yīng)為：2O2 4H2O 8e=8OH ,5.6 L O2 的物質(zhì)的量為0.25 mol, 故得電子的物質(zhì)的量為0.25 mol 41 mol 。(3)由于正極生成OH ,故其附近的pH 增大。5 / 8【答案】=CO3(1)CH 4 10OH 8e2 7H 2O(2

13、)1 (3) 增大13 (2009 年山東理綜 )Zn MnO 2 干電池應(yīng)用廣泛 ,其電解質(zhì)溶液是ZnCl 2 NH 4Cl 混合溶液。(1) 該電池的負(fù)極材料是 _ 。電池工作時 , 電子流向 _( 填“正極”或“負(fù)極” )。(2) 若 ZnCl 2 NH 4Cl 混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2 ,會加速某電極的腐蝕, 其主要原因是_ 。欲除去 Cu 2 ,最好選用下列試劑中的 _( 填代號 )。a NaOHb Znc Fed NH 3H 2O(3)MnO 2 的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極,電解酸化的 MnSO 4 溶液。陰極的電極反應(yīng)式是 _ 。若電解電路中通過 2 mol 電子 ,MnO 2

14、 的理論產(chǎn)量為 _g?！窘馕觥?1) 原電池的負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的一極：Zn 2e =Zn2；電池工作時 ,電子是從負(fù)極流向正極。(2)Zn 與 Cu2發(fā)生氧化還原反應(yīng) ,生成的 Cu 附著在 Zn 的表面構(gòu)成銅鋅原電池 ,加快反應(yīng)速率 ,從而加快 Zn 的腐蝕。(3) 電解池的陰極是發(fā)生還原反應(yīng)的一極：2H 2e =H2；每生成 1 mol MnO 2 需轉(zhuǎn)移 2 mol 電子 ,故每通過 2 mol 電子 ,理論上生成 1 mol MnO 2,質(zhì)量為 87 g?！敬鸢浮?1)Zn( 或鋅 ) 正極(2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H 2e =H2 8714 (200

15、9 年天津理綜 )氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖 ,該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強(qiáng) ,性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：6 / 8(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是_,在導(dǎo)線中電子流動方向為_(用 a、 b 表示 ) 。(2)負(fù)極反應(yīng)式為_ 。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_ 。(4)該電池工作時,H2 和 O2 連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下： .2Li H 2=2LiH .LiH H2O=LiOH H2 反 應(yīng) 中 的 還 原 劑 是 _,反 應(yīng) 中 的 氧化 劑

16、 是_ 。3標(biāo)準(zhǔn)狀況 )H2,生成的 LiH體積與被吸已知 LiH 固體密度為 0.82 g/cm ,用鋰吸收 224 L(收的 H 2 體積比為 _。由生成的 LiH與 H 2O 作用 ,放出的 H2 用作電池燃料 ,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為_mol 。【解析】(1) 電池即是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；在電池中電子是從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極 ,而氫氧燃料電池中通入H2 的一極是負(fù)極 ,故電子由a 流動到b。(2)H 2 在負(fù)極失電子,因為電解質(zhì)溶液是KOH溶液 ,故負(fù)極反應(yīng)式為2H 2 4OH 4e =4H2O。 (3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H 2、O2 的分子數(shù) ,從而增大反應(yīng)速率。(4)LiH中 Li 為 17 / 8價,H 為 1 價 ,故反應(yīng) 中還原劑是Li, 反應(yīng) 中氧化劑是H2O。由反應(yīng) 可知吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況160 g下 224 L H 2 時生成 160 g LiH, 則生成的 LiH 的體積是 0.82 g/cm3,則生成的 LiH 體積與被