(渝冀閩)2022-2023版高中化學 專題2 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 第三單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學電源學案 蘇教版必修2

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1、(渝冀閩)2022-2023版高中化學 專題2 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 第三單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學電源學案 蘇教版必修2 一、常見的化學電源 1.鋅錳干電池 (1)結(jié)構(gòu) 鋅錳干電池是以鋅筒為負極,石墨棒為正極,在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作電解質(zhì)。 (2)原理 鋅錳電池是一次性電池,放電之后不能充電,內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的。 (3)電極反應 負極發(fā)生的電極反應為Zn-2e-===Zn2+,正極發(fā)生的電極反應為2MnO2+2NH+2e-===Mn2O3+2NH3↑+H2O。 (4)缺陷與改進措施 鋅錳干電池電量小,而且在放電過程中容易發(fā)生

2、氣漲或漏液,會導致電器設備的腐蝕。 改進措施: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)NH4Cl換成濕的KOH,并在構(gòu)造上進行改進,制成堿性鋅錳電池。 2.充電電池 (1)充電電池又稱二次電池。其能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學能電能。 (2)常見的充電電池 ①鉛蓄電池 常作汽車電瓶,電壓穩(wěn)定,使用方便安全。負極材料是Pb,正極材料是PbO2,電解質(zhì)溶液是硫酸溶液。 ②鎳鎘電池 以Cd為負極,NiO(OH)為正極,以KOH為電解質(zhì),壽命比鉛蓄電池長,但鎘是致癌物質(zhì),廢棄的鎳鎘電池如不回收,會嚴重污染環(huán)境。 ③堿金屬中的Li是最輕的金屬,活動性極強,是

3、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。 3.燃料電池 (1)燃料電池是通過燃料氣體與氧氣分別在兩個電極上發(fā)生氧化、還原反應,將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (2)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物不是儲存在電池內(nèi)部,而是由外設裝備提供燃料和氧化劑等。 (3)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如下: 負極:2H2+4OH--4e-===4H2O(氧化反應); 正極:O2+2H2O+4e-===4OH-(還原反應); 總反應:2H2+O2===2H2O。  從電極反應認識化學

4、電池類型 (1)活潑金屬作負極,被腐蝕或消耗,發(fā)生氧化反應,如鋅錳干電池。 (2)兩電極都參加反應,如鉛蓄電池。 (3)兩電極均為惰性電極,電極本身不發(fā)生反應,而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應,如燃料電池。 例1 下列電池工作時,O2在正極得電子的是(  ) A B C D 鋅錳電池 鉛蓄電池 氫氧燃料電池 鎳鎘電池 考點 常見化學電源 題點 常見化學電源的分類 答案 C 例2 汽車的啟動電源常用鉛蓄電池,其放電時的原電池反應如下:PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,根據(jù)此反應判斷,下列敘述中正確的是(  ) A.Pb

5、是正極 B.PbO2得電子,被氧化 C.負極反應是Pb+SO-2e-===PbSO4 D.電池放電時,溶液的酸性增強 考點 常見化學電源 題點 鉛蓄電池 答案 C 解析 從鉛蓄電池的放電反應可以看出:放電過程中Pb失去電子變?yōu)镻b2+,發(fā)生氧化反應,因而Pb是負極;PbO2得到電子發(fā)生還原反應,被還原;反應過程中消耗了H2SO4,使溶液的酸性減弱。 思維啟迪 二次電池的放電、充電是相反的過程,如鉛蓄電池放電時,Pb電極上發(fā)生氧化反應,充電時Pb電極上發(fā)生還原反應,PbO2電極亦是如此。 二、電池中電極反應式的書寫 1.充電電池電極反應式的書寫方法 (1)先標出原電池總反

6、應式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,指出參與負極和正極反應的物質(zhì)。 (2)寫出一個比較容易書寫的電極反應式(書寫時一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存)。 (3)在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應式減去寫出的電極反應式即得另一電極反應式。 例3 鉛蓄電池是化學電源,其電極材料分別是Pb和PbO2,電解液為稀硫酸。工作時該電池總反應式為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。根據(jù)上述情況判斷: (1)工作時,電解質(zhì)溶液的pH______(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)工作時,電解質(zhì)溶液中的陰離子移向______極。 (3)電流方向從______極流向______極。 (

7、4)寫出負極的電極反應式:__________________________________________________。 (5)當鉛蓄電池向外電路提供1 mol電子時,理論上負極板的質(zhì)量增加______ g。 考點 常見化學電源 題點 鉛蓄電池的相關(guān)綜合 答案 (1)增大 (2)負 (3)正 負 (4)Pb+SO-2e-===PbSO4 (5)48 解析 本題解答時應從兩方面入手:一是根據(jù)電池總反應式明確鉛蓄電池的工作原理,二是抓住電極反應中各反應物和生成物之間量的關(guān)系。由鉛蓄電池工作時總反應式可知Pb為負極,負極反應為Pb-2e-+SO===PbSO4,PbO2為正極,正

8、極反應為PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O。由于電池工作時,不斷消耗H2SO4且生成水,使H+的濃度減小,故pH增大;陰離子移向負極,電流方向與電子移動方向相反,由正極到負極;當外電路中通過1 mol電子時,根據(jù)PbPbSO4,則負極增重為SO的質(zhì)量,即96 g·mol-1× mol=48 g。 2.燃料電池電極反應式的書寫方法 (1)寫出電池總反應式。燃料電池的總反應與燃料的燃燒反應一致,若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應則總反應為加合后的反應。甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的總反應為CH4+2O2+2NaOH===Na2CO3+3H2O。 (2)寫出電池的正極反應式

9、。 根據(jù)燃料電池的特點,一般在正極上發(fā)生還原反應的物質(zhì)都是O2,隨著電解質(zhì)溶液的不同,其電極反應有所不同,其實,我們只要熟記以下兩種情況: ①酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下的電極反應式: O2+4H++4e-===2H2O。 ②堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下的電極反應式: O2+2H2O+4e-===4OH-。 (3)根據(jù)電池總反應式和正極反應式寫出電池的負極反應式。 例4 如圖所示,可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當電解質(zhì)溶液為硫酸時)和堿式[當電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時]兩種。 試回答下列問題: (1)酸式電池的電極反應:負極:______________

10、__________________________________, 正極:________________________________________________________________________; 電池總反應:_______________________________________________________; 電解質(zhì)溶液pH的變化為________(填“變大”“變小”或“不變”)。 (2)堿式電池的電極反應:負極:____________________________________________________, 正極:_________

11、_____;電池總反應:_______________________________________; 電解質(zhì)溶液pH的變化為__________(填“變大”“變小”或“不變”)。 考點 常見化學電源 題點 電極反應式的書寫 答案 (1)2H2-4e-===4H+ O2+4e-+4H+===2H2O 2H2+O2===2H2O 變大 (2)2H2-4e-+4OH-===4H2O O2+4e-+2H2O===4OH- 2H2+O2===2H2O 變小 解析 (1)正極上,O2得電子變?yōu)镺2-,溶液中O2-不能單獨存在,酸性條件下與H+結(jié)合成H2O。負極上,H2失電子變?yōu)镠+,H+進

12、入電解質(zhì)溶液。電池總反應相當于H2在O2中燃燒的反應,由于有水生成,溶液將逐漸變稀,故pH變大。(2)正極上,O2得電子變?yōu)镺2-,溶液中O2-不能單獨存在,堿性條件下與H2O結(jié)合成OH-。負極上,H2失電子變?yōu)镠+,堿性條件下H+不能大量存在,與OH-結(jié)合成H2O。電池總反應相當于H2在O2中燃燒的反應。同樣,由于有水生成,c(OH-)變小,pH變小。 1.下列幾種化學電池中,不屬于可充電電池的是(  ) A.堿性鋅錳電池 B.手機用鋰電池 C.汽車用鉛蓄電池 D.玩具用鎳氫電池 考點 常見化學電源 題點 常見電源的分類 答案 A 解析 A項,堿性鋅錳電池屬

13、于一次電池,不屬于可充電電池,正確;B項,手機用鋰電池屬于可充電電池,錯誤;C項,汽車用鉛蓄電池屬于可充電電池,錯誤;D項,玩具用鎳氫電池屬于可充電電池,錯誤。 2.下列有關(guān)鋅錳干電池的說法中正確的是(  ) A.鋅外殼是負極,石墨碳棒是正極材料 B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼 C.電流從鋅流到碳棒上 D.在電池內(nèi)部陽離子從碳棒向鋅片移動 考點 常見化學電源 題點 鋅錳干電池 答案 A 解析 A項,在鋅錳干電池中,鋅外殼是負極,石墨碳棒是正極,故正確;B項,在外電路中電子從鋅外殼流向碳棒,故錯誤;C項,電流的方向與電子的流向相反,應從碳棒流向鋅,故錯誤;D項,電池內(nèi)部,陽

14、離子向正極碳棒移動,故錯誤。 3.(2017·北京101中學期中)LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩。下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(  ) A.a(chǎn)處通入氧氣,b處通入氫氣 B.通入H2的電極發(fā)生反應:H2-2e-===2H+ C.通入O2的電極為電池的正極 D.該裝置將化學能最終轉(zhuǎn)化為電能 考點 常見化學電源 題點 氫氧燃料電池 答案 C 解析 A項,由電子流向可知a為負極,b為正極,負極上發(fā)生氧化反應,通入的是氫氣,正極上發(fā)生還原反應,通入的是氧氣,故錯誤;B項,a為正極,通入氫氣,電解質(zhì)溶液為堿性,因此發(fā)生的電極反應為H2-2e-

15、+2OH-===2H2O,故錯誤;C項,氧氣得電子,因此通入氧氣的電極為電池的正極,故正確;D項,該裝置的能量轉(zhuǎn)換是化學能―→電能―→光能,故錯誤。 4.茫茫黑夜中,航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt—Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中(  ) ①鋁合金是負極 ②海水是電解質(zhì)溶液?、垆X合金電極發(fā)生還原反應 A.①② B.②③ C.①③ D.①②③ 考點 新型化學電源 題點 金屬空氣燃料電池 答案 A 5.銀鋅電池是一種常見化學電源,其反應原理:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。其工作示意圖

16、如圖所示。下列說法不正確的是(  ) A.Zn電極是負極 B.Ag2O電極發(fā)生還原反應 C.Zn電極的電極反應式:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 D.放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變 考點 常見化學電源 題點 常見化學電源的綜合 答案 D 解析 反應中鋅失去電子,Zn電極是負極,A正確;Ag2O得到電子,發(fā)生還原反應,B正確;電解質(zhì)溶液顯堿性,Zn電極的電極反應式:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,C正確;根據(jù)方程式可知消耗水,且產(chǎn)生氫氧化鋅,氫氧根濃度增大,放電后電解質(zhì)溶液的pH升高,D錯誤。 6.有一種微型電池,其電極分別為Zn和Ag2O,電解質(zhì)

17、溶液是KOH溶液,試回答下列問題: (1)原電池是把________能轉(zhuǎn)化成__________能的裝置。 (2)該電池中Zn極為________極。 (3)當金屬Zn消耗了16.25 g時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________。 考點 常見化學電源 題點 常見化學電源的綜合 答案 (1)化學 電 (2)負 (3)0.5 mol [對點訓練] 題組一 常見化學電源 1.廢電池處理不當不僅造成浪費,還會對環(huán)境造成嚴重污染,對人體健康也存在極大的危害。有同學想將其變廢為寶,以下他的想法你認為不正確的是(  ) A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣 B.碳棒取出洗凈用

18、作電極 C.把銅帽取下洗凈回收利用 D.電池內(nèi)部填有NH4Cl等化學物質(zhì),將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用 考點 常見化學電源 題點 廢舊電池的危害及回收利用 答案 D 解析 雖然氯化銨是一種化學肥料,但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì),如果用作化肥,會污染土壤,進入生物鏈后,影響人體健康。 2.最早使用的化學電池是鋅錳電池,即大家熟悉的干電池,其結(jié)構(gòu)如圖所示。 盡管這種電池的歷史悠久,但對于它的化學過程人們尚未完全了解。一般認為,放電時,電池中的反應如下: E極:2MnO2+2e-+2NH===Mn2O3+H2O+2NH3↑ F極:Zn-2e-===Zn2+ 總反應式:2Mn

19、O2+Zn+2NH===Mn2O3+Zn2++2NH3↑+H2O 下列說法正確的是(  ) A.E極是電池的正極,發(fā)生的是氧化反應 B.F極是電池的負極,發(fā)生的是氧化反應 C.從結(jié)構(gòu)上分析,鋅錳電池應屬于可充電電池 D.鋅錳電池內(nèi)部發(fā)生的氧化還原反應是可逆的 考點 常見化學電源 題點 鋅錳干電池 答案 B 解析 E極發(fā)生還原反應,應為電池的正極,F(xiàn)極發(fā)生氧化反應,為電池的負極。干電池中反應不可逆,故不屬于可充電電池。 3.鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2,電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液,電池放電時的反應為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列對電池放電

20、時的分析正確的是(  ) A.Pb為正極被氧化 B.電子從PbO2流向外電路 C.SO向PbO2處移動 D.電解質(zhì)溶液pH不斷增大 考點 常見化學電源 題點 鉛蓄電池 答案 D 解析 根據(jù)元素化合價變化知,鉛失電子作還原劑而被氧化,則鉛作負極,故A錯誤;該原電池中,鉛失電子作負極,二氧化鉛得電子作正極,導致電子從鉛沿導線流向正極二氧化鉛,故B錯誤;該原電池放電時,硫酸根離子向負極鉛移動,氫離子向正極二氧化鉛移動,故C錯誤;根據(jù)電池反應式知,硫酸參加反應,則溶液中氫離子濃度逐漸減小,溶液的pH逐漸增大,故D正確。 4.氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上,其反應原理示意圖如下所示。

21、下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法,正確的是(  ) A.該電池工作時電能轉(zhuǎn)化為化學能 B.該電池中電極a是正極 C.外電路中電子由電極b通過導線流向電極a D.該電池的總反應:2H2+O2===2H2O 考點 常見化學電源 題點 氫氧燃料電池 答案 D 解析 燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能,A項不正確;a極通入H2發(fā)生氧化反應,是電池的負極,B項不正確;外電路中電子由負極流向正極,即由電極a通過導線流向電極b,C項不正確。 5.下列關(guān)于化學電源的說法正確的是(  ) A.干電池放電之后還能再充電 B.充電電池在放電和充電時都將化學能轉(zhuǎn)化為電能 C.充電電池可以無限制地反復放

22、電、充電 D.氫氧燃料電池是一種環(huán)境友好型電池 考點 常見化學電源 題點 常見化學電源的綜合判斷 答案 D 解析 A項,干電池是一次性電池,放電之后不能再充電,錯誤;B項,充電電池在放電時化學能轉(zhuǎn)化為電能,充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學能,錯誤;C項,充電電池不能無限制地反復放電、充電,錯誤;D項,氫氧燃料電池的生成物是水,是一種環(huán)境友好型電池,正確。 題組二 新型化學電源 6.鋰電池是一代新型高能電池,它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視,目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應式為Li+MnO2===LiMnO2,下列說法正確的是(  ) A.Li是正極,電極反應為Li-e-==

23、=Li+ B.Li是負極,電極反應為Li-e-===Li+ C.MnO2是負極,電極反應為MnO2+e-===MnO D.Li是負極,電極反應為Li-2e-===Li2+ 考點 新型化學電源 題點 用途廣泛的鋰電池 答案 B 解析 由總反應i+nO2===inO2可知,Li元素在反應后化合價升高(0→+1),Mn元素在反應后化合價降低(+4→+3)。Li被氧化,在電池中作負極,電極反應為Li-e-===Li+,MnO2在正極上反應,電極反應為MnO2+e-===MnO。 7.魚雷采用Al—Ag2O動力電池,以溶有氫氧化鉀的流動海水為電解液,電池反應為2Al+3Ag2O+2KOH

24、===6Ag+2KAlO2+H2O,下列說法錯誤的是(  ) A.Ag2O為電池的正極 B.Al在電池反應中被氧化 C.電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Al極 D.溶液中的OH-向Al極遷移 考點 新型化學電源 題點 層出不窮的新型化學電源 答案 C 解析 A項,根據(jù)原電池工作原理,化合價升高,失電子的作負極,即鋁單質(zhì)作負極,則Ag2O作電池的正極,正確;B項,根據(jù)電池總反應,鋁的化合價升高,被氧化,正確;C項,根據(jù)原電池工作原理,外電路電子從負極流向正極,由鋁流向氧化銀,錯誤;D項,根據(jù)原電池工作原理,陽離子移向正極,陰離子移向負極,即OH-移向鋁極,正確。 8.(2017·永

25、州高一檢測)鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池可以發(fā)生如下反應:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知,該電池的負極材料是(  ) A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2 考點 新型化學電源 題點 ??汲P碌某潆婋姵? 答案 A 解析 放電時,元素化合價升高的物質(zhì)為負極材料。 9.將鉑電極放置在KOH溶液中,然后分別向兩極通入CH4和O2,即產(chǎn)生電流,稱為甲烷燃料電池。已知甲烷燃料電池兩個電極上的反應分別為CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O,2O2+8e-+4H2O===8OH-。下列有關(guān)說法中錯誤的是

26、(  ) A.CH4在負極上反應,O2在正極上反應 B.放電過程中電解質(zhì)溶液的堿性減弱 C.此電池屬于環(huán)境友好型電池 D.此電池中化學能100%轉(zhuǎn)化為電能 考點 新型化學電源 題點 甲烷燃料電池 答案 D 解析 A項,CH4燃料電池中,燃料失電子發(fā)生氧化反應,所以CH4在負極上反應,氧氣得電子發(fā)生還原反應,所以O2在正極上反應,正確;B項,根據(jù)電池總反應CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O知,OH-參加反應,所以溶液中OH-濃度降低,溶液的堿性減弱,正確;C項,該電池放電時不產(chǎn)生對環(huán)境有污染的物質(zhì),所以屬于環(huán)境友好型電池,正確;D項,此電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能和少量熱能,

27、錯誤。 10.如圖是甲醇(CH3OH)燃料電池的化學原理示意圖,下列判斷不正確的是(  ) A.電極A為電池負極 B.電極B表面上發(fā)生還原反應 C.工作一段時間溶液pH保持不變 D.燃料電池工作時不會出現(xiàn)火焰 考點 新型化學電源 題點 甲醇燃料電池 答案 C 解析 甲醇燃料電池中,甲醇在負極通入,氧氣在正極通入,即A是負極,B是正極,O2在電極B表面發(fā)生還原反應,A、B正確;由于氧氣和甲醇不直接接觸,不可能產(chǎn)生火焰,D正確;因為反應后會生成碳酸鉀,消耗氫氧化鉀,因此溶液的堿性降低,C錯誤。 11.據(jù)報道,鋅電池可能將會取代目前廣泛使用的鉛蓄電池,因為鋅電池容量更大,而且

28、沒有鉛污染。其電池反應為2Zn+O2===2ZnO,原料為鋅粒、電解液和空氣。則下列敘述正確的是(  ) A.鋅為正極,空氣進入負極反應 B.負極反應為Zn-2e-===Zn2+ C.正極發(fā)生氧化反應 D.電解液為強酸 考點 新型化學電源 題點 金屬空氣燃料電池 答案 B 解析 Zn與O2反應的電子轉(zhuǎn)移情況為,所以Zn作負極,負極發(fā)生氧化反應:Zn-2e-===Zn2+。O2是正極反應物,發(fā)生還原反應。若電解液是強酸,電池的化學反應不是2Zn+O2===2ZnO,而是Zn+2H+===Zn2++H2↑。 12.一種微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下,關(guān)于該電池的敘述正確的是(  

29、) A.電池工作時,電子由a流向b B.微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應 C.放電過程中,H+從正極區(qū)移向負極區(qū) D.正極反應式為MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O 考點 新型化學電源 題點 微生物燃料電池 答案 D 解析 因為右側(cè)產(chǎn)生CO2,說明微生物所在的電極區(qū)Cm(H2O)n失電子生成CO2,電池工作時電子由b極經(jīng)外電路流向a極,A錯誤;微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生氧化反應,B錯誤;放電時陽離子向正極移動,C錯誤;放電時正極發(fā)生還原反應,D正確。 [綜合強化] 13.研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材

30、料,以LiOH為電解質(zhì),使用時加入水即可放電??偡磻獮?Li+2H2O===2LiOH+H2↑。 (1)該電池的負極是________,負極反應式是________。 (2)正極現(xiàn)象是__________________________________________________________。 (3)放電時OH-向________(填“正極”或“負極”)移動。 考點 新型化學電源 題點 化學電源的相關(guān)綜合 答案 (1)鋰 Li-e-===Li+ (2)有無色氣體產(chǎn)生 (3)負極 解析 金屬鋰比鐵活潑,作原電池的負極,電極反應式為Li-e-===Li+,LiOH溶液中的陽離

31、子有Li+和H+,由于氧化性:H+>Li+,所以正極反應是2H++2e-===H2↑,正極產(chǎn)生無色氣體;在原電池的放電過程中,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,所以OH-向負極移動。 14.目前汽車上使用的鉛蓄電池如圖所示,根據(jù)圖示回答下列問題: 鉛蓄電池的負極是__________,負極反應式是__________________________________,鉛蓄電池的總反應式為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,則正極反應式為_______________。放電過程中溶液的密度________(填“增大”“減小”或“不變”)。 考點 常見化學電源 題

32、點 鉛蓄電池的相關(guān)綜合 答案 鉛 Pb-2e-+SO===PbSO4 PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O 減小 解析 正極反應式等于總反應式減去負極反應式,放電過程中消耗了硫酸,故電解液的密度減小。 15.如圖為原電池裝置示意圖。 (1)將鋁片和銅片用導線相連,一組插入濃硝酸中,一組插入燒堿溶液中,分別形成了原電池,在這兩個原電池中,作負極的分別是________(填字母)。 A.鋁片、銅片 B.銅片、鋁片 C.鋁片、鋁片 D.銅片、銅片 寫出插入燒堿溶液中形成的原電池的負極反應式:____________________________

33、_ ________________________________________________________________________。 (2)若A為Pb,B為PbO2,電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液,工作時的總反應為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。寫出B電極反應式:______________________________ ________________________________________________________________________; 該電池在工作時,A電極的質(zhì)量將________(填“增加”“減小”或“不變”)

34、。若該電池反應消耗了0.1 mol H2SO4,則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為________。 (3)若A、B均為鉑片,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,分別從A、B兩極通入H2和O2,該電池即為氫氧燃料電池,寫出A電極反應式:_____________________________________; 該電池在工作一段時間后,溶液的堿性將________(填“增強”“減弱”或“不變”)。 考點 常見化學電源 題點 電極反應式的書寫 答案 (1)B Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O (2)PbO2+SO+4H++2e-===PbSO4+2H2O 增加 0.1NA (3)H2+2OH--2

35、e-===2H2O 減弱 解析 (1)鋁遇濃硝酸鈍化,銅能與濃硝酸反應,故此時作負極的是銅片;鋁能與燒堿溶液反應,銅不能,此時作負極的是鋁片;鋁在燒堿溶液中失去電子后結(jié)合OH-生成AlO。(2)B為PbO2,得到電子后結(jié)合溶液中的SO生成難溶的PbSO4:PbO2+SO+4H++2e-===PbSO4+2H2O;同樣A極也生成PbSO4,故質(zhì)量會增加;由總反應可知消耗2 mol H2SO4時,轉(zhuǎn)移2 mol電子,故消耗0.1 mol H2SO4時轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.1NA。(3)堿性條件下電極反應式中不能出現(xiàn)H+,只能出現(xiàn)OH-;因為電池反應最終生成了水,對KOH溶液有稀釋作用,故溶液的堿性將減弱。

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