2019-2020年高中化學(xué) 4-2 化學(xué)電源教案 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 4-2 化學(xué)電源教案 新人教版選修4課標(biāo)要求通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其應(yīng)用。課標(biāo)解讀 1.了解幾種常見化學(xué)電源，一次、二次、燃料電池的工作原理。2正確書寫有關(guān)電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。教學(xué)地位化學(xué)電池是依據(jù)原電池原理開發(fā)的具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣闊的應(yīng)用范圍的技術(shù)產(chǎn)品。本節(jié)的教學(xué)是理論知識(shí)在實(shí)踐中的延伸和拓展，將抽象的理論和學(xué)生在日常生活中積累的感性體驗(yàn)聯(lián)系起來，幫助學(xué)生進(jìn)一步的深入認(rèn)識(shí)化學(xué)電池。簡(jiǎn)介了三種電池的基本構(gòu)造，工作原理，性能和適用范圍。同時(shí)向?qū)W生滲透綠色環(huán)保的意識(shí)。新課導(dǎo)入建議當(dāng)一個(gè)人的心臟跳動(dòng)過慢時(shí)，醫(yī)生會(huì)建議他安裝一個(gè)心臟起搏器，借助化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來延長(zhǎng)生命。該用什么材料制作這樣的電池呢？經(jīng)過科學(xué)家的長(zhǎng)期研究，發(fā)明的這種電池叫做鋰電池。那除了這種電池外，還有其他的一些電池。讓我們一起來了解化學(xué)電源的多樣性吧！教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排：(1)看教材P74頁(yè)，填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的“知識(shí)1，化學(xué)電池”。(2)看教材P7577頁(yè)，填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的“知識(shí)2，幾種常見的化學(xué)電池”，并完成【思考交流】。步驟1：導(dǎo)入新課、本課時(shí)的教材地位分析。步驟2：建議對(duì)【思考交流】多提問幾個(gè)學(xué)生，使80%以上的學(xué)生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)知識(shí)的探究。步驟6：先讓學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，然后對(duì)照【課堂小結(jié)】以明確掌握已學(xué)的內(nèi)容、安排學(xué)生課下完成【課后知能檢測(cè)】。步驟5：在老師指導(dǎo)下完成【變式訓(xùn)練】和【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的題目，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。步驟4：教師通過【例題】和教材P5557頁(yè)講解研析對(duì)“探究”中的電極反應(yīng)進(jìn)行總結(jié)。步驟3：師生互動(dòng)完成探究點(diǎn)“化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫”可利用【問題導(dǎo)思】設(shè)置的問題由淺入深地進(jìn)行。建議教師除【例1】外，使用【教師備課資源】中例題，以拓展學(xué)生的思路。課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解電池的分類、特點(diǎn)及適用范圍。2.了解幾類化學(xué)電池的構(gòu)造、原理。3.了解化學(xué)電源的廣泛應(yīng)用及廢舊電池的危害。1.一次、二次、燃料電池的構(gòu)造及工作原理。(重點(diǎn)) 2.原電池電極反應(yīng)式的書寫。(重難點(diǎn))化學(xué)電池1.概念：是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置?；瘜W(xué)電池的主要部分是電解質(zhì)溶液和浸在溶液中的正極和負(fù)極，使用時(shí)將兩極用導(dǎo)線接通，就有電流產(chǎn)生，因而獲得電能。2類型幾種常見化學(xué)電池1.一次電池(堿性鋅錳電池)(1)構(gòu)成：負(fù)極Zn，正極MnO2，電解質(zhì)KOH。(2)電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn2OH2e=Zn(OH)2正極：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH總反應(yīng)：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)22二次電池(蓄電池)(1)構(gòu)成：負(fù)極Pb、正極PbO2，電解質(zhì)H2SO4溶液(2)工作原理放電：負(fù)極：Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)正極：PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)總反應(yīng)：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)充電時(shí)鉛蓄電池的充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆過程。陰極：PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)；陽(yáng)極：PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)；總反應(yīng)：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。上述充放電反應(yīng)可寫成一個(gè)可逆反應(yīng)方程式：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。3燃料電池(1)工作原理連續(xù)地將燃料(如氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體)和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。電極材料本身不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除。(2)氫氧燃料電池電極材料Pt，酸性電解質(zhì)。電極反應(yīng)：負(fù)極：H22e=2H正極：O22H2e=H2O總反應(yīng)：H2O2=H2O若把氫氧燃料電池中的酸性介質(zhì)換成堿性介質(zhì)，其電極反應(yīng)式怎樣寫？【提示】負(fù)極：2H24e4OH=4H2O正極：O22H2O4e=4OH總反應(yīng)：2H2O2=2H2O化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫【問題導(dǎo)思】化學(xué)電源中正、負(fù)極是什么物質(zhì)得、失電子？【提示】正極：陽(yáng)離子得到電子生成單質(zhì)或O2得電子。負(fù)極：活潑金屬或H2失去電子。氫氧燃料電池在酸性電解質(zhì)和堿性電解質(zhì)中的總反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同嗎？【提示】相同，都為2H2O2=2H2O1根據(jù)裝置書寫電極反應(yīng)式(1)先分析題目給定的圖示裝置，確定原電池正、負(fù)極上的反應(yīng)物，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。(2)電極反應(yīng)式的書寫。負(fù)極：活潑金屬或H2失去電子生成陽(yáng)離子，若電解質(zhì)溶液中的陰離子與生成的陽(yáng)離子不共存，則該陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式。如鉛蓄電池，負(fù)極：PbSO2e=PbSO4。正極：陽(yáng)離子得到電子生成單質(zhì)，或O2得到電子。若反應(yīng)物是O2，則：電解質(zhì)是堿性或中性溶液：O22H2O4e=4OH。電解質(zhì)是酸性溶液：O24H4e=2H2O。(3)正、負(fù)電極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式。2給出總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式分析反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的化合價(jià)變化情況)選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的變化情況去寫電極反應(yīng)式另一極的電極反應(yīng)直接寫出或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式，即得結(jié)果以2H2O2=2H2O為例，當(dāng)電解質(zhì)溶液為KOH溶液時(shí)的電極反應(yīng)式的書寫步驟如下：(1)根據(jù)總反應(yīng)方程式分析有關(guān)元素化合價(jià)的變化情況，確定2 mol H2失掉4 mol電子，初步確定負(fù)極反應(yīng)式為2H24e=4H。(2)根據(jù)電解質(zhì)溶液為堿性，與H不能共存，反應(yīng)生成水，推出OH應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式中，故負(fù)極反應(yīng)式為2H24OH4e=4H2O。(3)用總反應(yīng)式2H2O2=2H2O減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式：2H2OO24e=4OH。3可充電電池電極反應(yīng)式的書寫在書寫可充電電池電極反應(yīng)式時(shí)，要明確電池和電極，放電為原電池，充電為電解池。(1)原電池的負(fù)極與電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，對(duì)應(yīng)元素化合價(jià)升高。(2)原電池的正極與電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，對(duì)應(yīng)元素化合價(jià)降低。書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意電解質(zhì)溶液的影響。(1)中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H或OH。(2)酸性溶液反應(yīng)物，生成物均無(wú)OH。(3)堿性溶液反應(yīng)物，生成物中均無(wú)H。(4)水溶液不能出現(xiàn)O2。(1)今有2H2O2KOH,2H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是_，正極通的應(yīng)是_，電極反應(yīng)式分別為_、_。(2)如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式為_、_。(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何變化？ _。(3)如把H2改為甲烷、KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為：_、_。【解析】根據(jù)電池反應(yīng)式可知H2在反應(yīng)中被氧化，O2被還原，因此H2應(yīng)在負(fù)極上反應(yīng)，O2應(yīng)在正極上反應(yīng)。又因?yàn)槭菈A性溶液，此時(shí)應(yīng)考慮不可能有H參加或生成，故負(fù)極反應(yīng)為：2H24OH4e=4H2O，正極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH。若將導(dǎo)電物質(zhì)換成酸性溶液，此時(shí)應(yīng)考慮不可能有OH參加或生成，故負(fù)極：2H24e=4H，正極：O24H4e=2H2O。由于前者在堿性條件下反應(yīng)KOH量不變，但工作時(shí)H2O增多故溶液變稀堿性變小，pH將變小。而后者為酸溶液，H2SO4量不變，水增多，溶液酸性變小，故pH將變大。如把H2改為甲烷用KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)CH42O2=CO22H2O，則負(fù)極為發(fā)生氧化反應(yīng)的CH4，正極為發(fā)生還原反應(yīng)的O2，由于有KOH存在，此時(shí)不會(huì)有CO2放出?！敬鸢浮?1)H2O2負(fù)極：2H24OH4e=4H2O正極：O22H2O4e=4OH(2)負(fù)極：2H24e=4H正極：O24H4e=2H2O(1)變小，(2)變大(3)負(fù)極：CH410OH8e=CO7H2O正極：2O24H2O8e=8OH常見燃料電池的電極反應(yīng)在燃料電池中，電解質(zhì)溶液參與電極反應(yīng)，電解質(zhì)酸堿性的改變，引起電極反應(yīng)的變化，但不影響燃料及O2的性質(zhì)。電極反應(yīng)在遵守質(zhì)量守恒定律、電荷守恒、電子得失守恒的同時(shí)，還要特別考慮電解質(zhì)溶液是否參與反應(yīng)。(1)甲烷燃料電池。電解質(zhì)：KOH正極(通O2)：2O24H2O8e=8OH負(fù)極(通CH4)：CH410OH8e=CO7H2O總反應(yīng)：CH42O22KOH=K2CO33H2O(2)甲醇燃料電池。電解質(zhì)：KOH正極：3O26H2O12e=12OH負(fù)極：2CH3OH16OH12e=2CO12H2O總反應(yīng)：2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O(3)肼燃料電池。電解質(zhì)：KOH正極：O22H2O4e=4OH負(fù)極：N2H44OH4e=N24H2O總反應(yīng)：N2H4O2=N22H2O(4)熔融鹽燃料電池。熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視?？捎肔i2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為正極燃?xì)?，制得?50 下工作的燃料電池。有關(guān)的電池反應(yīng)式為：正極：O22CO24e=2CO負(fù)極：2CO2CO4e=4CO2總反應(yīng)：2COO2=2CO2固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯一氧化釔為電解質(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放電的b極為電池的正極Ca極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHD該電池的總反應(yīng)方程式為2H2O2高溫,2H2O【解析】固體介質(zhì)允許O2通過，說明為非水體系，因此C項(xiàng)中a極反應(yīng)式不正確，這種表達(dá)是水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，a極反應(yīng)式應(yīng)該是：O22e=O2，b極反應(yīng)：H22e=2H，總反應(yīng)方程式是H2O2高溫,H2O?！敬鸢浮緿【教師備課資源】堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，故得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以KOH溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn(s)2MnO2(s)2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH(s)下列說法錯(cuò)誤的是()A電池工作時(shí)，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)2H2O(l)2e=2MnOOH(s)2OH(aq)C電池工作時(shí)，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)題意，該電池的負(fù)極材料是鋅。電池工作時(shí)，鋅本身失去電子而發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過外電路移向另一極(正極)。在該電極上，MnO2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MnOOH：2MnO22e2MnOOH。從元素守恒的角度來看，右側(cè)還多2個(gè)氫。在堿性溶液中不出現(xiàn)H，故正極反應(yīng)為2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。反應(yīng)中，失去0.2 mol電子，消耗掉0.1 mol鋅，質(zhì)量為6.5 g?！敬鸢浮緾化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池電極材料電解質(zhì)電極反應(yīng)主要特點(diǎn)1下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B銅鋅原電池工作時(shí)，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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極【解析】鋰離子電池可以充電，再次使用，屬于二次電池，A項(xiàng)正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流從銅電極流向鋅電極，而電子是由鋅電極流向銅電極，B項(xiàng)錯(cuò)；電池的實(shí)質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確；Zn失去電子生成Zn2，故作為負(fù)極，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽2茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中()鋁合金是陽(yáng)極鋁合金是負(fù)極海水是電解液鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)ABC D【解析】較活潑的鋁合金為負(fù)極(對(duì))。PtFe合金網(wǎng)為正極，海水是電解液(對(duì))。負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)(錯(cuò))?！敬鸢浮緼3關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是()A在放電時(shí)，正極發(fā)生的反應(yīng)是：Pb(s)SO(aq)=PbSO4(s)2eB在放電時(shí)，該電池的負(fù)極材料是鉛板C在充電時(shí)，電池中硫酸的濃度不斷變小D在充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是：PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)【解析】A項(xiàng)中電池放電時(shí)正極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為： PbO24HSO2e=PbSO42H2O；C項(xiàng)中電池充電時(shí)硫酸的濃度應(yīng)不斷增大；D項(xiàng)中電池充電時(shí)陽(yáng)極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)?！敬鸢浮緽4鋅錳干電池的兩極分別為碳棒和鋅皮，在放電時(shí)電池總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn2MnO22NHZn2Mn2O32NH3H2O。根據(jù)上述信息，下列結(jié)論正確的是()A放電時(shí)正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為NHBZn為負(fù)極，碳為正極C工作時(shí)，電子由碳極經(jīng)外電路流向Zn極D長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用該電池時(shí)，內(nèi)裝糊狀物不會(huì)流出【解析】在電池的正極上發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng)，是總反應(yīng)中氧化劑發(fā)生反應(yīng)的電極。由鋅錳干電池的總反應(yīng)式可知，MnO2與NH發(fā)生的反應(yīng)為正極反應(yīng)。根據(jù)原電池的工作原理可知，相對(duì)活潑(指金屬性)的一極為負(fù)極，相對(duì)不活潑的一極為正極，B項(xiàng)正確；在外電路，電子從負(fù)極流向正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用該電池，由于鋅皮慢慢溶解而破損，糊狀物很可能流出而腐蝕用電器，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽5科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國(guó)已計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事目的。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢化為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：(1)這種電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是_。(2)此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_。(3)電解液中的H向_極移動(dòng)，向外電路釋放電子的電極是_。(4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是_。【解析】甲醇燃料電池實(shí)質(zhì)就是利用CH3OH燃料在氧氣中反應(yīng)來提供電能。CH3OH在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2CH3OH2H2O12e=2CO212H；氧氣在正極反應(yīng)：3O212H12e=6H2O，兩反應(yīng)式相加即得總反應(yīng)式。在電池中，負(fù)極釋放出電子移動(dòng)到正極上，故向外電路釋放電子的電極為負(fù)極。在原電池的內(nèi)電路中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故H向正極移動(dòng)。甲醇反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。【答案】(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正負(fù)極(4)對(duì)環(huán)境無(wú)污染1下列有關(guān)化學(xué)電池的說法中正確的是()A化學(xué)電池只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B燃料電池能將全部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C鋅銀電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)D一次電池包括干電池和蓄電池【解析】蓄電池不但可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(放電)，也可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(充電)，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率超過80%，但不可能100%轉(zhuǎn)換。蓄電池可重復(fù)使用，屬于二次電池?！敬鸢浮緾2已知蓄電池在充電時(shí)作電解池，放電時(shí)作原電池。鉛蓄電池上有兩個(gè)接線柱，一個(gè)接線柱旁標(biāo)有“”，另一個(gè)接線柱旁標(biāo)有“”。關(guān)于標(biāo)有“”的接線柱，下列說法中正確的是()A充電時(shí)作陽(yáng)極，放電時(shí)作正極B充電時(shí)作陽(yáng)極，放電時(shí)作負(fù)極C充電時(shí)作陰極，放電時(shí)作負(fù)極D充電時(shí)作陰極，放電時(shí)作正極【解析】“”接線柱放電時(shí)為原電池正極，充電時(shí)與外接電源正極相連，作陽(yáng)極A正確?！敬鸢浮緼3研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是()A正極反應(yīng)式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子CNa不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)DAgCl是還原產(chǎn)物【解析】根據(jù)總反應(yīng)中化合價(jià)的升降和正極、負(fù)極的反應(yīng)原理，正極反應(yīng)為5MnO22e=Mn5O，負(fù)極反應(yīng)為2Ag2Cl2e=2AgCl，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，AgCl是氧化產(chǎn)物，錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽4電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化D太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅【解析】因?yàn)殇\錳干電池中鋅棒為負(fù)極，鋅棒變細(xì)，碳棒不變，故A錯(cuò)；原電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，所以B錯(cuò)；氫氧燃料電池負(fù)極反應(yīng)為H22e=2H，所以C正確；太陽(yáng)能電池的主要材料是硅，D錯(cuò)?！敬鸢浮緾5不久前，美國(guó)一個(gè)海軍航空站安裝了一臺(tái)250 kW的MCFC型燃料電池。該電池可同時(shí)供應(yīng)電和蒸氣，其燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3，工作溫度為600800 。已知該電池的總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2CO2e=H2OCO2。下列推斷正確的是()A正極反應(yīng)為4OH4e=O22H2OB放電時(shí)，CO向負(fù)極移動(dòng)C電池供應(yīng)1 mol水蒸氣，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量4 molD放電時(shí)，CO向正極移動(dòng)【解析】正極反應(yīng)是氧化劑得電子的反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)；原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)；電池提供1 mol水蒸氣，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2 mol，C項(xiàng)錯(cuò)。【答案】B6生產(chǎn)鉛蓄電池時(shí)，在兩極板上的鉛、銻合金柵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(yīng)是：2PbSO42H2OPbO2Pb2H2SO4下列對(duì)鉛蓄電池的說法中錯(cuò)誤的是()A需要定期補(bǔ)充硫酸B工作時(shí)鉛是負(fù)極，PbO2是正極C工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb2eSO=PbSO4D工作時(shí)電解質(zhì)溶液的密度減小【解析】鉛蓄電池在工作時(shí)相當(dāng)于原電池，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是正極，所以Pb是負(fù)極，PbO2是正極；在工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是鉛失去電子生成Pb2，Pb2與溶液中的SO生成PbSO4沉淀，放電時(shí)消耗的硫酸與充電時(shí)生成的硫酸相等。在電池制備時(shí)，PbSO4的量是一定的，制成膏狀的PbSO4干燥后安裝，說明H2SO4不用補(bǔ)充；放電時(shí)，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。【答案】A7常見鎳氫電池的某極是儲(chǔ)氫合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合價(jià)均為0)，電池反應(yīng)通常表示為L(zhǎng)aNi5H66NiO(OH)LaNi56Ni(OH)2。下列說法不正確的是()A放電時(shí)儲(chǔ)氫合金作負(fù)極B充電時(shí)儲(chǔ)氫合金作陰極C充電時(shí)陰極周圍c(OH)減小D放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：LaNi5H66OH6e=LaNi56H2O【解析】A選項(xiàng)，鎳氫電池放電時(shí)作原電池，發(fā)生反應(yīng)：LaNi5H66NiO(OH)=LaNi56Ni(OH)2，儲(chǔ)氫合金是還原劑，作原電池的負(fù)極。B選項(xiàng)，充電時(shí)，外電源的負(fù)極接在原電池的負(fù)極上，所以充電時(shí)儲(chǔ)氫合金作陰極。C選項(xiàng)，充電時(shí)陰極：LaNi56H2O6e=LaNi5H66OH，所以充電時(shí)陰極周圍c(OH)應(yīng)該增大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。D選項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾8一種甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)的新型手機(jī)電池，可連續(xù)使用一個(gè)月，其電池反應(yīng)為：2CH3OH3O24OH2CO6H2O，則有關(guān)說法正確的是()A放電時(shí)CH3OH參與反應(yīng)的電極為正極B放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3OH8OH6e=CO6H2OC標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通入5.6 L O2并完全反應(yīng)后，有0.5 mol電子轉(zhuǎn)移D放電一段時(shí)間后，通入氧氣的電極附近溶液的pH降低【解析】從電池反應(yīng)可知，CH3OH為原電池的負(fù)極，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；正極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.6 L O2為0.25 mol，轉(zhuǎn)移電子為1 mol，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；從正極反應(yīng)可以看出，正極附近溶液OH濃度增大，pH升高，D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽9目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池鈉硫電池，它是以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O，以Na導(dǎo)電的Al2O3陶瓷為固體電解質(zhì)，反應(yīng)式如下：2NaxSNa2Sx。以下說法中正確的是()A放電時(shí)，鈉作負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B放電時(shí)，鈉作正極，硫極發(fā)生還原反應(yīng)C若用此電池電解水，當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2 1.12 L時(shí)，消耗金屬鈉為4.6 gD放電時(shí)，正極發(fā)生的反應(yīng)為S2e=xS【解析】放電時(shí)為原電池裝置，鈉作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，硫極作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A、B、D均不正確。若用此電池電解水，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體為1.12 L O2時(shí)，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為n(e)4n(O2)40.05 mol0.2 mol，則消耗金屬鈉的質(zhì)量為m(Na)0.2 mol23 gmol14.6 g，故C項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾10有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是()每消耗1 mol CH4可以向外電路提供8 mol e負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2O負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH電池放電后，溶液pH不斷升高ABC D【解析】CH4在鉑電極上發(fā)生類似于CH4在O2中燃燒的反應(yīng)，即CH4CO2，嚴(yán)格講生成的CO2還會(huì)與KOH反應(yīng)生成K2CO3，化合價(jià)升高，失去電子，是電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2O,1 mol CH4參加反應(yīng)有8 mol e發(fā)生轉(zhuǎn)移，O2在正極上發(fā)生反應(yīng)，獲得電子，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。雖然正極產(chǎn)生OH。負(fù)極消耗OH，但從總反應(yīng)CH42O22KOH=K2CO33H2O可看出是消耗KOH，所以電池放電時(shí)溶液的pH不斷下降，故正確，錯(cuò)誤。【答案】A11鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解質(zhì)為稀硫酸，工作(放電)時(shí)該電池的總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。試根據(jù)上述情況判斷：(1)蓄電池的負(fù)極材料是_。(2)工作時(shí)，正極反應(yīng)為_。(3)工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向_極。(5)電流方向從_極流向_極。【解析】蓄電池工作時(shí)，起原電池作用，題中各小題概括敘述了蓄電池放電時(shí)所涉及的各個(gè)方面。根據(jù)原電池原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，所以Pb為負(fù)極；正極發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低，從總反應(yīng)式可知，PbO2是氧化劑，即正極反應(yīng)：PbO2SO4H2e=PbSO42H2O；從正極反應(yīng)或電池的總反應(yīng)可知H2SO4參加了反應(yīng)，H轉(zhuǎn)變成H2O，所以溶液pH增大；原電池工作時(shí)溶液中陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極；電流方向與電子移動(dòng)方向相反，從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極?！敬鸢浮?1)Pb(2)PbO2SO4H2e=PbSO42H2O(3)增大(4)負(fù)(5)正負(fù)12LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解質(zhì)是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。請(qǐng)回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為_，發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_；(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；(4)組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行，原因是_?！窘馕觥?1)分析反應(yīng)的化合價(jià)變化，可得Li為還原劑(作負(fù)極)，失電子：Lie=Li。(2)SOCl2為氧化劑，得電子，從題給電池反應(yīng)可推出產(chǎn)物：Cl、S、SO2。(或用總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng))。(3)題中已給出信息：堿液吸收時(shí)的產(chǎn)物是Na2SO3和NaCl，則沒有堿液吸收時(shí)的產(chǎn)物應(yīng)為SO2和HCl，進(jìn)而推出現(xiàn)象。【答案】(1)LiLie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味氣體生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)因?yàn)闃?gòu)成電池的主要成分Li能與氧氣、水反應(yīng)，SOCl2也與水反應(yīng)13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Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)為：Zn2OH2e=Zn(OH)2，Ag2OH2O2e=2Ag2OH。根據(jù)上述反應(yīng)式，完成下列題目。(1)判斷下列敘述中正確的是_。A在使用過程中，電解質(zhì)KOH被不斷消耗B使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極CZn是負(fù)極，Ag2O是正極DZn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)(2)寫出電池的總反應(yīng)式：_。(3)使用時(shí)，負(fù)極區(qū)的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，正極區(qū)的pH_，電解質(zhì)溶液的pH_?！窘馕觥?1)由正、負(fù)電極反應(yīng)式可知：Zn電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極區(qū)pH減小，Ag2O為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正極區(qū)pH增大；使用時(shí)電子由Zn極流向Ag2O極，正、負(fù)極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)式為ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag，故電解質(zhì)KOH未被消耗，電解質(zhì)溶液的pH不變?！敬鸢浮?1)C(2)ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag(3)減小增大不變14.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：(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(dòng)方向?yàn)開(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?yàn)開。(4)該電池工作時(shí)，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(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反應(yīng)中的還原劑是_，反應(yīng)中的氧化劑是_。已知LiH固體密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_。由生成的LiH與H2O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?！窘馕觥勘绢}考查電化學(xué)知識(shí)。(1)原電池的實(shí)質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，其中H2從零價(jià)升至1價(jià)，失去電子，即電子從a流向b。(2)負(fù)極為失去電子的一極，即H2失電子生成H，由于溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH。(3)鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。(4)中Li從零價(jià)升至1價(jià)，作還原劑。中H2O的H從1價(jià)降至H2中的零價(jià)，作氧化劑。由反應(yīng)，當(dāng)吸收10 mol H2時(shí)，則生成20 mol LiH，Vm/(207.9)/0.82103 L192.68103 L，則V(LiH)/V(H2)192.68103 L/224 L8.60104。20 mol LiH可生成20 mol H2，實(shí)際參加反應(yīng)的H2為2080%16 mol,1 mol H2轉(zhuǎn)化成1 mol H2O，轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以16 mol H2可轉(zhuǎn)移32 mol的電子?！敬鸢浮?1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b(合理表達(dá)形式均可)(2)2H24OH4e=4H2O或H22OH2e=2H2O(3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率(4)LiH2O1/1 163或8.6010432階段歸納提升課一、原電池設(shè)計(jì)的基本依據(jù)和關(guān)鍵進(jìn)行原電池設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，是原電池的構(gòu)成條件，關(guān)鍵是選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液。1電極材料的選擇電池的電極必須導(dǎo)電。一般電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料。正極和負(fù)極之間只有產(chǎn)生電勢(shì)差，電子才能定向移動(dòng)，所以正極和負(fù)極一般不用同一種材料。兩個(gè)電極的構(gòu)成分為4種情況：(1)活動(dòng)性不同的兩種金屬。例如，鋅銅原電池中，鋅作電池的負(fù)極，銅作電池的正極。(2)金屬和非金屬。例如，鋅錳干電池中，鋅片作電池的負(fù)極，石墨棒作電池的正極。(3)金屬和化合物。例如，鉛蓄電池中，鉛板作電池的負(fù)極，二氧化鉛作電池的正極。(4)惰性電極。例如，氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt。2電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)是為負(fù)極提供放電的物質(zhì)，因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，應(yīng)使用鹽橋連接。負(fù)極所在的電解質(zhì)溶液陽(yáng)離子應(yīng)與電極材料是相同的陽(yáng)離子。例如：在鋅、銅和硫酸構(gòu)成的原電池中，鋅極置于ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等溶液中；正極材料置于硫酸溶液中。當(dāng)然硫酸還可以換成鹽酸，電極上發(fā)生的反應(yīng)和電池總反應(yīng)與電解質(zhì)是硫酸是相同的。但是如果電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，電極反應(yīng)是負(fù)極：Zn2e=Zn2，正極：Cu22e=Cu電池總反應(yīng)：ZnCu2=Zn2Cu3原電池設(shè)計(jì)思路圖示：依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2設(shè)計(jì)的原電池如圖所示：請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是_，電解質(zhì)溶液Y是_。(2)Pt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?！窘馕觥繉n2FeCl3=ZnCl22FeCl2拆分：Zn2e=Zn2(氧化反應(yīng))和2Fe32e=2Fe2(還原反應(yīng))兩個(gè)反應(yīng)。結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知，該電池的負(fù)極應(yīng)用鋅，則正極應(yīng)用活動(dòng)性比鋅弱的材料，為保證Fe3在正極得電子，則電解質(zhì)溶液為FeCl3等易溶的鐵鹽溶液。【答案】(1)ZnFeCl3溶液(2)正2Fe32e=2Fe2Zn2e=Zn2(3)ZnPt二、電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫方法1整體思路(1)題目?jī)H給出原電池的裝置圖首先找出原電池的正、負(fù)極，即分別找出氧化劑和還原劑。結(jié)合電解質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。寫出電極反應(yīng)式(注意兩極得失電子數(shù)相等)，將兩電極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)式。(2)題目?jī)H給出原電池的總反應(yīng)式分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價(jià)變化情況，找出氧化劑及其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑參加的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑參加的反應(yīng)即為負(fù)極反應(yīng)。當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時(shí)，還應(yīng)注意電解質(zhì)的反應(yīng)。若有一個(gè)電極反應(yīng)較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)，然后再利用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)即得到另一個(gè)電極反應(yīng)。2負(fù)極與正極上的電極反應(yīng)式的書寫(1)負(fù)極若負(fù)極材料本身被氧化，其電極反應(yīng)式有兩種情況：一種是負(fù)極金屬失電子后生成的金屬陽(yáng)離子不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，此時(shí)的電極反應(yīng)可表示為Mne=Mn；另一種是負(fù)極金屬失電子后生成的金屬陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，此時(shí)的電極反應(yīng)要將金屬失電子的反應(yīng)、金屬陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)疊加在一起書寫，如鉛蓄電池的負(fù)極反應(yīng)為PbSO2e=PbSO4。若負(fù)極材料本身不反應(yīng)，如燃料電池，在書寫負(fù)極反應(yīng)式時(shí)，要將燃料失電子的反應(yīng)及其產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)疊加在一起書寫，如氫氧燃料電池(KOH溶液為電解質(zhì)溶液)的負(fù)極反應(yīng)為H22OH2e=2H2O。(2)正極首先，判斷在正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。a當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液能自發(fā)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液中的某些微粒；b當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不能自發(fā)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是溶解在電解質(zhì)溶液中的O2。然后，根據(jù)具體情況寫出正極反應(yīng)式，在書寫時(shí)也要考慮正極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的問題，若參與反應(yīng)也要書寫疊加式。3書寫電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)注意的問題(1)兩電極得失電子數(shù)目相等。(2)電極反應(yīng)式常用“=”而不用“”表示。(3)電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需要加“”；而弱電解質(zhì)或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號(hào)表示。(4)書寫電極反應(yīng)式時(shí)要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H或OH或H2O。(5)兩電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式中，若已知其中兩個(gè)，可由方程式的加減得到第三個(gè)。高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列敘述不正確的是()A放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn2e2OH=Zn(OH)2B充電時(shí)陽(yáng)極上反應(yīng)為：Fe(OH)33e5OH=FeO4H2OC放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)【解析】放電時(shí)裝置為原電池，Zn作負(fù)極，充電時(shí)，裝置變?yōu)殡娊獬兀?yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A、B正確；放電時(shí)正極反應(yīng)為：FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH，故電極附近溶液的堿性增強(qiáng)，正極所發(fā)生的是還原反應(yīng)而不是氧化反應(yīng)，C錯(cuò)、D正確。故正確答案為C。【答案】C1如圖為某原電池的裝置圖，下列有關(guān)說法中不正確的是()A將Zn換成Fe，電池總反應(yīng)不變B將Cu換成Fe，電池總反應(yīng)不變C將Cu換成Fe，電壓表的讀數(shù)減小D將Zn換成Fe，電壓表的讀數(shù)減小【解析】A項(xiàng)中將Zn換成Fe，則負(fù)極反應(yīng)由Zn2e=Zn2變成Fe2e=Fe2，而Cu電極改換為比Zn活潑性差的導(dǎo)電電極，所有反應(yīng)不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；兩電極活潑性差距越大形成的原電池的電壓越高，C、D兩項(xiàng)正確?！敬鸢浮緼2鋅錳干電池在放電時(shí)總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn(s)2MnO22NH=Zn2Mn2O3(s)2NH3H2O，在此電池放電時(shí)正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()AZn B碳CMnO2和NH DZn2和NH3【解析】根據(jù)方程式可知：Zn為原電池的負(fù)極，碳棒為原電池的正極，負(fù)極失電子變成Zn2，失去的電子被MnO2和NH得到，生成了低價(jià)態(tài)的Mn2O3和不帶電的NH3。所以在正極上NH和MNO2為反應(yīng)物?！敬鸢浮緾3下圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B裝置Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHC裝置X能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化【解析】該系統(tǒng)中存在太陽(yáng)能、電能、機(jī)械能、化學(xué)能4種形式的能量轉(zhuǎn)化，故A錯(cuò)；裝置Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H22e=2H，通過X裝置產(chǎn)生O2和H2，故C正確；X，Y子系統(tǒng)理論上可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，但不能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)?！敬鸢浮緾4(xx大綱全國(guó)卷)四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。相連時(shí)，外電路電流從流向；相連時(shí)，為正極；相連時(shí)，上有氣泡逸出；相連時(shí)，的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是()A BC D【解析】利用原電池的形成和工作原理解決問題。在外電路中，電流從正極流向負(fù)極，則作原電池的負(fù)極，作正極，故活動(dòng)性；活動(dòng)性相對(duì)較差的金屬作原電池的正極，故金屬的活動(dòng)性；有氣泡產(chǎn)生的電極發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2，為原電池的正極，故活動(dòng)性；質(zhì)量減少的電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬離子而溶解，為負(fù)極，故活動(dòng)性，由此可得金屬活動(dòng)性：?！敬鸢浮緽5(xx四川高考)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有關(guān)說法正確的是()A檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H向負(fù)極移動(dòng)B若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣C電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O24e2H2O=4OH【解析】審題是關(guān)鍵，反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的。在原電池中，陽(yáng)離子要往正極移動(dòng)，故A錯(cuò)；因電解質(zhì)溶液為酸性的，不可能存在OH，故正極的反應(yīng)式為：O24H4e=2H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí)消耗1 mol O2，則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)消耗2.24 L O2，故B、D錯(cuò)；電池反應(yīng)式即正負(fù)極反應(yīng)式的和，將兩極的反應(yīng)式相加可知C正確?！敬鸢浮緾6紐扣電池可用于計(jì)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(shí)電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極，Zn是負(fù)極B使用時(shí)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】由總方程式可以看出，負(fù)極為Zn，正極為Ag2O，使用時(shí)電子由負(fù)極流向正極，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)也正確?！敬鸢浮緽7(xx山東高考節(jié)選)利用反應(yīng)2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)為_?！窘馕觥侩姵胤磻?yīng)的總方程式為2CuO24H=2Cu22H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Cu4e=2Cu2，將電池反應(yīng)的總方程式與負(fù)極電極反應(yīng)式相減得正極電極反應(yīng)式：4HO24e=2H2O?！敬鸢浮?HO24e=2H2O