高考化學(xué)一輪復(fù)習 專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 原電池 化學(xué)電源課件 蘇教版.ppt

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第二單元原電池化學(xué)電源 考試標準 考點一 考點二 考點三 探究高考明確考向 練出高分 考點一原電池的工作原理 1 概念和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其反應(yīng)本質(zhì)是 2 工作原理 氧化還原反應(yīng) 知識梳理 1 答案 1 反應(yīng)原理 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 答案 2 原理歸納 3 原電池的構(gòu)成條件 1 一看反應(yīng) 看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生 一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng) 2 二看兩電極 一般是活潑性不同的兩電極 3 三看是否形成閉合回路 形成閉合回路需三個條件 電解質(zhì)溶液 兩電極直接或間接接觸 兩電極插入電解質(zhì)溶液中 4 鹽橋原電池 加試 1 構(gòu)造 2 鹽橋的組成和作用 鹽橋中裝有飽和的KCl KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍 鹽橋的作用 a 連接內(nèi)電路 形成閉合回路 b 平衡電荷 使原電池不斷產(chǎn)生電流 鹽橋含飽和KCl溶液 K 移向正極 Cl 移向負極 3 單池原電池和鹽橋原電池的對比 圖1和圖2兩裝置的相同點 正負極 電極反應(yīng) 總反應(yīng) 反應(yīng)現(xiàn)象 負極 Zn 2e Zn2 正極 Cu2 2e Cu總反應(yīng) Zn Cu2 Cu Zn2 不同點 圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2 會有一部分Zn與Cu2 直接反應(yīng) 該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化 又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能 裝置的溫度會升高 圖2中Zn和CuSO4溶液分別在兩個池子中 Zn與Cu2 不直接接觸 不存在Zn與Cu2 直接反應(yīng)的過程 所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能 電流穩(wěn)定 且持續(xù)時間長 關(guān)鍵點 鹽橋原電池中 還原劑在負極區(qū) 而氧化劑在正極區(qū) 題組一原電池裝置的判斷及應(yīng)用1 下面裝置中 能構(gòu)成原電池的是 填序號 解題探究 2 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 答案 答案 答案 2 在銅鋅原電池中 以硫酸銅為電解質(zhì)溶液 鋅為 極 電極上發(fā)生的是 填 氧化 或 還原 反應(yīng) 電極反應(yīng)式為 鋅片上觀察到的現(xiàn)象為 銅為 極 電極上發(fā)生的是 填 氧化 或 還原 反應(yīng) 電極反應(yīng)式是 銅片上觀察到的現(xiàn)象是 原電池總反應(yīng)的離子方程式為 負 氧化 Zn 2e Zn2 鋅片溶解 正 還原 Cu2 2e Cu 銅極變粗 Zn Cu2 Zn2 Cu 1 2 3 4 5 6 7 答案 題組二原電池正 負極的判斷 加試 3 下列有關(guān)原電池的說法中正確的是 A 在內(nèi)電路中 電子由正極流向負極B 在原電池中 相對較活潑的金屬作負極 不活潑的金屬作正極C 原電池工作時 正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D 原電池工作時 可能會伴隨著熱能變化解析A項 內(nèi)電路中不存在電子的移動 B項 若是由鋁 鎂 氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池 則負極是鋁 C項 若是由鋅 銅 硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池 則正極表面析出銅 沒有氣泡產(chǎn)生 D 1 2 3 4 5 6 7 解析答案 4 分析下圖所示的四個原電池裝置 其中結(jié)論正確的是 A 中Mg作負極 中Fe作負極B 中Mg作正極 電極反應(yīng)式為6H2O 6e 6OH 3H2 C 中Fe作負極 電極反應(yīng)式為Fe 2e Fe2 D 中Cu作正極 電極反應(yīng)式為2H 2e H2 1 2 3 4 5 6 7 解析答案 解析 中Mg不與NaOH溶液反應(yīng) 而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子 故Al是負極 中Fe在濃硝酸中鈍化 Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負極 A C錯 中電池總反應(yīng)為2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 負極反應(yīng)式為2Al 8OH 6e 2AlO 4H2O 二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O 6e 6OH 3H2 B正確 中Cu是正極 電極反應(yīng)式為O2 2H2O 4e 4OH D錯 答案B 1 2 3 4 5 6 7 題組三鹽橋原電池 加試 5 根據(jù)下圖 下列判斷中正確的是 1 2 3 4 5 6 7 A 燒杯a中的溶液pH降低B 燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C 燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H 2e H2 D 燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl 2e Cl2 1 2 3 4 5 6 7 解析答案 解析由題給原電池裝置可知 電子經(jīng)過導(dǎo)線 由Zn電極流向Fe電極 則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng) O2 2H2O 4e 4OH 燒杯a中c OH 增大 溶液的pH升高 燒杯b中 Zn發(fā)生氧化反應(yīng) Zn 2e Zn2 答案B 1 2 3 4 5 6 7 6 如圖所示 杠桿AB兩端分別掛有體積相同 質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球 調(diào)節(jié)杠桿并使其保持平衡 然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液 一段時間后 下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是 實驗過程中 不考慮兩球的浮力變化 A 杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時 均為A端高B端低B 杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時 均為A端低B端高C 當杠桿為導(dǎo)體時 A端低B端高D 當杠桿為導(dǎo)體時 A端高B端低 1 2 3 4 5 6 7 解析答案 解析當杠桿為導(dǎo)體時 構(gòu)成原電池 Fe作負極 Cu作正極 電極反應(yīng)式分別為負極 Fe 2e Fe2 正極 Cu2 2e Cu 銅球質(zhì)量增加 鐵球質(zhì)量減少 杠桿A端低B端高 答案C 1 2 3 4 5 6 7 7 控制適合的條件 將反應(yīng)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(yīng)開始時 乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 反應(yīng)開始時 甲中石墨電極上Fe3 被還原C 電流計讀數(shù)為零時 反應(yīng)達到化學(xué)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 1 2 3 4 5 6 7 解析答案 返回 解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知 Fe3 得電子變成Fe2 被還原 I 失去電子變成I2被氧化 所以A B正確 電流計讀數(shù)為零時 Fe3 得電子速率等于Fe2 失電子速率 反應(yīng)達到平衡狀態(tài) C正確 D項在甲中溶入FeCl2固體 平衡2Fe3 2I 2Fe2 I2向左移動 I2被還原為I 乙中石墨為正極 D不正確 答案D 1 2 3 4 5 6 7 返回 考點二原電池原理的 四 個基本應(yīng)用 加試 1 用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池而得到保護 例如 要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等 可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連 使鋅作原電池的負極 2 設(shè)計制作化學(xué)電源 1 首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng) 2 根據(jù)原電池的反應(yīng)特點 結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正 負極材料和電解質(zhì)溶液 正極 知識梳理 1 答案 3 比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時 一般作的金屬比作的金屬活潑 4 加快氧化還原反應(yīng)的速率一個進行的氧化還原反應(yīng) 設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率 例如 在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快 負極 正極 增大 自發(fā) 答案 解題探究 2 答案 題組一判斷金屬的活潑性1 有A B C D E五塊金屬片 進行如下實驗 1 A B用導(dǎo)線相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 A極為負極 活動性 2 C D用導(dǎo)線相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 電流由D 導(dǎo)線 C 活動性 3 A C相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 C極產(chǎn)生大量氣泡 活動性 A B C D A C 1 2 3 4 4 B D相連后 同時浸入稀H2SO4溶液中 D極發(fā)生氧化反應(yīng) 活動性 5 用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液 E先析出 活動性 綜上所述 這五種金屬的活動性從強到弱的順序為 D B A C D B E B E 1 2 3 4 答案 2 有A B C D四種金屬 做如下實驗 將A與B用導(dǎo)線連接起來 浸入電解質(zhì)溶液中 B不易腐蝕 將A D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中 D比A反應(yīng)劇烈 將銅浸入B的鹽溶液里 無明顯變化 如果把銅浸入C的鹽溶液里 有金屬C析出 據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是 A A B C DB C D A BC D A B CD A B D C 1 2 3 4 解析答案 解析 A與B用導(dǎo)線連接后浸入電解質(zhì)溶液中會構(gòu)成原電池 B不易腐蝕 說明B為原電池的正極 說明金屬活動性 A B A D與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng) D比A反應(yīng)劇烈 說明金屬活動性 D A 根據(jù)置換反應(yīng)規(guī)律 Cu不能置換出B 說明金屬活動性 B Cu Cu能置換出C 說明金屬活動性 Cu C 則四種金屬活動性的排列順序是D A B C 答案C 1 2 3 4 題組二設(shè)計原電池 畫出裝置圖3 請運用原電池原理設(shè)計實驗 驗證Cu2 Fe3 氧化性的強弱 請寫出電極反應(yīng)式 負極 正極 并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖 要求用燒杯和鹽橋 并標出外電路電子流向 Cu 2e Cu2 2Fe3 2e 2Fe2 1 2 3 4 答案 題組三Zn與H 反應(yīng)速率的改變4 1 將等質(zhì)量的兩份鋅粉a b分別加入過量的稀硫酸 同時向a中加入少量的CuSO4溶液 請畫出產(chǎn)生H2的體積V L 與時間t min 的關(guān)系圖像 答案 1 2 3 4 答案 2 將過量的兩份鋅粉a b分別加入定量的稀硫酸 同時向a中加入少量的CuSO4溶液 請畫出產(chǎn)生H2的體積V L 與時間t min 的關(guān)系圖像 答案 1 2 3 4 答案 3 將CuSO4溶液改成CH3COONa溶液 其他條件不變 請畫出產(chǎn)生H2的體積V L 與時間t min 的關(guān)系圖像 答案 1 2 3 4 答案 1 比較金屬活動性順序的思維模型 1 思路歸納依據(jù)原理 判斷正負極 比較活動性 2 方法歸納 根據(jù)原電池 一般情況下 負極大于正極 根據(jù)電解池 易得電子的金屬陽離子 相應(yīng)金屬的活動性較弱 根據(jù)金屬活動性順序表 練后反思方法指導(dǎo) 2 裝置圖 常見失分點提示 1 不注明電極材料名稱或元素符號 2 不畫出電解質(zhì)溶液 或畫出但不標注 3 誤把鹽橋畫成導(dǎo)線 4 不能連成閉合回路 提醒只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 3 改變Zn與H 反應(yīng)速率的方法 1 加入Cu或CuSO4 形成原電池 加快反應(yīng)速率 加入Cu不影響Zn的量 但加入CuSO4 Zn的量減少 是否影響產(chǎn)生H2的量 應(yīng)根據(jù)Zn H 的相對量多少判斷 2 加入強堿弱酸鹽 由于弱酸根與H 反應(yīng) 使c H 減小 反應(yīng)速率減小 但不影響生成H2的量 4 規(guī)避原電池工作原理的3個失分點 1 原電池閉合回路的形成有多種方式 可以是導(dǎo)線連接兩個電極 也可以是兩電極相接觸 2 電解質(zhì)溶液中陰 陽離子的定向移動 與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路 3 無論在原電池還是在電解池中 電子均不能通過電解質(zhì)溶液 5 原電池正 負極判斷方法說明原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關(guān) 也與電解質(zhì)溶液有關(guān) 不要形成 活潑電極一定作負極 的思維定勢 6 平衡移動與鹽橋作用 1 當氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時 可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài) 電流計指針示數(shù)為零 當電流計指針往相反方向偏轉(zhuǎn) 暗示電路中電子流向相反 說明化學(xué)平衡移動方向相反 2 電子流向的分析方法 改變條件 平衡移動 平衡移動 電子轉(zhuǎn)移 電子轉(zhuǎn)移 判斷區(qū)域 根據(jù)區(qū)域 判斷流向 根據(jù)流向 判斷電極 返回 考點三常見化學(xué)電源 1 堿性鋅錳電池 一次電池電池組成 鋅 碳棒 二氧化錳 氯化鋅 氯化銨特點 用途廣泛正極反應(yīng) 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 負極反應(yīng) 總反應(yīng) Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 Zn 2OH 2e Zn OH 2 知識梳理 1 答案 2 銀鋅鈕扣電池 一次電池電池組成 鋅 氧化銀 氫氧化鉀溶液特點 放電平穩(wěn) 電流大負極反應(yīng) Zn 2OH 2e Zn OH 2 正極反應(yīng) Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 總反應(yīng) Zn Ag2O H2O Zn OH 2 2Ag 答案 3 鉛蓄電池 二次電池電池組成 鉛 二氧化鉛 硫酸特點 廣泛用于機動車輛鉛蓄電池是最常見的二次電池 負極材料是 正極材料是 1 放電時的反應(yīng) 負極反應(yīng) 正極反應(yīng) 2 充電時的反應(yīng) 陰極反應(yīng) 陽極反應(yīng) 總反應(yīng) Pb PbO2 Pb SO 2e PbSO4 PbO2 4H SO 2e PbSO4 2H2O PbSO4 2e Pb SO PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O 答案 4 鎳氫電池 二次電池電池組成 貯氫合金 泡沫氧化鎳 氫氧化鉀溶液特點 壽命長 性能好 比能量高 1 放電時的反應(yīng)負極反應(yīng) MH e OH M H2O正極反應(yīng) NiO OH e H2O Ni OH 2 OH 2 充電時的反應(yīng)陰極反應(yīng) M H2O e MH OH 陽極反應(yīng) Ni OH 2 OH e NiO OH H2O 說明 1 MH表示貯氫合金M中吸收結(jié)合的氫 2 可逆電池的充 放電不能理解為可逆反應(yīng) 5 氫氧燃料電池電池組成 鉑碳 氫氣 鉑碳 氧氣 氫氧化鉀溶液 或H2SO4溶液 特點 用于航天飛機 牽引車等 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池 可分酸性和堿性兩種 2H2 4OH 4e 4H2O 答案 O2 4e 4H 2H2O 答案 題組一判斷正 負極 書寫化學(xué)電源電極反應(yīng)式1 Li SOCl2電池可用于心臟起搏器 該電池的電極材料分別為鋰和碳 電解液是LiAlCl4 SOCl2 電池的總反應(yīng)可表示為4Li 2SOCl2 4LiCl S SO2 請回答下列問題 1 電池的負極材料為 發(fā)生的電極反應(yīng)為 解析分析反應(yīng)的化合價變化 可知Li失電子 被氧化 為還原劑 SOCl2得電子 被還原 為氧化劑 負極材料為Li 還原劑 4Li 4e 4Li 鋰 4Li 4e 4Li 解題探究 2 1 3 4 5 6 2 解析答案 2 電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 解析正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式得到 2SOCl2 4e 4Cl S SO2 2SOCl2 4e 4Cl S SO2 1 2 3 4 5 6 解析答案 2 Mg AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池 電池反應(yīng)方程式為2AgCl Mg Mg2 2Ag 2Cl 試書寫該電池的正 負極電極反應(yīng)式 負極 正極 Mg 2e Mg2 2AgCl 2e 2Ag 2Cl 1 3 4 5 6 2 答案 3 鋁 空氣海水電池 以鋁板為負極 鉑網(wǎng)為正極 海水為電解質(zhì)溶液 空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流 電池總反應(yīng)為4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 負極 正極 4Al 12e 4Al3 3O2 6H2O 12e 12OH 1 3 4 5 6 2 答案 題組二 一池多變 的燃料電池4 以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫 1 酸性介質(zhì) 如H2SO4 負極 正極 總反應(yīng)式 CH4 8e 2H2O CO2 8H 2O2 8e 8H 4H2O CH4 2O2 CO2 2H2O 1 3 4 5 6 2 答案 2 堿性介質(zhì) 如KOH 負極 正極 總反應(yīng)式 2O2 8e 4H2O 8OH 3 固體電解質(zhì) 高溫下能傳導(dǎo)O2 負極 正極 總反應(yīng)式 CH4 8e 4O2 CO2 2H2O 2O2 8e 4O2 CH4 2O2 CO2 2H2O 1 3 4 5 6 2 答案 4 熔融碳酸鹽 如熔融K2CO3 環(huán)境下負極 正極 總反應(yīng)式 CH4 2O2 CO2 2H2O 1 3 4 5 6 2 答案 題組三 久考不衰 的可逆電池5 一種碳納米管能夠吸附氫氣 可作二次電池 如下圖所示 的碳電極 該電池的電解質(zhì)溶液為6mol L 1的KOH溶液 1 3 4 5 6 2 1 寫出放電時的正 負極電極反應(yīng)式 答案負極 H2 2e 2OH 2H2O 正極 2NiO OH 2H2O 2e 2Ni OH 2 2OH 2 寫出充電時的陰 陽極電極反應(yīng)式 答案陰極 2H2O 2e H2 2OH 陽極 2Ni OH 2 2OH 2e 2NiO OH 2H2O 1 3 4 5 6 2 答案 技巧點撥 6 2014 新課標全國卷 12 2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述錯誤的是 A a為電池的正極B 電池充電反應(yīng)為LiMn2O4 Li1 xMn2O4 xLiC 放電時 a極鋰的化合價發(fā)生變化D 放電時 溶液中Li 從b向a遷移 1 3 4 5 6 2 解析答案 解析圖示所給出的是原電池裝置 A項 由圖示分析 金屬鋰易失電子 由原電池原理可知 含有鋰的一端為原電池的負極 即b為負極 a為正極 故正確 B項 電池充電時為電解池 反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng) 故正確 C項 放電時 a極為原電池的正極 發(fā)生還原反應(yīng)的是錳元素 鋰元素的化合價沒有變化 故不正確 D項 放電時為原電池 鋰離子應(yīng)向正極 a極 遷移 故正確 答案C 1 3 4 5 6 2 1 化學(xué)電源中電極反應(yīng)式書寫的一般步驟 加減法 書寫電極反應(yīng)式 1 先確定原電池的正 負極 列出正 負極上的反應(yīng)物質(zhì) 并標出相同數(shù)目電子的得失 2 注意負極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存 若不共存 則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負極反應(yīng)式 若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2 且電解質(zhì)溶液為中性或堿性 則水必須寫入正極反應(yīng)式中 且O2生成OH 若電解質(zhì)溶液為酸性 則H 必須寫入正極反應(yīng)式中 O2生成水 練后反思方法指導(dǎo) 3 正 負極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式 若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式 可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式 然后在電子守恒的基礎(chǔ)上 總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式 即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式 2 鋰離子電池充放電分析常見的鋰離子電極材料正極材料 LiMO2 M Co Ni Mn等 LiM2O4 M Co Ni Mn等 LiMPO4 M Fe等 負極材料 石墨 能吸附鋰原子 負極反應(yīng) LixCn xe xLi nC正極反應(yīng) Li1 xMO2 xLi xe LiMO2 返回 探究高考明確考向 1 2 3 4 5 6 1 2015 江蘇 10 一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖 下列有關(guān)該電池的說法正確的是 1 2 3 4 5 6 解析答案 1 2 3 4 5 6 C項 原電池工作時 陰離子移向負極 而B極是正極 錯誤 D項 B電極即正極上O2參與的電極反應(yīng)為O2 4e 2CO2 2CO 正確 答案D B項 該電池的傳導(dǎo)介質(zhì)為熔融的碳酸鹽 所以A電極即負極上H2參與的電極反應(yīng)為H2 2e CO CO2 H2O 錯誤 1 2 3 4 5 6 2 2015 全國卷 11 微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其工作原理如圖所示 下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是 1 2 3 4 5 6 A 正極反應(yīng)中有CO2生成B 微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C 質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D 電池總反應(yīng)為C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析由題意可知 微生物電池的原理是在微生物的作用下 O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng) 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B項正確 氧氣在正極反應(yīng) 由于質(zhì)子交換膜只允許H 通過 則正極反應(yīng)為O2 4e 4H 2H2O 沒有CO2生成 A項錯誤 負極發(fā)生反應(yīng) C6H12O6 24e 6H2O 6CO2 24H H 離子在負極區(qū)生成 移向正極區(qū) 在正極被消耗 C項正確 總反應(yīng)為C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O D項正確 答案A 1 2 3 4 5 6 3 2013 新課標全國卷 10 銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑 這是生成了Ag2S的緣故 根據(jù)電化學(xué)原理可進行如下處理 在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液 再將變黑的銀器浸入該溶液中 一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去 下列說法正確的是 A 處理過程中銀器一直保持恒重B 銀器為正極 Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C 該過程中總反應(yīng)為2Al 3Ag2S 6Ag Al2S3D 黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析鋁質(zhì)容器 變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置 鋁作負極 變質(zhì)的銀器作正極 負極反應(yīng)式為Al 3e Al3 正極反應(yīng)式為Ag2S 2e 2Ag S2 Al3 與S2 在溶液中不能大量共存 能發(fā)生水解相互促進反應(yīng)2Al3 3S2 6H2O 2Al OH 3 3H2S 故原電池總反應(yīng)為2Al 3Ag2S 6H2O 6Ag 2Al OH 3 3H2S 故B項正確 C項錯誤 A項 原電池反應(yīng)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng) 銀器中Ag2S被還原成Ag 質(zhì)量減輕 A項錯誤 D項 黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag D項錯誤 答案B 1 2 3 4 5 6 4 2013 新課標全國卷 11 ZEBRA 蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示 電極材料多孔Ni NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔 下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是 A 電池反應(yīng)中有NaCl生成B 電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子C 正極反應(yīng)為NiCl2 2e Ni 2Cl D 鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析結(jié)合蓄電池裝置圖 利用原電池原理分析相關(guān)問題 A項 負極反應(yīng)為Na e Na 正極反應(yīng)為NiCl2 2e Ni 2Cl 故電池反應(yīng)中有NaCl生成 B項 電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價鎳離子 C項 正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)為NiCl2 2e Ni 2Cl D項 鈉在負極失電子 被氧化生成Na Na 通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動 答案B 1 2 3 4 5 6 5 2014 浙江理綜 11 鎳氫電池 NiMH 目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型 NiMH中的M表示儲氫金屬或合金 該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是 Ni OH 2 M NiOOH MH已知 6NiOOH NH3 H2O OH 6Ni OH 2 NO下列說法正確的是 A NiMH電池放電過程中 正極的電極反應(yīng)式為NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 充電過程中OH 離子從陽極向陰極遷移C 充電過程中陰極的電極反應(yīng)式 H2O M e MH OH H2O中的H被M還原D NiMH電池中可以用KOH溶液 氨水等作為電解質(zhì)溶液 解析答案 1 2 3 4 5 6 解析A項 放電過程中 NiOOH得電子 化合價降低 發(fā)生還原反應(yīng) 該項正確 B項 充電過程中發(fā)生電解池反應(yīng) OH 從陰極向陽極遷移 該項錯誤 C項 充電過程中 陰極M得到電子 M被還原 H2O中的H化合價沒有發(fā)生變化 該項錯誤 D項 NiMH在KOH溶液 氨水中會發(fā)生氧化還原反應(yīng) 該項錯誤 答案A 1 2 3 4 5 6 6 2015 全國卷 26 1 2 酸性鋅錳干電池是一種一次性電池 外殼為金屬鋅 中間是碳棒 其周圍是由碳粉 MnO2 ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物 該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH 1 該電池的正極反應(yīng)式為 電池反應(yīng)的離子方程式為 解析根據(jù)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造可知 放電時 負極Zn失去電子生成Zn2 正極MnO2得到電子生成MnOOH 從而可寫出正極和負極的電極反應(yīng)式 然后在遵循電子守恒的前提下 將兩極反應(yīng)式加合可得電池反應(yīng)的離子方程式 MnO2 e H MnOOH Zn 2MnO2 2H Zn2 2MnOOH 解析答案 1 2 3 4 5 6 2 維持電流強度為0 5A 電池工作5分鐘 理論上消耗鋅 g 已知F 96500C mol 1 解析電池工作5分鐘 通過的電量Q 0 5A 5min 60s min 1 150C 因此通過電子的物質(zhì)的量 0 05 解析答案 返回 練出高分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 下列裝置都伴隨有能量變化 其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?15 16 17 18 解析答案 解析電解水是電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 水力發(fā)電是機械能轉(zhuǎn)化成電能 太陽能熱水器把太陽能轉(zhuǎn)化成熱能 干電池是化學(xué)電源 工作時化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 關(guān)于原電池 電解池的電極名稱 下列說法錯誤的是 A 原電池中失去電子的電極為負極B 電解池中與直流電源負極相連的電極為陰極C 原電池中相對活潑的電極為正極D 電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為陽極解析在原電池中較活潑的電極失去電子 為負極 A項正確 C項錯誤 電解池中與直流電源負極相連的電極為陰極 B項正確 電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為陽極 D項正確 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 3 下圖所示的裝置能夠組成原電池并產(chǎn)生電流的是 解析依據(jù)構(gòu)成原電池的必要條件分析 A中兩電極相同 C中沒有構(gòu)成閉合回路 D中酒精是非電解質(zhì) 在B裝置中雖然鐵與NaCl溶液不能反應(yīng) 但NaCl溶液中溶有O2 鐵在其中可以發(fā)生吸氧腐蝕 因此B裝置可以構(gòu)成原電池并產(chǎn)生電流 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 4 下圖為水果電池的示意圖 下列說法正確的是 A 鋅片作負極 質(zhì)量逐漸減少B 電子由銅片沿導(dǎo)線流向鋅片C 銅電極逐漸溶解D 該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 解析A項 鋅比銅活潑 所以Zn作負極 發(fā)生氧化反應(yīng) 失去電子 生成的Zn2 進入溶液中 所以質(zhì)量減少 正確 B項 Zn作負極 則Cu作正極 所以電子從鋅片沿導(dǎo)線流向銅片 錯誤 C項 銅極發(fā)生還原反應(yīng) 溶液中的氫離子在銅電極上發(fā)生還原反應(yīng) 生成氫氣 所以Cu不溶解 錯誤 D項 該裝置是原電池 工作時把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 錯誤 答案A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 下列關(guān)于鋅 銅和稀硫酸構(gòu)成的原電池的說法中 正確的是 A 鋅是正極 銅是負極B 電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片C 負極的反應(yīng)式為2H 2e H2 D 反應(yīng)一段時間后 溶液的pH升高 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 6 如圖所示的裝置中 M為活動性順序位于氫之前的金屬 N為石墨棒 下列關(guān)于此裝置的敘述中 不正確的是 A N上有氣體放出B M為負極 N為正極C 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置D 導(dǎo)線中有電流通過 電流方向由M到N D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 7 兩電極用導(dǎo)線連接插入電解質(zhì)溶液中 不考慮溶液中溶解的氧氣的影響 你認為不能構(gòu)成原電池的是 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 8 下列說法錯誤的是 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 氫氧燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D 鋅錳干電池中 鋅電極是負極 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 9 加試題 下圖所示的裝置不是原電池的是 解析選項D的裝置中 兩個電極活潑性不同 且有導(dǎo)線相連 又有電解質(zhì)溶液 但沒有形成閉合回路 所以不能構(gòu)成原電池 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 10 加試題 某原電池裝置如圖所示 鹽橋中裝有KCl飽和溶液的瓊脂 下列有關(guān)敘述中正確的是 A Fe作正極 發(fā)生氧化反應(yīng)B 負極反應(yīng) 2H 2e H2 C 工作一段時間后 兩燒杯中溶液的pH均不變D 工作一段時間后 NaCl溶液中c Cl 增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 解析A項 Fe作負極 發(fā)生氧化反應(yīng) 不正確 B項 負極反應(yīng)式為Fe 2e Fe2 不正確 C項 因為正極反應(yīng)式為2H 2e H2 故右側(cè)燒杯中溶液的pH增大 不正確 D項 因為在原電池中陰離子向負極移動 鹽橋中的Cl 向負極移動 故NaCl溶液中c Cl 增大 正確 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 加試題 高鐵電池是一種新型可充電電池 與普通高能電池相比 該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓 高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn 2K2FeO4 8H2O3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH 下列敘述不正確的是 A 放電時 負極反應(yīng)為Zn 2e 2OH Zn OH 2 C 放電時 每轉(zhuǎn)移3mol電子 正極有1molK2FeO4被氧化D 放電時 正極附近溶液堿性增強 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 解析該電池放電時負極發(fā)生氧化反應(yīng) Zn 2e 2OH Zn OH 2 A正確 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12 加試題 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源 其電極分別為Ag2O和Zn 電解質(zhì)溶液為KOH溶液 總反應(yīng)式為Ag2O Zn H2O 2Ag Zn OH 2 下列說法中不正確的是 A 原電池放電時 負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是ZnB 負極發(fā)生的反應(yīng)是Zn 2OH 2e Zn OH 2C 工作時 負極區(qū)溶液堿性減弱 正極區(qū)溶液堿性增強D 溶液中的OH 向正極移動 K H 向負極移動 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 解析根據(jù)總反應(yīng)Ag2O Zn H2O 2Ag Zn OH 2 分析各物質(zhì)化合價發(fā)生的變化可知 Zn在負極上反應(yīng) Ag2O在正極上反應(yīng) 電解質(zhì)溶液為KOH溶液 所以負極反應(yīng)式為Zn 2OH 2e Zn OH 2 正極反應(yīng)式為Ag2O 2e H2O 2Ag 2OH 在負極區(qū)OH 被消耗 堿性減弱 pH減小 正極區(qū)生成OH 堿性增強 pH增大 溶液中OH 定向移動到負極 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13 燃料電池能有效提高能源利用率 具有廣泛的應(yīng)用前景 下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料 其中最環(huán)保的是 A 甲醇B 天然氣C 液化石油氣D 氫氣 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 14 將如圖所示實驗裝置的K閉合 下列判斷正確的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 解析A項 K閉合后 甲和乙裝置通過鹽橋形成原電池 由于活動性Zn Cu 所以Zn是負極 發(fā)生氧化反應(yīng) Zn 2e Zn2 Cu是正極 在正極上發(fā)生還原反應(yīng) Cu2 2e Cu 正確 B項 電子不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液 錯誤 D項 a是電解池的陰極 在陰極上發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)式為2H 2e H2 由于H 不斷放電 使得H 的濃度減小 破壞了附近水的電離平衡 所以H 放電的同時溶液中產(chǎn)生了大量的OH 附近的OH 濃度增大 溶液的堿性增強 所以濾紙的a點變紅 錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案A 15 Mg AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池 電池反應(yīng)方程式為2AgCl Mg Mg2 2Ag 2Cl 有關(guān)該電池的說法正確的是 A Mg為電池的正極B 負極反應(yīng)為AgCl e Ag Cl C 不能被KCl溶液激活D 可用于海上應(yīng)急照明供電 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 解析Mg發(fā)生氧化反應(yīng) 化合價升高 所以Mg為原電池的負極 電極反應(yīng)為Mg 2e Mg2 A B選項都錯誤 KCl是電解質(zhì) 導(dǎo)電能力強于海水 能激活該電池 所以C選項錯誤 該電池由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 產(chǎn)生的電當然可以用于海上應(yīng)急照明供電 D選項正確 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16 鉛蓄電池是化學(xué)電源 它工作時的電池總反應(yīng)式為Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 試回答 1 蓄電池負極的電極材料是 解析由電池總反應(yīng)式可知 Pb發(fā)生氧化反應(yīng) 所以Pb是負極 Pb 2 工作時該蓄電池正極的電極反應(yīng)式是 2H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 3 鉛蓄電池工作時 電解質(zhì)溶液的密度 填 增大 減小 或 不變 下同 pH 解析在蓄電池的工作過程中 Pb被氧化 H2SO4被消耗 有水生成 所以溶液的密度減小 pH增大 減小 增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 17 加試題 鋰錳電池的體積小 性能優(yōu)良 是常用的一次電池 該電池反應(yīng)原理如圖所示 其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中 Li 通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中 生成LiMnO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 回答下列問題 1 外電路的電流方向是由 極流向 極 填字母 解析活潑金屬鋰作電池負極 失去的電子由負極 a極 經(jīng)過導(dǎo)線流向正極 b極 電流方向由b極流向a極 2 電池正極反應(yīng)式為 解析負極上Li失去電子生成Li Li e Li 正極上MnO2得到電子同時結(jié)合遷入的Li 生成LiMnO2 MnO2 e Li LiMnO2 b a MnO2 e Li LiMnO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 3 是否可用水代替電池中的混合有機溶劑 填 是 或 否 原因是 解析Li是活潑金屬 易與水反應(yīng) 因此不能用水代替電池中的混合有機溶劑 否 電極Li是活潑金屬 能與水反應(yīng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 18 加試題 氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置 下圖為電池示意圖 該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉 鉑吸附氣體的能力強 性質(zhì)穩(wěn)定 請回答下列問題 1 氫氧燃料電池在導(dǎo)線中電子流動方向是 用a b表示 解析H2發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子 故導(dǎo)線中電子由a流向b 由a到b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 2 負極反應(yīng)式為 解析負極上H2失去電子變?yōu)镠 但電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液 故OH 與H 結(jié)合生成H2O 負極反應(yīng)式為2H2 4e 4OH 4H2O 3 電極表面鍍鉑粉的原因為 解析鉑吸附氣體的能力強 可增大電極單位面積吸附H2 O2分子數(shù) 加快電極反應(yīng)速率 2H2 4OH 4e 4H2O 或H2 2OH 2e 2H2O 增大電極單位面積吸附H2 O2分子數(shù) 加快電 極反應(yīng)速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 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 LiH H2O LiOH H2 已知LiH固體密度為0 82g cm 3 用鋰吸收22 4L 標準狀況 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析答案 返回 解析 由 知 當吸收1molH2時 生成2molLiH 2molLiH反應(yīng)可生成2molH2 實際參與反應(yīng)的H2為2mol 80 1 6mol 每摩爾H2轉(zhuǎn)移2mol電子 故共轉(zhuǎn)移電子3 2mol 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 返回