高考總復(fù)習(xí) 電極方程式的書(shū)寫(xiě)和常見(jiàn)電源

電極方程式的書(shū)寫(xiě)和常見(jiàn)電源知識(shí)點(diǎn)一：.電極方程式書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟：「還原劑-吐-二二氧化產(chǎn)物（負(fù)極發(fā)生盤(pán)圧B；參加反應(yīng)的微粒I正極發(fā)生還疇?wèi)?yīng)］和得失電子數(shù)氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物［在電解質(zhì)溶液的坯撞屮要生斕富的電極｛址物.即BL.Q業(yè)J±Q等是否參加反應(yīng)〔遵守電荷療恒，質(zhì)量守恒、電子守恒兩電扱反應(yīng)式相加.與總反應(yīng)式對(duì)照驗(yàn)證■■■?■BflIBS?"*兩電扱反應(yīng)式相加.與總反應(yīng)式對(duì)照驗(yàn)證負(fù)極：活潑金屬失電子，看陽(yáng)離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽(yáng)離子不能與電解液中的離子共存，則進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。例：甲烷燃料電池中，電解液為K0H,負(fù)極甲烷失8個(gè)電子生成CO2和屯0,但C02不能與0H-共存，要進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸根。正極：①當(dāng)負(fù)極材料能與電解液直接反應(yīng)時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子得電子。例：鋅銅原電池中，電解液為HCl，正極H+得電子生成H2o②當(dāng)負(fù)極材料不能與電解液反應(yīng)時(shí)，溶解在電解液中的02得電子。如果電解液呈酸性，02+4e-+4H+==2H20；如果電解液呈中性或堿性，O+4e-+2HO==4OH-o22特殊情況：Mg-Al-NaOH，Al作負(fù)極。負(fù)極：Al-3e-+4OH-==AlO-+2HO；正極：2HO+2e-==Hf+2OH-222Cu-Al-HNO3，Cu作負(fù)極。注意：Fe作負(fù)極時(shí)，氧化產(chǎn)物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（NH）和NH的電池反應(yīng)產(chǎn)物是HO和N24322無(wú)論是總反應(yīng)，還是電極反應(yīng)，都必須滿足電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒。pH變化規(guī)律：電極周?chē)合腛H-（H+），則電極周?chē)芤旱膒H減?。ㄔ龃螅?；反應(yīng)生成OH-（H+），則電極周?chē)芤旱膒H增大（減?。Ｈ芤海喝艨偡磻?yīng)的結(jié)果是消耗OH-（H+）,貝9溶液的pH減?。ㄔ龃螅?；若總反應(yīng)的結(jié)果是生成OH-（H+）,貝9溶液的pH增大（減?。?；若總反應(yīng)消耗和生成OH-（H+）的物質(zhì)

的量相等，則溶液的pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。書(shū)寫(xiě)下列原電池的電極方程式Cu—HSO—Zn原電池24正極：2H++2e-—Hf2負(fù)極：Zn-2e-—Zn2+總反應(yīng)式：Zn+2H+==Zn2++H2Cu—FeCl—C原電池3正極：2Fe3++2e-—2Fe2+負(fù)極：Cu-2e-—Cu2+總反應(yīng)式：2Fe3++Cu==2Fe2++鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕正極：O+2HO+4e-—4OH-22負(fù)極：2Fe-4e-—2Fe2+總反應(yīng)式：2Fe+O+2HO==2Fe22氫氧燃料電池（中性介質(zhì)）正極：O+2HO+4e-—4OH-22負(fù)極：2H?-4e-—4H+總反應(yīng)式：2H+O==2HO222氫氧燃料電池（酸性介質(zhì)）正極：O+4H++4e-—2HO22負(fù)極：2H?-4e-—4H+總反應(yīng)式：2H+O==2HO222氫氧燃料電池（堿性介質(zhì)）正極：O+2HO+4e-—4OH-22負(fù)極：2H-4e-+4OH-—4HO22總反應(yīng)式：2H+O==2HO222鉛蓄電池（放電）正極（PbO）：2PbO+2e-+SO2-+4H+—PbSOCu2++2HO224Cu2++2HO2負(fù)極（Pb）:Pb-2e-+SO2一PbSO44總反應(yīng)式:Pb+PbO+4H++2SO2-==2PbSO+2HO2442Al—NaOH—Mg原電池正極：6HO+6e-—3Hf+6OH-22負(fù)極：2Al-6e-+8OH-—2AlO-+4HO22總反應(yīng)式：2A1+2OH-+2HO==2AlO-+3H2f22CH燃料電池（堿性介質(zhì)）4正極：2O+4HO+8e-—8OH-22負(fù)極：CH-8e-+10OH-—CO2-+7HOTOC\o"1-5"\h\z432總反應(yīng)式：CH+2O+2OH-==CO2-+3HO4232熔融碳酸鹽燃料電池（LiCO和NaCO熔融鹽作電解液，CO作燃料）：2323正極：O+2CO+4e-—2CO2-（持續(xù)補(bǔ)充CO氣體）2232負(fù)極：2CO+2CO2--4e-—4CO32總反應(yīng)式：2CO+O==2CO22銀鋅紐扣電池（堿性介質(zhì)）正極（AgO）：AgO+HO+2e-—2Ag+2OH-負(fù)極（Zn）：Zn+2OH--2e-—ZnO+HO總反應(yīng)式：Zn+Ag鳥(niǎo)。==ZnO+2Ag例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(shuō)法中不正確的是由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Al—3e—===Al3+由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Al—3e—+4OH—===AlO—+2H2O由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu—2e—===Cu2+由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu—2e—===Cu2+答案：C例2.鋅銅原電池（如圖）工作時(shí)，下列敘述正確的是鹽折（鹽折（裝TT珈脂一飽和KC】常液正極反應(yīng)為Zn—2e—===Zn2+電池反應(yīng)為Zn+Cu2+===Zn2++Cu在外電路中，電流從負(fù)極流向正極鹽橋中的K+移向ZnS04溶液【答案】B例3.甲醇、空氣(含CO2)，與碳酸鋰熔融鹽燃料電池。甲醇被氧化，因此通甲醇的一極是負(fù)極，CO32-參與反應(yīng)。負(fù)極反應(yīng)：正極反應(yīng)：總反應(yīng)：例4.判斷下列原電池的正負(fù)極？并寫(xiě)出正負(fù)極電極方程式H2SO4NaOH旅HNQ例5.固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse)公司研制開(kāi)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(guò)。該電池的工作原理如圖所示，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()l/2lh(■塞孔電按a有02放電的a極為電池的負(fù)極有H2放電的b極為電池的負(fù)極a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為02＋2H20＋4e-===40H-該電池的總反應(yīng)方程式為2H2+022H20答案：BD

(原子能電池:將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能通過(guò)熱電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽(yáng)能電池：將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置化學(xué)電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置<一次電池：活性物質(zhì)消耗到一定程度就無(wú)法繼續(xù)使用的電池，如：普通鋅錳電池等?；瘜W(xué)電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置I二次電池：又稱為充電電池或蓄電池，放/電后可充電式活性物質(zhì)獲得再生。如鉛蓄電池等。燃料電池：如氫氧燃料電池、甲烷燃料電I池等等。鋅錳干電池⑴結(jié)構(gòu):鋅錳干電池是以鋅筒為負(fù)極，石墨棒為正極，在石墨棒周?chē)畛浜隣畹腗nO和NHC1TOC\o"1-5"\h\z24作電解質(zhì)。原理：鋅錳電池是一次性電池，放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的。負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn—2e-===Zn+,正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO+2NH++2e-===MnO2423+2NH+H0。2缺陷與改進(jìn)：鋅錳干電池電量小，而且在放電過(guò)程中容易發(fā)生氣漲或漏液，會(huì)導(dǎo)致電器設(shè)備的腐蝕。改進(jìn)措施：①在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池；②將電池內(nèi)的電解質(zhì)NHC1換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，制成堿性鋅錳電池。4充電電池⑴充電電池又稱二次電池。充電電池在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)又逆向進(jìn)行，生成物重新轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，使充電、放電可在一定時(shí)間內(nèi)循環(huán)進(jìn)行。充電電池中能量的放電轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)能充電電能。(2)常見(jiàn)的充電電池鉛蓄電池負(fù)極是Pb,正極是Pb02，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液，常作汽車(chē)電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。鎳鎘電池以Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極，以KOH為電解質(zhì)，壽命比鉛蓄電池長(zhǎng)，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄鎳鎘電池如不回收，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。堿金屬中的Li是最輕的金屬，活潑性極強(qiáng)，是制造電池的理想物質(zhì)。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。燃料電池以代熾料電池曲造示意閨燃料電池是通過(guò)燃料與氧化劑分別在兩個(gè)電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下：負(fù)極：2H2+4OH--4e-===4HO(氧化反應(yīng))；正極：0+2H0+4e-===40田（還原反應(yīng)）；22總反應(yīng)：2H+0===2H0。222例6?燃料電池是燃料（如CO、H、CH等）跟氧氣（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，24若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法正確的是（）負(fù)極反應(yīng)式：0+2H0+4e-===40H-22負(fù)極反應(yīng)式：CH+80H--8e-===C0+6H022隨著放電的進(jìn)行，溶液的氫氧根濃度不變放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)解析02+2H20+4e-===40H-應(yīng)為正極反應(yīng)式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強(qiáng)堿溶液中逸出，它將進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根。所以負(fù)極反應(yīng)式為CH+100H-—8e-===C02-+7H0。432由于部分堿液和二氧化碳反應(yīng)，所以溶液的c（0H-）將減小。答案D例7.燃料電池是目前電池研究的熱點(diǎn)之一?，F(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池，如圖所示a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是（）a極是負(fù)極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)b極反應(yīng)是0+40H-—4e-===2H022總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H+0===2H0222氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源答案B解析a極通H2為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2+40H-—4e-===4H20發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；b極通02為正極，電極反應(yīng)式為02+2H20+4e-===40H-,B不正確；正負(fù)極電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)為2H2+02===2H20，C正確；氫氧燃料電池的能量高，且產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，故是具有應(yīng)用前景的綠色電源，D正確。例8..對(duì)化學(xué)電源的敘述正確的是（）化學(xué)電源比火力發(fā)電對(duì)化學(xué)能的利用率高化學(xué)電源所提供的電能居于人類(lèi)社會(huì)現(xiàn)階段總耗電量的首位化學(xué)電源均是安全、無(wú)污染的化學(xué)電源即為可充電電池答案A解析由于是化學(xué)能與電能的直接轉(zhuǎn)化，節(jié)省了許多中間環(huán)節(jié)，所以化學(xué)電源對(duì)化學(xué)能的利用率比火力發(fā)電高得多，但火力發(fā)電仍居世界耗電量的首位；化學(xué)電源一般較安全，但含重金屬的電源如果隨意丟棄，將會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染；有些化學(xué)電源是可充電電源（如鎳鎘電池），有些是不可充電的（如干電池）。例9.廢電池處理不當(dāng)不僅造成浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對(duì)人體健康也存在極大的危害。有同學(xué)想變廢為寶，他的以下想法你認(rèn)為不正確的是（）把鋅皮取下洗凈用于實(shí)驗(yàn)室制取氫氣碳棒取出洗凈用作電極把銅帽取下洗凈回收利用電池內(nèi)部填有NHC1等化學(xué)物質(zhì)，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥施用4答案D解析雖然氯化銨是一種化學(xué)肥料，但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì)，如果用作化肥，會(huì)污染土壤，進(jìn)入生物鏈后，影響人體健康。隨堂練習(xí)：日常所用干電池的電極分別為石墨棒(上面有銅帽)和鋅皮，用糊狀NH4C1和ZnCl2作電解質(zhì)(其中加入Mn02吸收H2),電極反應(yīng)式可簡(jiǎn)化為Zn-2e-2n2+,2N+2e-'2NH3f+H2f(NH3與Zn2+能生成一種穩(wěn)定的物質(zhì))。根據(jù)上述判斷,下列結(jié)論正確的是()①鋅為正極，石墨為負(fù)極②鋅為負(fù)極，石墨為正極電池工作時(shí)，電子由石墨極經(jīng)過(guò)外電路流向鋅極長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用時(shí)，內(nèi)裝糊狀物可能流出，從而腐蝕用電器①③B.②③C.③④D.②④鎳氫電池的總反應(yīng)式是H2+2Ni0(0H)：2Ni(OH)2,根據(jù)此反應(yīng)式判斷,此電池放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()NiO(OH)B.Ni(OH)2C.H2D.H2和NiO(OH)實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取C12,已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：負(fù)極:Pb+S-2e-——PbS04正極:PbO2+4H++S+2e-—PbSO4+2H2O今欲制得C120.050mol,這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是()0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol4?汽車(chē)的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池。其結(jié)構(gòu)如下圖所示，放電時(shí)的電池反應(yīng)如下:PbO2+Pb+2H2SO4—2PbSO4+2H2O。根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是()PbO2是電池的負(fù)極Pb是負(fù)極PbO2得電子，被氧化電池放電時(shí),溶液酸性增強(qiáng)目前，科學(xué)家提出了一種經(jīng)濟(jì)而且理想的獲得氫能源的循環(huán)體系(如圖)。關(guān)于此循環(huán)體系,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()衣陽(yáng)嘔HiO電能旳+6燃料電池能夠使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能燃料電池中通入H2的一極作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)在此循環(huán)中發(fā)生了反應(yīng):2H2O—2H2f+O2f目前化學(xué)家急需解決的問(wèn)題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑如下圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸時(shí))和堿式［當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時(shí)］兩種。試回答下列問(wèn)題：?—|2c-2c-?—|2c-2c-電解應(yīng)解我憫曲氧円人口蠶寶氣人口氫氧燃料電池示意圖酸式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極，正極;電池總反應(yīng)：。堿式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極，正極;電池總反應(yīng)：。譽(yù)鎳鎘可充電電池在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的充、放電反應(yīng)為Cd+2Ni00H+2H20,??Cd(OH)2+2Ni(OH)2。鐮鎘電池示鍛圖請(qǐng)回答下列問(wèn)題：⑴放電時(shí)，還原反應(yīng)在(填“a”或“b”)極進(jìn)行，負(fù)極的電極反應(yīng)式為,在放電過(guò)程中，正極附近的電解質(zhì)溶液堿性會(huì)(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。(2)鎳鎘廢舊電池必須進(jìn)行回收并集中處理,最主要的原因是。課后作業(yè)s鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()2H++2e-=HB.2H0+0+4e-=40H-222C.Fe^Fe2++2e-D.4OH--4e-^2HO+O22100mL濃度為2molL-1的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是()A.加入適量的6molL-1的鹽酸B.加入數(shù)滴氯化銅溶液C.加入適量蒸餾水D.加入適量的氯化鈉溶液家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過(guò)程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是()A.4Fe(0H)+2H0+04Fe(0H)；B.2Fe+2H0+02Fe(0H)；2223222C.2H0+0+4e-^40H-D.Fe^Fe3+-3e-22下列敘述中正確的是()構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬由Cu、Zn作電極與CuS0溶液組成的原電池中Cu是負(fù)極4馬口鐵(鍍錫鐵)破損時(shí)與電解質(zhì)溶液接觸的錫先被腐蝕銅鋅原電池工作時(shí)，若有13g鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過(guò)鉛蓄電池的兩極分別為Pb、Pb02，電解質(zhì)溶液為硫酸，工作時(shí)反應(yīng)為：Pb+Pb0+2HS02PbS0+2H022442下列結(jié)論正確的是()A.Pb為正極被氧化B.S02--只向Pb0極移動(dòng)42C.電解質(zhì)溶液密度不斷減小D.溶液的pH不斷減小燃料電池是燃料(例如C0、H、CH等)跟氧氣或空氣起反應(yīng)，將此反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變24為電能的裝置，電解質(zhì)溶液通常是K0H溶液。下列關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法不正確的是()負(fù)極反應(yīng)式為：CH+100H--8e-=C02--+7H0432正極反應(yīng)式為：20+4H0+8e-=80H-22隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃料的能量利用率大如下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?)①②③④

A.②①③④④③①②④②①③A.②①③④④③①②④②①③D.③②④①&微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag20和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH，電池反應(yīng)為：Ag2O+Zn2Ag+ZnO。據(jù)此判斷下列敘述，其中正確的是()Ag2O是正極，Zn是負(fù)極在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液pH減小在使用過(guò)程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極Zn極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O極發(fā)生氧化反應(yīng)如下圖所示容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是()①②③④①②③④A?④〉②，①〉③B?②〉①，③〉④C.④〉②，③〉①D.③〉②＞@＞①鐵釘與碳棒用導(dǎo)線連接后，浸入到0.01molL-1的食鹽溶液中，可能發(fā)生的反應(yīng)是()A.碳棒上放出Cl2B.碳棒附近產(chǎn)生0H-C.碳棒上放出02D.鐵釘被氧化