【知識學習】化學能與電能的轉(zhuǎn)化學案

化學能與電能的轉(zhuǎn)化學案本資料為woR汝檔，請點擊下載地址下載全文下載地址第二單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時原電池的工作原理［目標要求］1.理解原電池的工作原理，能夠?qū)懮姌O反應式和電池反應方程式。2.了解半反應、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念。3.會判斷原電池的正、負極，能夠利用氧化還原反應設(shè)計簡單的原電池。一、原電池.原電池定義：將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。.實質(zhì)：將氧化還原反應的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動。即將化學能轉(zhuǎn)化成電能。.簡單原電池的構(gòu)成條件：①活潑性不同的兩個電極，②電解質(zhì)溶液，③形成閉合回路，④能自發(fā)進行的氧化還原反應。二、原電池的工作原理工作原理：利用氧化還原反應在不同區(qū)域內(nèi)進行，以適當方式連接起來，獲得電流。范文材料以銅鋅原電池為例：.在ZnSo4溶液中，鋅片逐漸溶解，即Zn被氧化，鋅原子失電子，形成Zn2+進入溶液，從鋅片上釋放的電子，經(jīng)過導線流向銅片；cuSo4溶液中，cu2+從銅片上得電子，還原成為金屬銅并沉積在銅片上。鋅為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Zn-2e-===Zn2+;銅為正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為cu2++2e—===CUo總反應式為Zn+cu2+===Zn2++cu,反應是自發(fā)進行的。.閉合回路的構(gòu)成：外電路：電子從負極到正極，電流從正極到負極，內(nèi)電路：溶液中的陰離子移向ZnSo4溶液，陽離子移向cuSo4溶液。.鹽橋鹽橋中通常裝有含瓊膠的kcl飽和溶液。當其存在時，隨著反應的進行，Zn棒中的Zn原子失去電子成為Zn2+進入溶液中，使ZnSo4溶液中Zn2+過多，帶正電荷。cu2+獲得電子沉積為cu,溶液中cu2+過少，So2—4過多，溶液帶負電荷。當溶液不能保持電中性時，將阻止放電作用的繼續(xù)范文材料進行。鹽橋的存在就避免了這種情況的發(fā)生，其中cl-向ZnSo4溶液遷移，k+向cuSo4溶液遷移，分別中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反應可以繼續(xù)進行。知識點一原電池.下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是答案B解析A、D項中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應，不能構(gòu)成原電池；B項符合原電池的構(gòu)成條件，兩電極發(fā)生的反應分別是Zn—2e—===Zn2+,2H++2e—===H2T;c項中酒精不是電解質(zhì)，故不能構(gòu)成原電池。2.在圖中的8個裝置中，屬于原電池的是A.①②③⑤⑧B.③④⑥⑦c.④⑤⑥⑦D.③⑤⑦答案D知識點二原電池的原理.用銅片、銀片、cu2溶液、AgNo3溶液、導線和鹽橋構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應為Ag++e—===Ag③實驗過程中取由鹽橋，原電池仍能繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNo3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A.①②B.②③c.②④D.③④答案c解析該原電池中cu作負極，Ag作正極，負極反應式為cu—2e—===cu2+,正極反應式為Ag++e—===Ag,因此②對；在外電路中，電子由cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以①錯；沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以③錯；無論是否為原電池，反應實質(zhì)相同，均為氧化還原反應，所以④對。.下圖是Zn和cu形成的原電池，莫實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下：在卡片上，描述合理的是No.28Date：XX.11.8實驗后的記錄：①Zn為正極，cu為負極。②H+向負極移動。③電子流動方向Zn—>cu。cu極上有H2T^生。⑤若有1mol電子流過導線，則產(chǎn)生H2為0.5mol。⑥正極的電子反應式為：Zn—>Zn++2e—oA.①②③B.③④⑤c.④⑤⑥D(zhuǎn).②③④答案B解析本題考查了鋅、銅和稀H2So4構(gòu)成的原電池的基本工作原理。Zn比cu活潑，Zn為負極，電極反應為：Zn—2e—===Zn2+,cu為正極，電極反應為2H++2e—===H2T,每轉(zhuǎn)移1mol電子，產(chǎn)生H20.5mol,電子由Zn流由，經(jīng)導線流向銅片，溶液中H+向正極移動，So2—4向負極移動，故選Bo5.把A、B、c、D四塊金屬泡在稀H2so4中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。A、B相連時，A為負極；c、D相連時，D上有氣泡逸由；A、c相連時，A極減輕；B、D相連時，B為正極。則四種金屬的活動性順序由大到小排列為A>B>c>DA>c>B>Dc.A>c>D>BD.B>D>c>A答案c解析金屬組成原電池，相對活潑的金屬失去電子作負極，相對不活潑的金屬作正極。負極被氧化，質(zhì)量減輕，正極發(fā)生還原反應，有物質(zhì)析由，由題意得活動性A>B、A>c、c>D、D>B,故正確答案為c。知識點三原電池的應用.已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質(zhì)溶液：cucl2溶液、Fe23溶液、硫酸。按要求回答下列問題：電工操作上規(guī)定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原因若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構(gòu)成原電池？。若能，請寫生電極反應式，負極：,正極：。設(shè)計一種以鐵和稀硫酸反應為原理的原電池，要求畫由裝置圖。答案二者連接在一起時，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕能cu—2e—===cu2+2Fe3++2e—===2Fe2+解析當cu、Al導線連接時，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕。因為Fecl3能與cu發(fā)生反應：2Fecl3+cu===2Fecl2+cucl2,因此根據(jù)給由的條件可以設(shè)計成原電池，其負極為cu,反應為cu—2e—===cu2+,正極為石墨，電極反應式為2Fe3++2e-===2Fe2+o因為總反應式為Fe+H2so4===FeSo什H2f,所以負極為Fe,正極可為cu、Ag或石墨，電解質(zhì)為稀硫酸，即可畫由裝置圖。.利用反應Fe3++Zn===Fe2++Zn2+設(shè)計一個帶鹽橋的原電池，并在下面方框內(nèi)畫由實驗裝置圖，并指由正極為,電極反應式為負極為,電極反應式為此裝置中鹽橋的作用為答案Pt2Fe3++2e-===2Fe2+ZnZn—2e—===Zn2+使兩個半電池連成一個通路；使兩溶液保持電中性解析根據(jù)反應Zn+2Fe3+===Zn2++2Fe2+知該反應中的氧化反應為Zn-2e-===Zn2+,故應采用Zn片作負極，還原反應為2Fe3++2e—===2Fe2+,故應選擇比Zn不活潑的金屬或非金屬石墨等作正極，根據(jù)應選擇與電極材料相同的陽離子的電解質(zhì)溶液作電解液，故負極區(qū)應選含Zn2十的鹽溶液如ZnSo4溶液，正極區(qū)選含F(xiàn)e3+的溶液作電解液如Fecl3、Fe23溶液等。練基礎(chǔ)落實.在理論上不能用于設(shè)計原電池的化學反應是H2so4+Bacl2===2Hcl+BaSo4AH<02cH3oH+3o2—->2co2+4H2oAH<0c.4Fe2+2H2o+o2===4Fe3AH<0D.3cu+8HNo3===3cu42No+4H2oAH<0答案A2.有關(guān)原電池的下列說法中正確的是A.在外電路中電子由正極流向負極B.在原電池中，只有金屬鋅作為負極c.原電池工作時，陽離子向正極方向移動D.原電池工作時，陽離子向負極方向移動答案c解析在原電池中，電子從負極流向正極；原電池中活潑的金屬作負極，而不一定是Zn；隨著反應的進行，陽離子在正極被還原，所以電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，而陰離子向負極移動。答案為Co3.鋅銀電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的電池反應是Zn+Ag2o+H2o===2A什Zn2,則負極上發(fā)生反應的物質(zhì)是AgZn2c.Ag2oD.Zn答案D解析判斷原電池的正、負極，要根據(jù)總反應式確定失電子物質(zhì)和得電子物質(zhì)，然后根據(jù)在原電池中失去電子的物質(zhì)作負極作曲判斷。由題給總方程式得Zn+2oH—-2e-===Zn2,故Zn為負極。4.根據(jù)反應：2Ag++cu===cu2++2Ag,設(shè)計如圖所示原電池，下列說法錯誤的是X可以是銀或石墨y是硫酸銅溶液c.電子從銅電極經(jīng)外電路流向X電極D.X極上的電極反應式為Ag++e—===Ag答案B解析根據(jù)題意，銅應為負極，X為正極，則X應為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?，A項正確；電解質(zhì)溶液應含Ag+,B項錯；在原電池中，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，Ag+在正極X上得電子，Ag++e—===Ag,故c、D項正確。5.控制適合的條件，將反應2Fe3++2I—2Fe2++I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。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，甲中石墨電極上的Fe3+被還原c.電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入Fecl2固體，乙中的石墨電極為負極答案D解析由反應2Fe3++2I-2Fe2++I2可知，反應開始時，甲中Fe3+發(fā)生還原反應，乙中I—發(fā)生氧化反應；當電流計讀數(shù)為零時，則反應達到了平衡狀態(tài)，此時在甲中溶入Fecl2固體，平衡向逆反應方向移動，乙中I2發(fā)生還原反應，則乙中石墨電極為正極；故選Do.科學家正在研究高鐵可充電電池，據(jù)研究人員推測，這種電池具有容量大、放電電流大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，將有廣泛的應用前景。高鐵電池放電時，鋅、k2Feo4分別在兩極上發(fā)生反應，以koH溶液為電解液，電池總反應為3Zn+范文材料2k2Feo4+8H2o===3Zn2j+2Fe3J+4koH,下列說法中錯誤的是A.電池工作時，鋅失去電子B.電池正極的電極反應式為2Feo2-4+8H2o+6e—===2Fe3；+10oH-c.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D.外電路中每通過1.204X1023個電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g答案c練方法技巧.以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當導線中通過2mol電子時，下列說法正確的是A.鋅片?§解了1mol,銅片上析由1molH2.兩極上溶解和析生的物質(zhì)質(zhì)量相等c.鋅片溶解31g,銅片上析由1gH2D.鋅片?§解了1mol,硫酸消耗0.5mol答案A解析在涉及原電池的有關(guān)計算中，關(guān)鍵是要把握住一點，即兩極得、失電子數(shù)相等。利用這一特點，我們從電極反應看：負極：Zn—2e—===Zn2+;正極：2H++2e—===H23當溶解1mol鋅時失去2mol電子，銅片上析由1mol氫氣也得到2mol電子，得失電子守恒，這樣即可推由A正確。8.下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面由現(xiàn)氣泡B.用鋅片作負極，銅片作正極，在cuSo4溶液中，銅片質(zhì)量增加c.把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面由現(xiàn)一層鐵D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放生速率加快答案c解析銅片和鐵片緊靠并浸入稀H2so4中，銅片上的H十獲得由鐵片傳遞過來的電子2H++2e—===H2T,所以可觀察到銅片表面由現(xiàn)氣泡；鋅片作負極，銅片作正極，發(fā)生反應：Zn+cu2+===Zn2++cu,生成的cu在銅片上析曲使其質(zhì)量增加；銅片插入Fecl3溶液，發(fā)生的反應是cu+2Fe3+===cu2++2Fe2+,并沒有單質(zhì)鐵的析由；向盛有鋅粒和鹽酸的試管中，滴入幾滴cucl2溶液，發(fā)生反應：Zn+cu2+===Zn2++cu,置換生的cu與剩余的Zn接觸，置于鹽酸中，構(gòu)成了原電池，加速2H++2e—===H2T的反應，可觀察到氣泡放生速率加快。9.銀器皿日久表面會逐漸變成黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計用原電池進行“拋光”，其處理方法是：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀恢復光澤，且不會損失，試回答：食鹽的作用是在此原電池反應中，負極發(fā)生的電極反應為)正極發(fā)生的電極反應為反應過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應為)原電池總反應方程式為實際操作中，配制食鹽水時，通常還加入一定量的小蘇打，其主要作用是)這一反應的化學方程式是答案作電解質(zhì)起導電作用2Al-6e-===2Al3+3Ag2S+6e-===6Ag+3S2-2A13++3S2-+6H2o===2Al3J+3H2ST2A1+3Ag2S+6H2o===2A13+3H2ST+6Ag除去生成的H2S,防止污染空氣H2S+NaHco3===NaHSH2o+co2T解析形成原電池需要電解質(zhì)導電，因此Nacl是作電解質(zhì)起導電作用。根據(jù)題給信息“黑色褪去而銀不會損失”，必然發(fā)生Ag2s-->Ag變化。鋁比銀活潑，為負極，失電子變成A13+,反應為：Al-3e-===A13+oAg2s變?yōu)锳g和S2—,得電子，是原電池的正極，反應為：Ag2S+2e-===2Ag+S2-o溶液中2A13++3S2-+6H2o===2A13；+3H2ST因此，總反應為：2A1+3Ag2S+6H2o===6Ag+2A13+3H2ST硫化氫有毒，需除去，因此，NaHco3的作用是除去生成的H2S,防止污染空氣，反應為：H2S+NaHco3===NaHSH2o+co23練綜合拓展0.依據(jù)氧化還原反應：2Ag++cu===cu2++2Ag設(shè)計的原電池如下圖所示。請回答下列問題：電極X的材料是;電解質(zhì)溶液y是;銀電極為電池的極，發(fā)生的電極反應為；X電極上發(fā)生的電極反應為；外電路中的電子是從電極流向電極。答案銅AgNo3溶液正Ag++e—===Agcu—2e—===cu2+cuAg解析根據(jù)所給氧化還原反應的化學方程式，結(jié)合原電

池反應原理以及所給原電池裝置，cu應作負極，AgNo3溶液為電解質(zhì)溶液，從而推知：X的材料為銅，y是AgNo3溶液。銀為原電池的正極，發(fā)生的電極反應式為Ag++e-===AgoX電極上發(fā)生的電極反應式為cu—2e-===cu2+o外電路中的電子從銅電極流向銀電極。1.莫探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol•L—1的稀H2so4中，乙同學將電極放入6mol•L-1的NaoH溶液中，如圖所示。寫由甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應的反應式：負極)正極寫由乙池中發(fā)生的有關(guān)電極反應的反應式：負極,正極總反應離子方程式為O如果甲與乙兩位同學均認為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負極材料的金屬應比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷由活動性更強，而乙會判斷由活動性更強。由此實驗，可得到如下哪些結(jié)論？OA.利用原電池反應判斷金屬活動性順序應注意選擇合適的介質(zhì)B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強c.該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值D.該實驗說明化學研究對象復雜、反應條件多變，應具體問題具體分析上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序表直接判斷原電池中正、負極”的做法。如不可靠，則請范文材料你提由另一個判斷原電池正、負極可行的實驗方案答案mg—2e—===mg2-2H++2e—===H2T2Al+8oH6e—===2Alo—2+4H2o6H2o+6e—===6oH-+3H2T2Al+2oH—+2H2o===2Alo-2+3H2?mgAlAD不可靠將兩種金屬電極連上電流表而構(gòu)成原電池，利用電流表檢測電流的方向，從而判斷電子的流動方向，再來確定原電池的正、負極解析甲池中電池總反應方程式為mg+H2So4===mgSo4+H2T,mg作負極，電極反應式為mg-2e—===mg4,Al作正極，電極反應式為2H++2e—===H2T。乙池中電池總反應方程式為2Al+2NaoH+2H2o===2NaAlo2+3H2f,負極上為Al被氧化生成Al3+后與oH—反應生成Alo—2,電極反應式為2Al—6e—I-8oH—===2Alo-2+4H2o；正極產(chǎn)物為H2,電極反應式為6H2o+6e-===6oH-+3H23甲池中mg為負極，Al為正極；乙池中Al為負極，mg為正極，若根據(jù)負極材料金屬比正極活潑，則甲判斷mg活動性強，乙判斷Al活動性強。范文材料選AQmg的金屬活動性一定比Al強，金屬活動性順序表是正確的，應用廣泛。判斷正、負極可根據(jù)回路中電流方向或電子流向等進行判斷，直接利用金屬活動性順序表判斷原電池的正、負極是不可靠的。第2課時化學電源［目標要求］1,了解依據(jù)原電池原理開發(fā)的技術(shù)產(chǎn)品——化學電池。2,了解一次電池、二次電池、燃料電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍。3,正確書寫原電池的電極反應式和電池反應方程式。一、化學電池.電池的分類化學電池化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?#61481;一次電池：如普通鋅鎰干電池、堿性鋅鎰電池、銀鋅鈕扣電池二次電池：如鉛蓄電池等燃料電池：如氫氧燃料電池一次電池與二次電池的不同點一次電池的活性物質(zhì)消耗到一定程度就不能使用了，如普通的鋅鎰干電池、堿性鋅鎰干電池。二次電池又稱充電電池或蓄電池。放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。這類電池可以多次重復使用，如鉛蓄電池等。二、一次電池.鋅銀電池鋅銀電池負極是Zn,正極是Ag2o,電解質(zhì)是koH溶液，其電極反應如下：負極：Zn+20H2e—===Zn2;正極：Ag2o+2e—+H2o===2Ag+2oH—;電池總反應式：Zn+Ag2o+H2o===Zn2+2Ag。.堿性鋅鎰電池堿性鋅鎰電池的負極是Zn,正極是mno2電解質(zhì)是koH溶液，其電極反應為：負極：Zn—2e——k2oH—===Zn2;正極：2mno2+2e—■k2H2o===2mnooH2oH—;電池總反應式：Zn+2mno2+2H2o===2mnooH-Zn2。三、燃料電池.概念燃料電池是利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的氧化還原反應，將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學電池。燃料電池的氧化劑和還原劑不是全部儲藏在電池內(nèi)，而是在工作時不斷從外界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排由電池，因此，燃料電池能連續(xù)不斷地提供電能。.氫氧燃料電池結(jié)構(gòu)氫氧燃料電池示意圖工作原理電解質(zhì)溶液為koH溶液時：負極石墨:2H2+4oH——4e-===4H2o正極石墨:o2+2H2o+4e—===4oH—電池總反應式：2H2+o2===2H2o四、鉛蓄電池鉛蓄電池是最常見的二次電池，鉛蓄電池由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有Pbo2,負極板上覆蓋有Pb,電解質(zhì)是H2So4溶液，如圖所示。鉛蓄電池的構(gòu)造工作原理：負極：Pb+So2—4—2e—===PbSo4;正極：Pbo2+So2—4+4H++2e-===PbSo4+2H2o；總反應：Pb+Pbo2+2H2so4===2PbSoa2H2o。鉛蓄電池充電的反應是上述反應的逆過程：陰極：PbSo4+2e—===Pb+So2-4;陽極：PbSo4+2H2o—2e—===Pbo2+4H++So2—4;總反應：2PbSo4+2H2o===Pb^Pbo2+2H2so4可以把上述反應寫成一個可逆反應方程式：Pb+Pbo2+2H2so42PbSo務2H2o。知識點一化學電池.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。堿性鋅鎰電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為Zn+mno2+H2o===Zno+mn2下列說法中，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式為mno2+2H2o+2e—===mn2^2oH—c.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g答案c解析本題要求利用原電池的原理，分析堿性鋅鎰電池：鋅為負極，在反應中失去電子，故A正確；電池工作時，電流由正極通過外電路流向負極，而電子定向移動方向與電流方向相反，故c錯誤；由電子守恒知D項正確；由該電池反應的總反應式和原電池的原理寫由正極反應式知B正確。2.最近，科學家研制由一種紙質(zhì)電池，這種“軟電池”采用薄層紙片作為載體和傳導體，在一邊附著鋅，在另一邊附著二氧化鎰。電池總反應為Zn+2mno2+H2o===Zno+2mnooH下列說法不正確的是A.該電池Zn為負極，mno2為正極B.該電池的正極反應為mno2+e—+H2o===mnooH-oH一c.導電時外電路電子由Zn流向mno2內(nèi)電路電子由mno2流向ZnD.電池工作時水分子和oH-都能通過薄層紙片答案c解析原電池反應中Zn失電子、mno2得電子，因此該電池負極為Zn,正極為mno2。由電池總反應式減去負極反應式：Zn—2e—+2oH—===Zno+H2o即得正極反應式：mno2+e—+H2o===mnooHoH—。電子只能由Zn經(jīng)外電路流向mno2,而不能通過內(nèi)電路。知識點二二次電池.生產(chǎn)鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛、鑲合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSo4,干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應是2PbSo4+2H2oPbo2+Pb+2H2So4下列對鉛蓄電池的說法錯誤的是A.需要定期補充硫酸B.工作時鉛是負極，Pbo2是正極c.工作時負極上發(fā)生的反應是Pb-2e-+So2-4===PbSo4D.工作時電解質(zhì)的密度減小答案A解析鉛蓄電池放電時相當于原電池，Pb是負極，Pbo2是正極，負極發(fā)生的反應是Pb失去電子生成Pb2+,Pb2+范文材料與溶液中的So2—4生成PbSo4沉淀，放電時消耗的硫酸與充電時生成的硫酸相等，在電池制備時，PbSo4的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明H2so4不用補充；放電時，H2so4被消耗，溶液中的H2so4的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。.更新型可充電電池，能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應式為3Zn+2k2Feo4+8H2o3Zn2+2Fe3+4koH,以下說法不正確的是A.放電時負極反應式為Zn—2e—220H—===Zn2B.放電時正極反應式為Feo2—4+4H2o+3e—===Fe3+5oH-c.放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molk2Feo4被氧化D.充電時陽極附近的溶液的堿性減弱答案c解析選項A,放電時，在堿性條件下，Zn失去電子為電池的負極：Zn—2e—+2oH—===Zn2;選項B,根據(jù)放電時總電池反應式減去負極反應式可得放電時正極反應式為Feo2-4+4H2o+3e-===Fe3+5oH—;選項c,放電時，k2Feo4被還原；選項D,充電是放電的逆向反應，所以充電時，陽極消耗oH—,導致陽極附近的溶液的堿性減弱。知識點三燃料電池.固體氧化物燃料電池是以固體氧化培一氧化億為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子在其間通過。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。下列判斷正確的是A.有o2參加反應的a極為電池的負極B.b極的電極反應式為H2—2e—0o2—===H2oc.a極對應的電極反應式為o2+2H2o+4e—===4oHkD.該電池的總^反應式為2H2+。2=====高溫2H2o答案D解析因為電子從b電極流向a電極，所以b電極為負極，H2在該極發(fā)生氧化反應；a電極為正極，o2在該極發(fā)生還原反應。由此推斷該原電池的負極反應式為H2-2e—===2H+,正極電極反應式為12o2+2e—===o2一,則電池總反應式為2H2+。2=====高溫2H2o。6.一種新型燃料電池，它以多孔銀板為電極插入koH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，則有關(guān)此電池推斷正確的是A.通入乙烷的電極為正極B.參加反應的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比為7:2c.放電一段時間后，koH的物質(zhì)的量濃度減少D.負極反應式為c2H6+6H2o-14e—===2co2-3+18H范文材料十答案c解析乙烷燃燒的化學方程式為2c2H6+7o2—->4co2+6H2o,在該反應中氧氣得電子，乙烷失電子，因此通入氧氣的電極為正極，而通入乙烷的電極為負極，故A答案錯誤；反應中參加反應的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比應為2：7,故B答案錯誤；考慮到該電池是以koH為電解質(zhì)溶液的，生成的co2會和koH反應轉(zhuǎn)化成k2co3,反應中消耗koH,koH的物質(zhì)的量濃度減少，故c答案正確；由于該電池是以koH溶液為電解液的，D答案中負極生成的H+顯然在溶液中是不能存在的，故D答案錯誤?？紤]到電解質(zhì)溶液的影響，此時該電池的總反應式應為2c2H6+8koH+7o2—->4k2co3+10H2o,正極反應式為14H2o+7o2+28e—===28oH—,負極反應式可用總反應式減去正極反應式得到：2c2H6+36oH-—28e—===4co2—3+24H2o0練基礎(chǔ)落實.電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量，各式各樣電池的發(fā)明是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關(guān)電池的敘述正確的是A.鋅鎰干電池工作一段時間后碳棒變細B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔躢.氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅答案c解析因為鋅鎰干電池中鋅棒為負極，鋅棒變細，碳棒不變，故A錯；原電池是將化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，所以B錯；氫氧燃料電池負極反應為H2—2e—===2葉，所以c正確；太陽能電池采用硅材料制作，故D錯。2.下列有關(guān)電池的說法不正確的是A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極c.甲醇燃料電池可把化學能轉(zhuǎn)化為電能D.鋅鎰干電池中，鋅電極是負極答案B解析鋰離子電池可以充電后再次使用，屬于二次電池，A項正確；銅鋅原電池中銅為正極，故外電路中電流為銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項錯誤；電池的實質(zhì)是把化學能轉(zhuǎn)化成電能，c項正確；Zn失去電子生成Zn2+,故作為負極，D項正確。3.氫氧燃料電池用于航天飛機，電極反應產(chǎn)生的水經(jīng)冷凝后可作為航天員的飲用水，其電極反應式如下：負極：2H2+4oH—-4e-===4H2o正極：o2+2H2o+4e—===4oH—當?shù)玫?.8L飲用水時，電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為1.8mol3.6molc.100molD.200mol答案D解析n=1.8x103g18g•mol-1=100mol即每生成1molH2o則轉(zhuǎn)移2mole一,當生成100molH2o時，轉(zhuǎn)移200mole—。.蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應：Fe+Nio2+2H2oFe2+Ni2下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是A.放電時，F(xiàn)e是負極，Nio2是正極B.蓄電池的電極可以浸入莫種酸性電解質(zhì)溶液中c.放電時，負極上的電極反應為Fe+2oH——2e-===Fe2D.放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極方向移動答案B.如圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應式為2cH3oH+3o2===2co2+4H2o0下列說法正確的是A.左電極為電7tk的正極，a處通入的物質(zhì)是甲醇.右電極為電7tk的負極，b處通入的物質(zhì)是空氣c.負極反應式為cH3oH+H2o-6e—===co2T+6H+D.正極反應式o2+2H2o+4e—===4oH—答案c解析據(jù)圖知，在左電極有電子流由，應為電池的負極，被氧化的物質(zhì)是甲醇，在酸性電解液中產(chǎn)生co2,故A錯誤，c正確；右電極有電子流入，應為電池的正極，B錯誤；由于氫離子通過質(zhì)子交換膜進入正極區(qū)，所以正極反應式得到oH—是錯誤的。6.LiFePo4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為FePo4+LiLiFePo4,電池的正極材料是LiFePo4,負極材料是石墨，含Li+導電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePo4電池說法正確的是A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性B.放電時電池內(nèi)部Li+向負極移動c.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加D.放電時電池正極反應為：FePo4+Li++e—===LiFePo4答案D解析由于Li能和稀H2So4H2o反應，因止匕電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的陽極失電子，即LiFePo4—e—===Li++FePo4,因此陽極材料質(zhì)量會減少；將電解池陽極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知D正確。練方法技巧.在下圖裝置中，通電后可觀察到cu極溶解，則下列說法中不正確的是A.直流電源中，A是正極.兩池內(nèi)cuSo4溶液濃度均不改變c.兩鐵極.上最初析出物相同D.P池內(nèi)溶液的質(zhì)量逐漸減小答案B解析由于Li能和稀H2So4H2o反應，因此電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的陽極失電子，即LiFePo4-e-===Li++FePo4,因此陽極材料（LiFePo4）質(zhì)量會減少；將電解池陽極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知D正確。8.乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200c左右時供電，電池總反應式為c2H5o打3o2===2co2+3H2o,電池示意圖，下列說法中正確的是A.電池工作時，質(zhì)子向電池的負極遷移B.電池工作時，電流由b極沿導線流向a極c.a極上發(fā)生的電極反應是c2H5oH+3H2o+12e—===2co2+12H+D.b極上發(fā)生的電極反應是2H2o+o2+4e—===4oH—答案B解析通入乙醇的一極為負極，發(fā)生氧化反應；通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應。電池工作時，陽離子向電池的正極遷移，A項不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導線流向a極，B項正確；a極上乙醇應該失電子被氧化，所以c項不正確；因為電池中使用的是磺酸類質(zhì)子溶劑，所以電極反應式中不能由現(xiàn)oH—,D項不正確。練綜合拓展9.科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑，美國已計劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用粕或碳化鴇作為電極催化劑，在稀硫酸電解質(zhì)中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：這種電池放電時發(fā)生的化學反應方程式：此電池的正極發(fā)生的電極反應:)負極發(fā)生的電極反應：電解液中H+向極移動，向外電路釋放電子的電極是o使用該燃料電池的另一個好處是范文材料答案2cH3oH+3o2===2co2+4H2o3o2+12H++12e-===6H2o2cH3oH+2H2o-12e—===2co2+12H+正負極對環(huán)境無污染解析燃料電池的電池反應為燃料的氧化反應，在酸性條件下生成的co2不與H2So4反應，故電池總反應式為2cH3oH+3o2===2co2+4H2o。電池的正極o2得電子，由于是酸性環(huán)境，所以會生成H2o,用電池總反應式減去正極反應式即可得由負極的電極反應式。H+移向正極，在正極生成水。產(chǎn)物是co2和H2o,不會對環(huán)境造成污染。0.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍了一層細小的粕粉，粕吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是,在導線中電子流動方向為O負極反應式為O電極表面鍍粕粉的原因為該電池工作時，H2和o2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。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：I.2Li+H2====￡2LiHn.LiH+H2o===LioH+H2T①反應i中的還原劑是，反應n中的氧化劑②已知LiH固體密度為0.82g•cm—3,用鋰吸收224LH2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為③由②生成的LiH與H2o作用，放生的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%則導線中通過電子的物質(zhì)的量為mol。答案化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔躠至Ub2H2+4oH—-4e-===4H2o或H2+2oH—-2e-===2H2o增大電極單位面積吸附H2、o2的分子數(shù)，加快電極反應速率①LiH2o②1/1148或8.71X10—4③32解析電池是把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；在電池中，電子從負極經(jīng)導線流向正極，而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負極，故電子由a流動到boH2在負極失電子，因為電解質(zhì)溶液是koH溶液，故負極應式為2H2+40H4e—===4H20d電極表面鍍粕粉可以增大電極單位面積吸附H2、o2的分子數(shù)，從而增大反應速率。LiH中Li為+1價，H為一1價，故反應I中還原劑是Li,反應n中氧化劑是H20o由反應I可知吸收標準狀況下224LH2時生成160gLiH,則生成的LiH的體積是160g0.82g•cm—3,則生成的LiH的體積與被吸收的H2的體積之比為1600.82X224X103=11148。由②生成的20molLiH與H2o反應，由反應n可知生成20molH2,H2?2e—,能量轉(zhuǎn)化率為80%則通過的電子白^物質(zhì)的量為20molX2X80跆32mol。.由于Fe2極易被氧化，所以實驗室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制得白色純凈的Fe2沉淀，應用右圖電解實驗可以制得白色的純凈的Fe2沉淀，兩電極材料分別為石墨和鐵。范文材料a電極材料應為,電極反應式為0(2)電解液d可以是(填編號).A.純水B.Nacl溶液c.NaoH溶液D.cucl2c為苯，其作用是,在加入苯之前對d應作何簡單處理O(4)為了在較短時間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是(填編號)0A.改用稀硫酸作電解液B,適山|增大如源電壓c.適當減小兩電極間的距離D,適當降低電解液的溫質(zhì)(5)若d中用Na2So4溶液，當電解一段時間看到白色Fe2沉淀后，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象為O答案(1)鐵Fe-2e-===Fe2+Bc液封，防止Fe2被氧化加熱煮沸Bc5)白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色解析(1)a極應該用鐵，電極反應：Fe-2e-===Fe2+;在反應中提供Fe2+C(2)要生成Fe2,必須使溶液顯堿性，可以通過電解使溶液顯堿性，所以可以選用Nacl溶液，也可直接選用NaoH作電解液c3)在液體表面加一層苯的目的是起液封的作用，防止生成的Fe2被氧化；而在加入苯之前，應該對溶液d進行加熱煮沸，趕出其中溶解的空氣口4)為了加快反應速率，可以增大電源電壓和適當減小兩極間的距離，即B、c項措施。(5)若用Na2so4溶液，則會產(chǎn)生氧氣，將生成的Fe2氧化，會看到白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。第3課時電解池的工作原理［目標要求］1.理解電解原理，初步掌握一般電解反應產(chǎn)物的判斷方法。2.掌握電解電極反應方程式的書寫。3.了解電解反應的一般規(guī)律。一、電解.概念使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。.特點電解是最強有力的氧化還原手段，是不可逆的。電解質(zhì)溶液的導電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。二、電解池.定義把電能轉(zhuǎn)化成化學能的裝置。.形成條件直流電源；兩個電極：與電源正極相連的一極是陽極；與電源負極相連的一極是陰極；電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；形成閉合回路。.裝置及電極反應以電解cucl2溶液為例裝置電極反應陰極cu2-I—I-2e—===cu發(fā)生還原反應陽極2cl2e—===cl2發(fā)生氧化反應總反應cucl2=====電解cu+cl2T.電子流向和離子流向電子流向電源負極一->電解池陰極電解池陽極一->電源正極離子流向陽離子一->電解池陰極陰離子一->電解池陽極.電解熔融Nacl時的電極反應式為陽極：2cl2e—===cl2T;陰極：2Na++2e—===2Na知識點一電解池,下列有關(guān)電解池的說法正確的是A.在電解池中與外接電源負極相連的電極是陽極B.無論電解何種物質(zhì)，陽極上失電子數(shù)都與陰極上得電子數(shù)相等c.電解氯化銅溶液時，在陰極上有氣體生成D.電解Nacl、cucl2兩種溶液，參加反應的物質(zhì)是相同的答案B解析與負極相連的是陰極。電解氯化銅時，陽極上有氯氣生成，陰極上有銅析由；電解Nacl溶液時，水參加了反應，而電解cucl2溶液時，水沒有參加反應。2.學生欲完成反應cu+H2so4===cuSo什H2T而設(shè)計了下列四個實驗，你認為可行的是答案c知識點二電解原理上圖是電解cucl2溶液的裝置，兩個電極是石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是a為負極、b為正極a為陽極、b為陰極c.電解過程中，cl—濃度不變D.電解過程中，d電極質(zhì)量增加答案D解析電流的方向是從正極到負極，根據(jù)圖中電流方范文材料向，可知a為電源的正極，b為電源的負極，所以A項錯誤；在電解池中c、d才稱為陽、陰極，所以B項錯誤；在電解過程中，陽極：2cl2e—===cl2T,陰極：cu2++2e—===cu,所以溶液中的cl—濃度減小，c項錯誤；c與電源正極相接是陽極，d與電源的負極相接是陰極，所以c電極上析由氯氣，d電極上析由金屬銅，質(zhì)量增加，所以D項正確。4.cu2o是一種半導體材料，基于綠色化學理念設(shè)計的制取cu2o的電解池示意圖如圖所示，電解總反應為2cu+H2ocu2o+H2T。下列說法正確的是A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣B.銅電極發(fā)生還原反應c.銅電極接直流電源的負極D.當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molcu2o生成答案A解析由電解總反應可知，cu參加了反應，所以cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B選項錯誤；石墨作陰極，陰極上是溶液中的H+放電，電極反應為2H++2e-===H2T,A選項正確；陰極與電源的正極相連，c選項錯誤；陽極反應為2cu+20H2e—===cu2o+H2o,當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molcu2o生成，D選項錯誤。5.如圖為直流電源電解稀Na2So4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是A.逸生氣體的體積，a電極的小于b電極的B.一電極逸由無味氣體，另一電極逸由刺激性氣味氣體c.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色D.a電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色答案D解析Na2so4===2N升+So2-4,H2oH++oH—,So2-4和oH—移向b電極，Na+和H+移向a電極，在b電極上：4oH—-4e-===2H2o+o2f,在a電極上：2H++2e—===H2T,所以產(chǎn)生白^氣體體積a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無色無味的氣體；由于a電極上H+放電，所以a電極附近的c>c,滴加石蕊溶液，a電極附近呈藍色，同理b電極附近呈紅色。知識點三電解規(guī)律應用6.用惰性電極電解下列溶液一段時間后再加入一定量的莫種純凈物，能使溶液恢復到原來的成分和濃度的是AgNo3[AgNo3]NaoH[H2o]c.kcl[kcl]D.cuSo4[cu2]答案B解析A項：4AgNo3+2H2o====噸解4Ag+o2T+4HNo3脫離反應體系的物質(zhì)是4Ag+o2,相當于2Ag2o,所以應當加入適量Ag2o才能復原。；B項：2H2o=====電解2H2T+o2T脫離反應體系的是2H2+o2,相當于2H2o,加入適量水可以復原。c項：2kcl+2H2o====噸解2koH+H2T+cl2T脫離反應體系的是H2+cl2,相當于2Hcl,應通入適量Hcl氣體才能復原。D項：2cuSo4+2H2o====噸解2H2so4+2cu+02T脫離反應體系的是2cu+o2,相當于2cuo,加入適量cuo可以復原。.用粕作電極電解莫種溶液，通電一段時間后，溶液的pH變小，并且在陽極得到0.56L氣體，陰極得到1.12L氣體。由此可知溶液可能是A,稀鹽酸.kNo3溶液c.cuSo4溶液D.稀硫酸答案D解析陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為0.56L1.12L=12,相當于電解水，pH變小說明電解了含氧酸。練基礎(chǔ)落實.如圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)，a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味氣體放生，符合這一情況的是a極板b極板x電極z溶液A鋅石墨負極cuSo4B石墨石墨負極NaoHc銀鐵范文材料正極AgNo3D銅石墨負極cucl2答案A2.在水中加等物質(zhì)的量的Ag+、Pb2+、Na+、So2-4、No-3、cl―,該溶液放在用惰性電極作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)量比為35,5：10816:207c.8：1D.108：35.5答案c解析溶液中的六種離子，有四種發(fā)生反應生成沉淀，AgH—ccl—===AgclJ、Pb2H—PSo2—4===PbSo4j,最后落液就成了NaNo3溶液；而電解NaNo3溶液，實質(zhì)上就是電解水，電解方程式為2H2o====噸解2H2T+o23氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為m：m：=8：1,即c項正確。3.在100mLH2So雜口cuSo4的混合液中，用石墨作電極電解，兩極上均收集到2.24L氣體，則原混合液中，cu2+的物質(zhì)的量濃度為1mol•L—12mol•L—1c.3mol•L—1D.4mol•L—1答案A解析兩極均收集到氣體時，陰極是cu2+放電后，H十又放電生成氫氣；陽極是oH—放電生成氧氣。n=n=2.24L/22.4L•mol—1=0.1mol,由電子守恒得nX2+nX2=nX4,即：cX0.1Lx2+0.1molX2=0.1molX4,解得：c=1mol•L—1,本題考查在陽離子陰極的放電順序，cu2+>H+。4.用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1molcu2后恰好恢復到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.1mol0.2molc.0.3molD.