（浙江专版）2018年高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第三单元 化学能与电能的转化学案 苏教版必修2.doc

第三单元 化学能与电能的转化第一课时 化学能转化为电能化学电源考试要求1原电池的概念(a/a)2铜锌原电池的原理及电极反应式(b/b)3原电池的构成条件(a/b)4常见化学电源(b/c) 1构成原电池的条件(1)有活泼性不同的两个电极；(2)电极插入电解质溶液中；(3)电极间形成闭合回路；(4)能自发地发生氧化还原反应。2原电池工作原理口诀原电池分两极(正、负)；负极氧化正(极)还原；电子由负(极)流向正(极)；阳(离子)向正(极)阴(离子)向负(极)。3原电池正、负极的判断化合价升高失去电子发生氧化反应负极；化合价降低得到电子发生还原反应正极。4钢铁发生电化学腐蚀的电极反应和总反应负极反应：fe2e=fe2，正极反应：o24e2h2o=4oh，总反应：2feo22h2o=2fe(oh)2，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。原电池及其工作原理1实验探究实验1把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。实验2把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。实验1、2现象：实验1、2中现象相同，均为锌片周围有气泡产生，铜片周围无明显现象。实验结论：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中氢；铜片在金属活动性顺序中位于氢后面，不能置换酸中氢。实验3用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，观察实验现象。实验4在导线中间接一个灵敏电流计，观察实验现象。实验3、4现象：锌片周围无气泡产生，铜片周围有气泡产生；电流计指针发生偏转。实验结论：锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有电流产生。2原电池(1)概念：将化学能转变为电能的装置。(2)工作原理(以锌铜稀h2so4原电池为例)：(3)构成条件a有活泼性不同的两个电极b电极插入电解质溶液中c电极间构成闭合回路d能自发地发生氧化还原反应(4)原电池的电极反应负极流出电子发生氧化反应，正极流入电子发生还原反应。特别提醒原电池的正极是导体，它不参与化学反应；负极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是导体又是负极反应物(如铜锌原电池)，有的原电池负极的作用是导体(如h2、o2燃料电池)，它不参与化学反应。1将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中，则铁片上发生什么反应，电极反应式如何书写？提示：镁比铁活泼，镁作负极，铁作正极，铁电极上发生还原反应，电极反应式是2h2e=h2。2原电池的电极材料都必须是金属吗？提示：原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)，在燃料电池中，电极本身均不发生反应，故两极均可用惰性材料。3原电池内部阴、阳离子是如何移动的？提示：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。1原电池的判断 2原电池正负极的判断1如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是_。解析：a项中两个电极相同；b项中蔗糖是非电解质；c、d项没有形成闭合回路，因此a、b、c、d都不符合原电池的构成条件，不能产生电流。答案：ef2(2015浙江10月考试)如图所示进行实验，下列说法不正确的是()a装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生b甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能c装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转d装置乙中负极的电极反应式：zn2e=zn2解析：选b甲装置不是原电池，不能将化学能转化成电能。原电池原理的应用1钢铁的电化学腐蚀(1)电化学腐蚀金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。(2)钢铁的电化学腐蚀电解质溶液钢铁表面水膜中含有h和oh，还溶有o2等气体电极负极材料：fe，电极反应：fe2e=fe2正极材料：c，电极反应：o24e2h2o=4oh总反应2feo22h2o=2fe(oh)2，进一步被氧化，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，fe(oh)3易分解生成铁锈(fe2o3xh2o)2金属活动性强弱的判断由a、b、c、d四种金属按下表中装置进行实验装置现象二价金属a不断溶解c的质量增加a上有气体产生(1)装置甲中负极的电极反应式是a2e=a2。(2)装置乙中正极的电极反应式是cu22e=cu。(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是dabc。1锌与稀硫酸反应时，若滴几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，试分析其原因。提示：滴加硫酸铜溶液后，会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜，生成的铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池，从而加快锌与稀硫酸的反应。2已知反应cu2ag=2agcu2，请将该反应设计成原电池，画出原电池装置图并标出正、负极。提示：先确定两个电极，负极失电子化合价升高，所以铜作负极，再找活泼性比铜弱的碳棒或银棒作正极；从反应中可以看出电解质溶液中必须含有银离子，所以用硝酸银溶液作电解质溶液。装置图见右图。原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间干扰减小，使反应速率增大。(2)应用：实验室用zn和稀h2so4(或稀盐酸)反应制h2，常用粗锌，它产生h2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀h2so4形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生h2的速率加快。2比较金属的活动性强弱(1)原理：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。(2)应用：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性ab。3设计原电池(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两极反应式。氧化反应：还原剂ne=氧化产物(负极反应式)；还原反应：氧化剂ne=还原产物(正极反应式)；正极反应式负极反应式电池的总反应式。(2)根据原电池的电池反应特点，结合两极反应式找出正负极材料及电解质溶液。电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。电极材料的选择：在原电池中，一般选择活泼性较强的金属作为负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化，氧化性物质在正极上得到电子被还原。(3)实例：原理装置图znh2so4=znso4h2负极反应：zn2e=zn2正极反应：2h2e=h21100 ml浓度为2 moll1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成h2的总量，可采用的方法是()a加入适量6 moll1的盐酸b加入几滴cucl2溶液c加入适量蒸馏水d加入适量的nacl溶液解析：选b加入适量6 moll1的盐酸，增大了溶液中c(h)和n(h)，反应速率加快， 产生h2的量也增多，所以a不符合题意；加入适量蒸馏水或加入适量的nacl溶液后，溶液中c(h)降低，反应速率减慢；加入几滴cucl2溶液，锌置换出少量铜，锌、铜在盐酸中构成原电池，加快了反应速率，但不影响产生h2的量，故b正确。2有a、b、d、e四种金属，当a、b组成原电池时，电子流动方向ab；当a、d组成原电池时，a为正极；b与e构成原电池时，电极反应式为e22e=e，b2e=b2。则a、b、d、e金属性由强到弱的顺序为()aabedbabdecdeab ddabe解析：选d原电池电子由负极流向正极，负极活泼，故活动性是ab；当a、d组成原电池时，a为正极，故金属活动性为ae；a、b、d、e金属性由强到弱的顺序为dabe。化学电源1原理原电池原理。2优点化学电源的能量转化率比燃料燃烧大的多。3分类4常见化学电源的组成电池名称电极材料电解质溶液负极正极锌锰干电池锌碳棒氯化铵等银锌纽扣电池锌氧化银氢氧化钾溶液铅蓄电池铅二氧化铅硫酸镍氢电池贮氢合金泡沫氧化镍氢氧化钾溶液氢氧燃料电池h2放电o2放电氢氧化钾溶液甲醇空气燃料电池甲醇放电o2放电氢氧化钾溶液1铅蓄电池的正、负极材料是什么？电解质溶液是什么？提示：负极：pb，正极：pbo2，电解质溶液：稀h2so4。2氢氧燃料电池在酸性条件和碱性条件下的正极反应式相同吗？若不同，请分别写出反应式。提示：不相同；酸性条件下正极反应式：o24h4e=2h2o，碱性条件下正极反应式：2h2oo24e=4oh。3除氢氧燃料电池外，其他燃料电池的负极反应物通常还有哪些？正极放电的是什么物质？提示：负极还可以是烃(如甲烷、乙烷等)、醇(如甲醇、乙醇等)、氨、煤气等可燃性气体或液体。正极放电的是氧气。1常见化学电源的反应原理(1)锌锰干电池zn2nh4cl2mno2=zn(nh3)2cl22mno(oh)(2)铅蓄电池pbo2pb2h2so42pbso42h2o(3)甲醇空气燃料电池2ch3oh3o24oh=2co6h2o2氢氧燃料电池电极材料铂铂电解质溶液氢氧化钾溶液盐酸电池反应原理电极反应负极：2h24oh4e=4h2o正极：o22h2o4e=4oh负极：2h24e=4h正极：o24h4e=2h2o总反应2h2o2=2h2o特别提醒(1)燃料电池的本质是燃料与氧化剂之间能够发生自发的氧化还原反应，且能够对外放出能量。(2)燃料电池在使用过程中，并没有发生燃料的燃烧，而是燃料和氧化剂分别在两极放电，将化学能转化为电能。(3)燃料的燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，而燃料电池中发生的氧化还原反应则是缓和平稳的。(4)燃料燃烧时，大量的热能释放到空气中，能量利用率低，燃料电池工作时，能量转化率较高，是一种高效、环境友好的发电装置。1燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是：x极：o2h2o2e=2ohy极：h22oh2e=2h2o下列说法正确的是()ax是负极by是正极cy极上发生还原反应 dy极上发生氧化反应解析：选d由电极反应式可知，x极上发生还原反应，x是电池的正极，y极上发生氧化反应，y是电池的负极。2锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为limno2=limno2，下列说法正确的是()ali是正极，电极反应为lie=libli是负极，电极反应为lie=licmno2是负极，电极反应为mno2e=mnodli是负极，电极反应为li2e=li2解析：选b由总反应o2=o2可知，li元素在反应后化合价升高(01)，mn元素在反应后化合价降低(43)。li失电子被氧化，在电池中作负极，电极反应为lie=li。mno2在正极上得电子被还原，电极反应为mno2e=mno。方法技巧给出总反应，写电极反应式的方法(1)逐步分析法 (2)寻找易写电极反应突破法根据总反应方程式和电解质特点，写出较易写的电极反应，然后用总反应减去该电池反应可得另一极的电极反应。如ch4酸性燃料电池中：ch42o2=co22h2o总反应2o28h8e=4h2o正极反应式ch42h2o8e=co28h负极反应式三级训练节节过关1如下图所示装置，能够组成原电池的是()解析：选ca项，两电极材料相同，且不能发生氧化还原反应，不能组成原电池，错误；b项，两电极材料相同，不能组成原电池，错误；c项，装置为原电池，zn为负极，cu为正极，发生反应zncu2=zn2cu，正确；d项，乙醇溶液不是电解质溶液，不能组成原电池，错误。2下列有关电池的说法中不正确的是()a手机上用的锂离子电池属于二次电池b铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极c甲醇燃料电池可把化学能转化为电能d锌锰干电池中，锌电极是负极解析：选b手机上用的锂离子电池是可充电电池，a正确；铜锌原电池中，cu为正极，zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，b错误；燃料电池将化学能转化为电能，c正确；锌锰干电池中，zn为负极，d正确。3.如图装置所示，铜片上发生的反应为()azn22e=znb2h2e=h2czn2e=zn2dcu22e=cu解析：选b根据图示可知，该装置为原电池，由于还原性zncu，所以zn是负极，发生氧化反应，cu是正极，h在正极上得到电子，发生还原反应，电极反应式是2h2e=h2。4.(2016绍兴一中期中)如图是铜锌原电池示意图。当该原电池工作时，下列描述不正确的是()a溶液逐渐变蓝b锌片逐渐溶解c铜片上有气泡产生d电流计指针发生偏转解析：选a该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，溶液没有铜离子生成，不会变蓝，故a错误；zn易失电子作负极，所以锌片逐渐溶解，故b正确；cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以铜片上有气泡产生，故c正确；铜锌原电池中，电子从负极流向正极，所以电流计指针发生偏转，故d正确。5原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。(1)现有如下两个反应：a.naohhcl=naclh2o；b.znh2so4=znso4h2，判断能否设计成原电池：a._，b._(填“能”或“不能”)。(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 ml相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：下列说法正确的是_。a甲、乙均为化学能转变为电能的装置b乙中铜片上没有明显变化c甲中铜片质量减少，乙中锌片质量减少d两烧杯中溶液中的h的浓度均减小在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速率：甲_乙(填“”“乙；负极失电子，zn2e=zn2，原电池中阴离子向正极移动，即向锌极移动，硫酸根不参与氧化还原反应，故离子浓度不变。答案：(1)不能能(2)bdzn2e=zn2负不变1.如图是铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成的原电池，则锌片是()a阴极：得到电子，发生氧化反应b正极：得到电子，发生还原反应c阳极：失去电子，发生还原反应d负极：失去电子，发生氧化反应解析：选d原电池的两极是以正、负极命名；在酸性溶液中比较活泼的一极是负极，所以锌片是负极，负极失去电子发生氧化反应。2.(2016宁波效实中学期中)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2mgo22h2o=2mg(oh)2 。下列关于该电池的说法错误的是()a镁片作为正极b食盐水作为电解质溶液c电池工作时镁片逐渐被消耗d电池工作时实现了化学能向电能的转化解析：选a根据原电池原理镁为负极发生氧化反应；氧气在正极发生还原反应。3已知空气锌电池的电极反应如下：锌电极：zn2oh2e=znoh2o；石墨电极：o2h2o2e=2oh。可以判断石墨电极是()a负极，发生还原反应b正极，发生氧化反应c负极，发生氧化反应 d正极，发生还原反应解析：选d在电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极是正极，发生还原反应。4.如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是()aa极是负极b电子由b通过溶液流向ac该电池总反应是2h2o2=2h2od氢氧燃料电池是环保电池解析：选ba项，氢氧燃料电池中，通入氢气的a极为负极，正确；b项，通入氧气的b极为正极，电子由a经过导线流向b，错误；c项，氢氧燃料电池的总反应为2h2o2=2h2o，正确；d项，氢氧燃料电池反应产物是水，无污染，是环保电池，正确。5(2016余杭中学等四校联考)关于如图装置的叙述中正确的是()a电流由铁钉经过导线流向石墨棒b该装置是一个简易的电解饱和食盐水的装置c石墨棒上发生的电极反应式：2h2e=h2d石墨棒上发生的电极反应式：2h2oo24e=4oh解析：选d电流从石墨棒沿导线流向铁棒，故a错误；该装置是铁的吸氧腐蚀的装置，属于原电池，故b错误；石墨棒作正极，石墨棒上的电极反应式：2h2oo24e=4oh，故c错误，d正确。6(2016桐乡高级中学期中)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是()a装置甲中铜片表面产生气泡b装置甲溶液中so向铜片做定向移动c装置乙中电子从铜片经导线流向锌片d装置乙中正极的电极反应式：2h2e=h2解析：选d甲不是原电池，只是锌片与稀硫酸反应，且表面有气泡，铜片不参与反应也没有任何现象；乙是原电池，锌片是负极，失电子发生氧化反应，锌片溶解，铜片是正极得电子发生还原反应，表面有气泡。7一个原电池的总反应方程式为zncu2=zn2cu，该原电池可能为()选项abcd正极cualznfe负极znzncuzn电解质溶液h2so4cuso4zncl2cucl2解析：选d由电池的总反应方程式知，zn被氧化作负极，比zn活动性弱的金属或导电的非金属作正极，cu2被还原，溶液应为可溶性铜盐溶液。对照各选项，d项符合题意。8有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小b极质量增加溶液中的so向b极移动d极溶解c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()aabcd bbcdacdabc dabdc解析：选ca极质量减小b极质量增加，说明a是负极，b是正极，金属性ab；溶液中的so向b极移动，说明b电极是负极，金属性bc；d极溶解c极有气体产生，说明d电极是负极，c电极是正极，金属性dc；电流从a极流向d极，说明a电极是正极，d电极是负极，金属性da，所以金属性dabc。9将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。(1)锌片上发生的电极反应式为_；银片上发生的电极反应式为_。(2)若起始时该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则生成h2体积(标准状况)为_，电子转移数目是_。解析：(1)因金属的活动性znag，所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时，锌片作负极，发生氧化反应zn2e=zn2，银片作正极，发生还原反应2h2e=h2。(2)锌片与银片总质量减轻，是因为负极锌失去电子溶解，根据电子得失守恒有：zn2h=zn2h2转移2e得v4.48 l，x0.4 mol，故n(e)0.4na。答案：(1)zn2e=zn22h2e=h2(2)4.48 l0.4na10.依据氧化还原反应：2ag+cu=cu2+2ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极x的材料是；电解质溶液y是。(2)银电极为电池的极，发生的电极反应为；x电极上发生的电极反应为(填“氧化”或“还原”)反应。(3)外电路中的电子(填“流出”或“流向”)ag电极。(4)当有1.6 g铜溶解时，银电极增重g。解析：(1)由原电池反应：2ag+cu=cu2+2ag知，铜失电子，发生氧化反应，作负极，比铜不活泼的金属或石墨作正极，电解质溶液用可溶性的硝酸银溶液，则电极x的材料是铜，电解质溶液y是agno3溶液。(2)由(1)知，银电极为电池的正极，发生的电极反应为ag+e-=ag，x电极上发生氧化反应。(3)外电路中，cu是负极，ag是正极，cu失去的电子沿导线经电流计流向正极(ag电极)。(4)1.6 g铜的物质的量为1.6640.025 mol，根据反应2agcu=cu22ag，银电极增重实际上是生成金属银的质量，为0.025 mol2108 gmol15.4 g。答案：(1)cuagno3溶液(2)正age=ag氧化(3)流向(4)5.41利用化学反应：fecuso4=feso4cu，可以设计出一种原电池。该原电池工作时()afe为正极bcu为负极c负极上发生氧化反应 d正极上发生氧化反应解析：选c由于金属活动性fecu，所以fe是负极，cu是正极，在负极fe上发生氧化反应：fe2e=fe2，在正极cu上发生还原反应，cu22e=cu。2.(2016舟山中学期中)如图所示，下列说法正确的是()a铁电极的电极反应式为fe3e=fe3b溶液中的h移向fe电极c该装置中能量转化方式为电能转化为化学能d电子从铁棒经导线流入石墨棒解析：选da选项错误，铁电极的电极反应式为fe2e=fe2；b选项错误，溶液中的h移向c电极；c选项错误，该装置中能量转化方式为化学能转化为电能；d选项正确。3我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流，电解总反应为4al3o26h2o=4al(oh)3，下列说法不正确的是()a正极反应式为o22h2o4e=4ohb电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极c以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积d该电池通常只需要更换铝板就可能继续使用解析：选ba项，负极反应式：al3e=al3，正极反应式：o22h2o4e=4oh，正确；b项，电流应由正极铂沿导线流向负极铝，错误；c项，网状的铂表面积大，与氧气的接触面积大，正确；d项，负极的铝板被氧化而消耗，正极材料没有消耗，因此需要更换铝板就可继续使用，正确。4.如图所示，电流表指针发生偏转，同时a极质量减少，b极上有气泡产生，c为电解质溶液，下列说法错误的是()ab极为原电池的正极ba、b、c可能分别为zn、cu、稀盐酸cc中阳离子向a极移动da极发生氧化反应解析：选ca项，电流计指针偏转，说明原电池在工作，由于a极质量减少，b极上有气泡产生，则a是负极，b是正极，正确；b项，负极金属活动性大于正极，而且在正极有气泡产生，则溶液为酸，是h被还原为h2逸出，因此a、b、c可能分别为zn、cu、稀盐酸，正确；c项，阳离子移动方向与电流方向一致，阴离子电子移动方向与电流方向相反，溶液c中阳离子向正极b极移动，错误；d项，电极a是负极，失去电子，发生氧化反应，正确。5.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()aa为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸bb为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液ca为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸db为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液解析：选c电流表指针发生偏转，有电流通过，是原电池装置，a极上有大量气泡生成，a为正极，b为负极，h在a极上被还原成h2，即a为正极是碳棒，b为负极是铁片，烧杯中溶液为硫酸，c项符合。6(2016浙江4月考试)mgh2o2电池是一种化学电源，以mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图。下列说法不正确的是()a石墨电极是该电池的正极b石墨电极上发生还原反应cmg电极的电极反应式：mg2e=mg2d电池工作时，电子从mg电极经导线流向石墨电极，再从石墨电极经电解质溶液流向mg电极解析：选d在mgh2o2电池中，mg为负极，石墨为正极。电池工作过程中，镁电极失去电子，所产生的电子经导线流向石墨电极，h2o2在石墨电极表面得到电子，转变成oh，负极生成的mg2流向正极，溶液中的阴离子流向负极，在电解质溶液中不存在电子的流动。综上分析，d项错误。7(2016温州普通高中联考)以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池如图所示，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()a锌片溶解1 mol，铜片上析出22.4 l氢气 b两极上溶解和析出的物质的质量相等 c锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气 d电解质溶液ph升高解析：选d在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得失电子数应相等。利用这一特点，我们从电极反应看：负极：zn2e=zn2；正极：2h2e=h2，当溶解1 mol锌失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气也得到2 mol电子，但并非一定在标准状况下，所以气体体积不一定是22.4 l。硫酸浓度下降，电解质溶液ph升高这样可推出d为正确选项。8(2016桐乡高级中学期中)肼(n2h4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池(如图所示)，电解质溶液是20%30% 的koh溶液。电池总反应为n2h4o2=n22h2o。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是()a负极的电极反应式是n2h44oh4e=4h2on2 b正极的电极反应式是o24h4e=2h2oc溶液中阴离子向正极移动d放电后电解质溶液的碱性增强解析：选ab选项错误，正极的电极反应式是o22h2o4e=4oh；c选项错误，溶液中阴离子向负极移动；d选项错误反应生成水，溶液稀释，碱性减弱。9a、b、c三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)a中反应的离子方程式为_。(2)b中sn极的电极反应式为_，sn极附近溶液的c(h)_(填“升高”“降低”或“不变”)。(3)c中被氧化的金属是_，总反应式为_。解析：a烧杯不符合构成原电池的条件，属于金属与酸的反应；b、c装置构成了原电池，金属活动性：znfesn，所以b中fe为负极，被氧化；c中zn为负极，被氧化。b烧杯中fe失去电子，电子通过导线流向sn极，sn极上有气体产生，h浓度降低。答案：(1)fe2h=fe2h2(2)2h2e=h2降低(3)znznh2so4=znso4h210化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是，负极发生的电极反应式为。若反应消耗16.25 g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为mol。(2)目前常用的镍(ni)镉(cd)电池其电池总反应式可以表示为cd2nio(oh)2h2o2ni(oh)2cd(oh)2，已知ni(oh)2和cd(oh)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是_。anio(oh)作负极bcd作负极c此电池是一次电池d放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则x极为电池的 (填“正”或“负”)极，y极的电极反应式为_。解析：(1)锌锰干电池中的负极是 zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是zn2e=zn2；16.25 g zn的物质的量是16.25 g65 gmol10.25 mol，1 mol zn失去2 mol电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。(2)由电池反应可知，cd元素化合价由02，化合价升高被氧化，cd作电池负极，a错误，b正确；电池可以充放电，因此是二次电池，c错误；放电时化学能转变为电能，d正确。(3)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，x是电子流出的一极，x是负极，y是正极，发生还原反应，电解质溶液是koh溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为o22h2o4e=4oh。答案：(1)锌zn2e=zn20.5(2)bd(3)负o22h2o4e=4oh第二课时电能转化为化学能考试要求1电解池的概念(/b)2电解cucl2溶液的原理及电极反应式(/b)3电解池的构成条件(/b)4原电池、电解池的判断(/c),1.电解池的两极中，阳极与电源正极相连，发生氧化反应；阴极与电源负极相连，发生还原反应。2电解池内部，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。3离子的放电顺序(惰性电极)：(1)阳极：s2ibrcloh含氧酸根离子(还原性强弱)；(2)阴极：agfe3cu2h(氧化性强弱)。4电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含cu2的盐溶液作电解质溶液，反应后，比铜活泼的金属以阳离子形式存在于溶液中，比铜不活泼的金属形成阳极泥。电解池及其工作原理1电解反应实例(1)电解h2o：2h2o2h2o2。(2)电解nacl溶液：2nacl2h2o2naohh2cl2。2电解池(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。(2)电解池：将电能转化为化学能的装置。(3)电解原理实验探究以石墨作电极电解cucl2溶液实验装置实验现象阴极：有红色固体析出阳极：产生黄绿色气体，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝反应方程式阴极：cu22e=cu阳极：2cl2e=cl2总反应：cucl2cucl2电解原理图示(4)电解池构成条件 1电解食盐水得到的产物是什么？反应中能量是如何转化的？提示：电解食盐水制得naoh、cl2和h2。反应中能量的转化形式是电能转化为化学能。2用石墨作电极电解cucl2溶液，通电后溶液中的离子如何移动？其中阳极和阴极发生反应的类型是什么？提示：通电后，阴离子(如cl)向阳极移动，阳离子(如cu2)向阴极移动。电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。3以石墨为电极电解cucl2溶液时，为什么会生成cu和cl2?提示：溶液中存在cu2、h、cl和oh四种离子，离子在电极上能否发生氧化还原反应，主要取决于离子得失电子的能力。因得电子能力cu2h，失电子能力cloh，故在阴极上有cu生成，在阳极上有cl2生成。1电解产物的判断“先看电极，再看顺序”(1)阳极若为活性电极(除au、pt外的其他金属)，则优先于溶液中的任何阴离子失电子；阳极若为惰性电极，则失电子能力强的阴离子首先失电子。常见阴离子的放电顺序为s2ibrcloh。(2)不管阴极的电极材料如何，都只起传导电子的作用，所以在阴极上，一定是阳离子得电子。阳离子得电子顺序可依据金属活动性顺序确定，一般放电顺序：agfe3cu2h。2原电池与电解池电极的判断1用短线将下列电极与电极反应(或离子移动方向)连接起来。 解析：原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应；原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。答案：(1)a、d(2)b、c(3)b、c(4)a、d2.如图所示是电解cucl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是()aa为负极、b为正极ba为阳极、b为阴极c电解过程中，d电极质量增加d电解过程中，氯离子浓度不变解析：选c电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极；电解cucl2溶液电极反应为阳极(c电极)：2cl2e=cl2，阴极(d电极)：cu22e=cu，故c项正确。电解原理的应用1电镀(1)概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。(2)构成2制备活泼金属(写出化学方程式)(1)制取钠：2nacl(熔融)2nacl2。(2)制取镁：mgcl2(熔融)mgcl2。(3)制取铝：2al2o3(熔融)4al3o2。3铜的电解精炼(1)图示(2)电极反应阳极：zn2e=zn2、cu2e=cu2等。阴极：cu22e=cu。(3)反应特点比铜活泼的金属：失去电子，以阳离子的形式留在电解液中。活动性比铜弱的金属：以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。电解过程中，cuso4溶液的浓度逐渐减小，需及时补充。特别提醒在电解精炼铜时，由于在阳极上溶解的金属有fe、zn、ni、cu等，而在阴极上只有cu析出，根据电子守恒原理可知，阳极产生的铜离子数目和阴极得电子变成单质铜的铜离子数目不相等，故电解液中cu2的浓度减小。1下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是()a粗铜板作阳极b电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生的反应为cu22e=cuc粗铜中所含ni、fe、zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥d电解铜的纯度可达99.95%99.98%解析：选c阳极泥是金、银等比铜活泼性差的金属的沉积物。2下列金属只能采用电解法冶炼的是_。fenaagcucahg解析：对于像k、ca、na、mg、al这样活泼的金属，很难找到一种合适的还原剂从化合物中将其还原出来，电解法几乎是唯一可行的方法。答案：三级训练节节过关1下列过程中发生的能量变化属于电能转化为化学能的是()a甲烷燃烧b燃料电池供电c电解水制氢气 d风力发电解析：选ca项属于化学能转化为热能和光能；b项属于化学能转化为电能；c项为电能转化为化学能；d项为风能转化为电能。2实验室电解饱和食盐水，下列说法正确的是()a可以用fe作阳极b阳极产生cl2c阳极发生还原反应d酚酞溶液在阳极区显红色解析：选b阳极应为惰性电极(碳棒)，不能用fe作阳极，fe作阳极发生反应：fe2e=fe2。当用碳棒作阳极时，阳极发生反应为2cl2e=cl2，该反应为氧化反应，阴极反应为2h2e=h2，在阴极区附近呈碱性(酚酞变红)。3(2016余姚中学期中)下列物质的制备，不符合工业生产实际的是()a工业上用电解熔融无水氯化镁制单质镁b工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得粗硅c工业上用电解饱和食盐水制金属钠d工业上制硫酸的设备有沸腾炉、接触室、吸收塔解析：选cc选项错误，工业上用电解饱和食盐水制氢氧化钠、氯气和氢气。4以cuso4溶液为电解质溶液进行粗铜(含al、zn、ag、pt、au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是()电能全部转化为化学能粗铜接电源正极，发生氧化反应溶液中cu2向阳极移动利用阳极泥可回收ag、pt、au等金属a bc d解析：选d电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时，部分电能转化为热能，a错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，b正确；电解过程中cu2向阴极移动，c错误；粗铜中ag、pt、au放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，d正确。5如图所示，a、b两个装置中的两个烧杯分别盛有足量的cucl2溶液。(1)a、b两个装置中属于原电池的是_(填标号，下同)，属于电解池的是_。(2)a池中zn是_极，cu极发生_反应。(3)b池中c是_极，发生_反应，电极反应式为_。解析：判断装置是原电池还是电解池，关键是看它有没有外接直流电源，有则为电解池，无则为原电池。由此可知a为原电池，b为电解池。a中zn作负极；cu为正极，电解液中阳离子在正极上得电子被还原，发生反应为cu22e=cu。b中c是阴极，发生还原反应，溶液中的h和cu2均移向阴极，但因盐溶液中阳离子得电子能力cu2h，因而发生还原反应cu22e=cu。答案：(1)ab(2)负还原(3)阴还原cu22e=cu1在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于氧化反应的是()a原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应b原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应c原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应d原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应解析：选c原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应为氧化反应，原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应为还原反应。2关于铜电极的叙述中不正确的是()a铜锌原电池中铜是正极b在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极c用电解法精炼铜时粗铜作阳极d在电解饱和食盐水的装置中可用铜作阳极，且电极产物是cl2解析：选da项，在铜锌原电池中，锌比铜活泼，锌是负极，铜是正极，正确；b项，电镀时，一般用镀层金属作阳极，正确；c项，用电解法精炼铜时粗铜作阳极，正确；d项，在电解饱和食盐水的装置中应选用惰性电极作阳极，错误。3关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()a都用粗铜作阳极、纯铜作阴极b电解液的成分都保持不变