辽宁省高考化学 第八章 第2讲 原电池 化学电源课件.ppt

一 原电池自我诊断1 在如图所示的锌铜原电池中 zn为极 cu为极 负极上发生反应 电极反应式为 正极上发生反应 电极反应式为 基础盘点 第2讲原电池化学电源 电子流出的极是极 电子流入的极是 极 电流方向 盐桥中的盐溶液是溶液 其作用为 盐桥中的会移向znso4溶液 移向cuso4溶液 使znso4溶液和cuso4溶液均保持电中性 该原电池工作一段时间后 两电极的质量将会 答案负正氧化zn 2e zn2 还原cu2 2e cu负正沿导线从cu极流向zn极饱和kcl提供定向移动的阴 阳离子cl k zn极减小 cu极增加 基础回归1 概念把转化为的装置 2 构成条件 1 能自发地发生反应 2 电解质溶液 构成电路或参加反应 3 由还原剂和导体构成极系统 由氧化剂和导体构成极系统 4 形成 两电极接触或用导线连接 化学能 电能 氧化还原 负 正 闭合回路 3 工作原理原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示 原电池内部电解质溶液中离子的移动规律 误区警示 二 化学电源自我诊断2 铅蓄电池是化学电源 其电极材料分别是pb和pbo2 电解液为稀硫酸 工作时该电池总反应式为pb pbo2 2h2so42pbso4 2h2o 根据上述情况判断 1 工作时 电解质溶液的ph 填 增大 减小 或 不变 2 工作时 电解质溶液中阴离子移向极 3 电流方向从极流向极 4 写出负极的电极反应式 答案 1 增大 2 负 3 正负 4 pb so 2e pbso43 某原电池的总反应是zn cu2 zn2 cu 该原电池的正确组成是 解析从电极的总反应式看锌为负极 活泼性比锌弱的电极 本题为铜 为正极 电解液中含有铜离子 b 基础回归 zn 2oh 2e zn oh 2 zn 2mno2 2h2o2mnooh zn oh 2 pb s 2e so aq pbso4 s pbo2 s 2e 4h aq so aq pbso4 s 2h2o l 2h2 4e 4h 酸性 o2 4e 4h 2h2o 碱性 o2 4e 2h2o4oh 固体 o2 4e 2o2 迷津指点1 化学电源优劣的判断标准 单位质量或单位体积所能输出电能的多少 或输出功率的大小 电池的使用寿命的长短 以及对环境污染程度的大小 2 燃料电池和普通电池不同 必须使用辅助电极 电极本身不参与反应 所采用的燃料一般为h2 ch4 ch3oh等 助燃剂一般为o2 或空气 要点一原电池正 负极的判断与电极反应式的书写1 正 负极的判断 要点精讲 特别提醒 原电池正 负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应 如果给出一个方程式判断正 负极 可以直接根据化合价的升降来判断 发生氧化反应的一极为负极 发生还原反应的一极为正极 判断电极时 不能简单地依据金属的活泼性来判断 要看反应的具体情况 如 a al在强碱性溶液中比mg更易失电子 al作负极 mg作正极 b fe al在浓hno3中钝化后 比cu等金属更难失电子 cu等金属作负极 fe al作正极 2 电极反应式的书写 1 一般电极反应式的书写按照负极发生氧化反应 正极发生还原反应 判断出电极反应产物 找出得失电子的数量 电极产物在电解质溶液的环境中 应能稳定存在 如碱性介质中生成的h 应让其结合oh 生成水 电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒 电子守恒等加以配平 列物质标得失 看环境配守恒 两电极反应式相加 与总反应离子方程式对照验证 两式加验总式 2 复杂电极反应式的书写 如ch4酸性燃料电池中 负极反应式为 ch4 2o2co2 2h2o 总反应式2o2 8h 8e 4h2o 正极反应式ch4 2h2o 8e co2 8h 负极反应式 复杂电极反应式 总反应式 较简单一极的电极反应式 特别提醒 原电池中正 负极的电极反应式作为一种特殊的离子方程式 对于强 弱电解质的书写形式 没有严格的规定 但必须遵循原子守恒和电荷守恒规律 典例导析1 镁 h2o2酸性燃料电池采用海水作电解质 加入一定量的酸 下列说法不正确的是 a 此燃料电池的总反应为 mg h2o2mg oh 2b 正极发生的电极反应为 h2o2 2h 2e 2h2oc 工作时 正极周围海水的ph增大d 电池工作时 溶液中的h 向正极移动 解析由于电解质溶液中加入一定量的酸 mg oh 2不能存在 电池总反应为 mg h2o2 2h mg2 2h2o 负极反应为 mg 2e mg2 正极反应为h2o2 2h 2e 2h2o 消耗h 工作时正极周围海水ph增大 溶液中的h 向正极移动 答案a 迁移应用1一种新型燃料电池 一极通入空气 另一极通入丁烷气体 电解质是掺杂氧化钇 y2o3 的氧化锆 zro2 晶体 在熔融状态下能传导o2 下列对该燃料电池说法正确的是 a 在熔融电解质中 o2 移向负极b 电池的总反应是 2c4h10 13o28co2 10h2oc 通入空气的一极是正极 电极反应为 o2 4e 2o2 d 通入丁烷的一极是正极 电极反应为 c4h10 26e 13o2 4co2 5h2o 解析由原电池原理知阴离子移向负极 a正确 原电池反应就是一个氧化还原反应 只是氧化反应和还原反应分别在两极进行 由丁烷的燃烧反应知 该电池的总反应为 2c4h10 13o28co2 10h2o 且丁烷失电子 o2得电子 故选d 答案d 迁移应用2我国首创以铝 空气 海水电池作为能源的新型海水标志灯 它以海水为电解质溶液 靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流 只要把灯放入海水中数分钟 就会发出耀眼的白光 则 1 该电源负极材料为 正极材料为 2 负极反应为 3 正极反应为 解析al o2 空气 之间的氧化还原反应为 4al 3o22al2o3 首先分析出该反应的还原剂为al 作负极 氧化剂为o2 可以用碳棒作正极 完成o2得电子的反应 然后写出二者得失电子的情况 负极 4al 12e 4al3 正极 3o2 12e 6o2 而由于o2 离子半径太小 会吸引h 而生成oh 也就是6o2 6h2o12oh 把二者结合起来就得到正极反应 3o2 6h2o 12e 12oh 答案 1 铝石墨 2 4al 12e 4al3 3 3o2 6h2o 12e 12oh 要点二原电池原理及其应用1 原电池原理利用氧化还原反应可将化学能转变为电能 具体如下 负极失电子发生氧化反应 电子沿导线传递 从而产生电流即化学能转化为电能 正极得电子发生还原反应 2 原电池原理在化工 农业生产及科研中的应用 1 加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应 设计成原电池时反应速率增大 例如 在zn与稀h2so4反应时加入少量cuso4溶液能使产生h2的反应速率加快 2 比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属比作正极的金属活泼 3 用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护 例如 要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等 可用导线将其与一块锌块相连 使锌作原电池的负极 4 设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件 具体方法是 首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应 根据原电池的电极反应特点 结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液 a 电极材料的选择在原电池中 选择还原性较强的物质作为负极 氧化性较强的物质作为正极 并且 原电池的电极必须导电 电池中的负极必须能够与电解质溶液反应 b 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 但如果两个半反应分别在两个容器中进行 中间连接盐桥 则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子 如在锌 铜 硫酸构成的原电池中 负极金属锌浸泡在含有zn2 的电解质溶液中 而正极金属铜浸泡在含有cu2 的溶液中 按要求画出原电池装置图 如根据以下反应设计的原电池 碱性溶液 特别提醒应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池 但有的电流相当微弱 同时要注意电解质溶液不一定参与反应 如燃料电池 水中一般要加入naoh h2so4或na2so4等 典例导析2 依据氧化还原反应 2ag aq cu s cu2 aq 2ag s 设计的原电池如下图所示 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 3 外电路中的电子是从电极流向电极 解析根据所给氧化还原反应方程式 结合原电池反应原理以及所给原电池装置 cu应作负极 agno3溶液为电解质溶液 从而推知 1 x的材料为铜 y是agno3溶液 2 银为原电池的正极 发生的电极反应式为ag e ag x电极上发生的电极反应式为cu 2e cu2 3 外电路中的电子从x 负 电极流向银 正 电极 答案 1 铜 或cu agno3溶液 2 正ag e agcu 2e cu2 3 负 cu 正 ag 归纳总结原电池原理的考查主要从三个方面考查 一是外电路电子定向移动 二是电极上的氧化还原反应 三是溶液中离子运动 溶液中离子定向移动 迁移应用3利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验 甚至制作出一些有实际应用价值的装置来 下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图 当电池工作时 有关说法正确的是 a 铝罐将逐渐被腐蚀b 炭粒和炭棒上发生的反应为o2 4e 2o2 c 炭棒应与玩具电机的负极相连d 该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析在原电池工作时 活泼金属铝作负极 电极反应式为 al 3e al3 炭棒作正极 电极反应式为o2 2h2o 4e 4oh 由此可知炭棒和炭粒的质量不会改变 由于炭棒作正极 因此应与玩具电机的正极相连 答案a 迁移应用4x y z w四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池 x y相连时 x为负极 z w相连时 电流方向是w z x z相连时 z极上产生大量气泡 w y相连时 w极发生氧化反应 据此判断四种金属的活动性顺序是 a x z w yb z x y wc x y z wd y w z x 解析在原电池中 活泼金属作为原电池的负极 失去电子发生氧化反应 不活泼的金属作为原电池的正极 得到电子发生还原反应 电子由负极经导线流向正极 与电流的方向相反 因此 x y相连时 x为负极 则活泼性x y z w相连时 电流方向是w z 则活泼性z w x z相连时 z极上产生大量气泡 则活泼性x z w y相连时 w极发生氧化反应 则w y 综上 可以得出金属的活泼性顺序是x z w y 答案为a 答案a 迁移应用5利用反应fe cuso4feso4 cu设计一个原电池 画出实验装置图 并指出 1 正极材料为 电极反应式为 2 负极材料为 电极反应式为 3 电解质溶液为 解析该反应中的氧化反应为 fe 2e fe2 还原反应为cu2 2e cu 因此 fe一定是负极 正极可选用pt棒或c棒等惰性电极 选择含cu2 的溶液作电解质溶液 画实验装置图时要注意电极不可全部没入液面以下 以防有副反应发生 答案实验装置图 1 稳定金属或ccu2 2e cu 2 fefe 2e fe2 3 cuso4溶液 对点训练 题组一原电池原理及其应用1 理论上不能用于设计成原电池的反应是 a hcl naohnacl h2o h 0b 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 0c 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 0d 2h2 g o2 g 2h2o l h 0 点燃 解析本题考查原电池形成条件 只有能自发进行的氧化还原反应才可能用于设计原电池 非氧化还原反应因没有电子转移所以不能设计成原电池 题中只有a项不是氧化还原反应 答案a 2 有位科学家说 甲烷是21世纪的新燃料 甲烷作为燃料的用途之一就是用于制作燃料电池 有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池 一个电极通入空气 另一个电极通入甲烷 电解质是掺杂了y2o3的zro2晶体 它在高温下能传导o2 以下判断错误的是 a 电池正极发生的反应 o2 4e 2o2 b 电池负极发生的反应 ch4 4o2 8e co2 2h2oc 固体电解质里的o2 的移动方向 由正极流向负极d 向外电路释放电子的电极 正极 即电子由正极流向负极 解析因为放电时 电池正极发生还原反应 元素化合价降低 负极发生氧化反应 元素化合价升高 所以正极反应式是o2 4e 2o2 负极反应式是ch4 4o2 8e co2 2h2o 由上述电池的正 负极反应式可以看出 正极反应 源源不断 地产生o2 负极反应要持续进行 则需要 持续不断 的o2 供应 故电池内o2 的移动方向是由正极流向负极 电池的负极发生氧化反应 失去电子 故外电路电子从负极流出 所以d错误 答案d 3 将等质量的两份锌粉a b分别加入过量的稀硫酸 同时向a中加少量cuso4溶液 下图中产生h2的体积v l 与时间t min 的关系 其中正确的是 解析a中加入cuso4溶液 被置换出的铜覆盖在zn的表面 形成原电池 产生h2的速率加快 反应所需时间缩短 但置换铜时消耗了一部分锌 故与稀硫酸反应的锌的质量减少 完全反应后生成的h2的量比b少 答案为a 答案a 题组二原电池正负极的判断与电极反应式的书写4 燃料电池的基本组成为电极 电解质 燃料和氧化剂 此种电池的能量利用率可高达80 一般柴油发电机只有40 左右 产物污染也少 下列有关燃料电池的说法错误的是 a 上述燃料电池的负极反应物是氢气 甲烷 乙醇等物质b 氢氧燃料电池常用于航天飞行器 原因之一是该电池的产物为水 经过处理之后可供宇航员使用c 乙醇燃料电池的电解质常用koh溶液 该电池的负极反应为c2h5oh 12e 2co2 3h2od 甲烷燃料电池的正极反应为o2 2h2o 4e 4oh 解析氢气 甲烷 乙醇等在燃料电池中 发生的反应为氧化反应 故作为电池的负极 电解质为强碱koh溶液 因此不可能生成二氧化碳 应该生成co 即负极反应为 c2h5oh 12e 16oh 2co 11h2o 故c错误 答案c 5 固体氧化物燃料电池是由美国西屋 westinghouse 公司研制开发的 它以固体氧化锆 氧化钇为电解质 这种固体电解质在高温下允许氧离子 o2 在其间通过 该电池的工作原理如图所示 其中多孔电极a b均不参与电极反应 下列判断正确的是 a 有o2放电的a极为电池的负极b 有h2放电的b极为电池的正极c a极对应的电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh d 该电池的总反应方程式为 2h2 o22h2o 解析h2在o2中燃烧的方程式为2h2 o22h2o 所以氢氧燃料电池的总方程式为2h2 o22h2o d对 而o2为氧化剂 在正极反应 所以a极为正极 a错 因反应介质中没有水 所以正极反应式为o2 4e 2o2 c错 根据总反应写出负极反应式为2h2 2o2 4e 2h2o h2为可燃物 为负极反应物 b错 答案d 点燃 6 锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源 它的充电和放电过程可以表示为 2ag zn oh 2ag2o zn h2o在此电池放电时 负极上发生反应的物质是 a agb zn oh 2c ag2od zn解析充电是电解过程 放电是原电池反应 充电放电 d 7 1 将al片和cu片用导线相连 插入稀h2so4中组成原电池 写出电极名称及电极反应式 al片 cu片 2 若将al片和cu片用导线相连 插入浓hno3中能否组成原电池 填 能 或 不能 若能组成原电池 写出电极名称及电极反应式 al片 cu片 解析 1 al片和cu片用导线相连 插入稀h2so4中时 al比cu活泼 al为负极 失电子被氧化为al3 cu为正极 溶液中的h 得电子被还原为h2 2 al片和cu片用导线相连 插入浓hno3中时 由于铝钝化 不能溶解 al为正极 cu为负极 失电子被氧化为cu2 答案 1 负极2al 6e 2al3 正极6h 6e 3h2 2 能正极2no 4h 2e 2no2 2h2o负极cu 2e cu2 8 燃料在电池中直接被氧化而产生电能的装置叫燃料电池 它是一种高效低污染的新型电池 燃料电池所用燃料可以是氢气 也可以是其他燃料 如甲醇 肼等 肼分子 h2n nh2 可以在氧气中燃烧生成氮气和水 利用肼 氧气与koh溶液组成碱性燃料电池 请写出该电池反应的电极反应式和总反应式 并指出电解质溶液中 oh 向哪极移动 解析肼燃料电池总反应为n2h4 o2n2 2h2o 负极反应为 n2h4 4e 4oh n2 4h2o 正极反应为 o2 4e 2h2o4oh 负极上消耗oh 正极上产生oh 故oh 向负极移动 答案负极 n2h4 4e 4oh n2 4h2o 正极 o2 4e 2h2o4oh 总反应式 n2h4 o2n2 2h2ooh 向负极移动 9 金属镁在目前的汽车 航天 航空 机械制造 军事等产业中得到迅猛发展 1 目前市场上某些品牌笔记本电脑 如神舟电脑 ibm电脑等 的外壳一改以往的有机合成材料 而使用镁铝合金 钛铝合金等材料 镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是 多选 a 降低成本b 增强美观c 利于散热d 增加强度e 增加运算速度 2 某学校研究性学习小组欲以镁条 铝片为电极 以稀naoh溶液为电解质溶液设计原电池 给你一只安培表 请你画出该原电池的示意图 并标出正负极 一段时间后 铝片发生的电极反应式是 镁条表面只有极少量的气泡产生 则镁电极发生的主要反应的电极反应式为 解析 1 铝合金材料比有机合成材料在价格上要高 所以a错 实际上铝合金材料在电脑外壳上的使用是从 增加强度 和 增强美观 的角度考虑的 当然铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好的多 铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系 2 铝能够与naoh溶液反应 所以作为原电池的负极 而镁与naoh溶液不反应作正极 答案 1 bcd 2 如图所示 al 4oh 3e alo 2h2o2h2o 2e h2 2oh 一 选择题 本题包括12小题 每小题5分 共60分 1 2009 广东理基 34 下列有关电池的说法不正确的是 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 定时检测 解析锂离子电池可以充电后再次使用 属于二次电池 a项正确 铜锌原电池中铜为正极 故外电路中电流为铜流向锌 而电子是由锌流向铜 b项错 电池的实质即是化学能转化成电能 c项正确 zn失去电子生成zn2 故作为负极 d项正确 答案b 2 2009 福建理综 11 控制适合的条件 将反应2fe3 2i 2fe2 i2设计成如下图所示的原电池 下列判断不正确的是 a 反应开始时 乙中石墨电极上发生氧化反应b 反应开始时 甲中石墨电极上fe3 被还原c 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态d 电流计读数为零后 在甲中溶入fecl2固体 乙中石墨电极为负极 解析反应开始后 乙中石墨电极上发生的反应为2i 2e i2 为氧化反应 a说法正确 甲中石墨电极上发生的反应为2fe3 2e 2fe2 fe3 被还原 b正确 电流计读数为零时 电极上得到和失去的电子数相等 反应达到化学平衡状态 c正确 电流计读数为零 反应达到化学平衡状态 后 在甲中溶入fecl2固体 则平衡向逆反应方向移动 i2被还原 乙中的石墨电极为正极 d错误 答案d 3 2009 江苏 12 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示 关于该电池的叙述正确的是 a 该电池能够在高温下工作b 电池的负极反应为c6h12o6 6h2o 24e 6co2 24h c 放电过程中 h 从正极区向负极区迁移d 在电池反应中 每消耗1mol氧气 理论上能生成标准状况下co2气体l 解析高温下 微生物失活 a错误 b正确 放电过程中 h 移向正极区 c错误 葡萄糖燃料电池的总反应式为 c6h12o6 6o26co2 6h2o 即1molo2 1molco2 每消耗1molo2 理论上生成标准状况下co2气体为22 4l d错误 答案b 4 2008 广东 5 用铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 导线和盐桥 装有琼脂 kno3的u形管 构成一个原电池 以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中 电流由铜电极流向银电极 正极反应为 ag e ag 实验过程中取出盐桥 原电池仍继续工作 将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同a b c d 解析铜片 银片 cu no3 2溶液 agno3溶液 盐桥构成一个原电池 cu作负极 ag作正极 两极电极反应分别为 负极 cu 2e cu2 正极 2ag 2e 2ag 盐桥起到了传导离子 形成闭合回路的作用 电子的流向是由负极流向正极 电流的方向和电子的流向相反 因此c正确 答案c 5 2008 宁夏理综 10 一种燃料电池中发生的化学反应为 在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生的反应是 a ch3oh g o2 g 2e h2o l co2 g 2h aq b o2 g 4h aq 4e 2h2o l c ch3oh g h2o l 6e co2 g 6h aq d o2 g 2h2o l 4e 4oh 解析甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应 氧气在正极发生还原反应 故b d错误 a项不是电极反应式 答案c 6 x y z都是金属 把x投入z的硝酸盐溶液中 x的表面有z析出 x与y组成原电池时 y为电池的负极 x y z三种金属的活泼性顺序为 a x y zb x z yc y x zd y z x解析x投入z的硝酸盐溶液中 x的表面有z析出 说明活泼性x z x与y组成原电池时 y为电池的负极 说明y x 因此x y z三种金属的活泼性顺序为y x z c 7 在如图所示的8个装置中 属于原电池的是 a b c d 解析根据原电池的构成条件可知 中一个电极 中两电极材料相同 中酒精不是电解质 中两电极材料相同且无闭合回路 故 均不能构成原电池 答案d 8 在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的铜片和锌片 下列叙述正确的是 a 正极附近的so离子浓度逐渐增大b 电子通过导线由铜片流向锌片c 正极有o2放出d 铜片上有h2放出解析形成原电池工作时 锌为负极 电子通过导线流向铜极 在铜极上h 放电生成h2逸出 b c项错误 溶液中靠参与反应的离子的定向移动形成回路 电解质溶液中阴离子向负极移动 故正极附近的so浓度降低 a项错误 d 9 如图所示 铜片 锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里 电流计中有电流通过 则下列说法正确的是 a 锌片是负极b 两个铜片上都发生氧化反应c 石墨是阴极d 两个番茄都形成原电池 解析由于番茄汁显酸性 左侧番茄形成原电池 zn作负极 右侧番茄形成电解池 cu作阴极 故选项中只有a正确 答案a 10 将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间 以下叙述正确的是 a 两烧杯中铜片表面均无气泡产生b 甲中铜片是正极 乙中铜片是负极c 两烧杯中溶液的ph均增大d 产生气泡的速率甲比乙慢 解析因乙杯中锌片和铜片没有接触 故不能构成原电池 a b皆错 因甲烧杯中zn cu用导线连接后构成原电池 加快了zn的溶解 故d错 又因两杯中的zn都能与稀h2so4反应产生h2而消耗h 故c正确 答案c 11 将两个铂电极插入koh溶液中 向两极分别通入ch4和o2 构成甲烷燃料电池 已知 通入ch4的一极 其电极反应式是 ch4 10oh 8e co 7h2o 通入o2的另一极 其电极反应式是 2o2 4h2o 8e oh 下列叙述不正确的是 a 通入ch4的电极为负极b 正极发生氧化反应c 燃料电池工作时 溶液中的oh 向负极移动d 该电池使用一段时间后应补充koh 解析在原电池中 负极上发生氧化反应 正极上发生还原反应 故b项错 答案b 12 关于铅蓄电池的说法正确的是 a 在放电时 正极发生的反应是pb s so aq 2e pbso4 s b 在放电时 该电池的负极材料是铅板c 在充电时 电池中硫酸的浓度不断变小d 在充电时 阳极发生的反应是pbso4 s 2e pb s so aq 解析a项中电池放电时正极应发生还原反应 电极反应为 pbo2 4h so 2e pbso4 2h2o c项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大 d项中电池充电时阳极应发生pbso4 2h2o 2e pbo2 4h so 答案b 二 非选择题 本题包括4小题 共40分 13 8分 2009 天津理综 10 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置 下图为电池示意图 该电池电极表面镀一层细小的铂粉 铂吸附气体的能力强 性质稳定 请回答 1 氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是 在导线中电子流动方向为 用a b表示 2 负极反应式为 3 电极表面镀铂粉的原因是 4 该电池工作时 h2和o2连续由外部供给 电池可连续不断提供电能 因此 大量安全储氢是关键技术之一 金属锂是一种重要的储氢材料 吸氢和放氢原理如下 2li h22lih lih h2olioh h2 反应 中的还原剂是 反应 中的氧化剂是 已知lih固体密度为0 82g cm3 用锂吸收224l 标准状况 h2 生成的lih体积与被吸收的h2体积比为 由 生成的lih与h2o作用 放出的h2用作电池燃料 若能量转化率为80 则导线中通过电子的物质的量为mol 解析 1 氢氧燃料电池是原电池装置 将化学能转化为电能 在燃料电池中通h2的一极发生了氧化反应为负极 所以电子流向为a b 2 书写该原电池的电极反应式时要注意溶液的酸碱性 koh为电解质溶液时 负极反应为 h2 2oh 2e 2h2o 3 由题干信息可知电极表面镀铂粉目的是为了增强铂吸附气体的能力 可加快电极的反应速度 4 中消耗h210mol 则生成lih为20mol 则 中可生成h220mol 20molh2用作燃料电池的负极反应 则转移40mol电子 若能量转化率为80 则转移32mol电子 答案 1 由化学能转变为电能由a到b 2 2h2 4oh 4e 4h2o或h2 2oh 2e 2h2o 3 增大电极单位面积吸附h2 o2分子数 加快电极反应速率 4 lih2o 1 1148或8 71 10 4 32 14 12分 2008 山东理综 29 北京奥运会 祥云 火炬燃料是丙烷 c3h8 亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯 c3h6 1 丙烷脱氢可得丙烯 已知 c3h8 g ch4 g hcch g h2 g h1 156 6kj molch3chch2 g ch4 g hcch g h2 32 4kj mol则相同条件下 反应c3h8 g ch3chch2 g h2 g 的 h kj mol 2 以丙烷为燃料制作新型燃料电池 电池的正极通入o2和co2 负极通入丙烷 电解质是熔融碳酸盐 电池反应方程式为 放电时 co移向电池的 填 正 或 负 极 3 碳氢化合物完全燃烧生成co2和h2o 常温常压下 空气中的co2溶于水 达到平衡时 溶液的ph 5 60 c h2co3 1 5 10 5mol l 若忽略水的电离及h2co3的第二级电离 则h2co3hco h 的平衡常数k1 已知 10 5 60 2 5 10 6 4 常温下 0 1mol lnahco3溶液的ph大于8 则溶液中c h2co3 c co 填 或 原因是 用离子方程式和必要的文字说明 解析 1 由c3h8 g ch4 g hc ch g h2 g h1 156 6kj mol ch3ch ch2 g ch4 g hc ch g h 32 4kj mol 可以得到c3h8 g ch3ch ch2 g h2 g h h1 h2 156 6kj mol 32 4kj mol 124 2kj mol 2 电池反应为 c3h8 5o23co2 4h2o原电池负极失电子 正极得电子 电解质溶液中阴离子移向负极 阳离子移向正极 3 由h2co3h hco得平衡常数k1 其ph 5 60则c h 2 5 10 6mol l c hco 因此k1 4 2 10 7mol l c h c hco c h2co3 2 5 10 6 2 5 10 6 mol l 21 5 10 5mol l 4 由于nahco3溶液中hco的水解使ph大于8 又因hco也存在电离 即存在两个平衡 hco h2ooh h2co3hcoh co由于c h c co 即hco的水解程度大于电离程度 答案 1 124 2 2 c3h8 5o23co2 4h2o负 3 4 2 10 7 4 hco h2oco h3o 或hcoco h hco h2oh2co3 oh hco的水解程度大于电离程度 15 8分 新型高能钠 硫电池以熔融的钠 硫为电极 以导电的陶瓷为固体电解质 该电池放电时为原电池 充电时为电解池 反应原理为 2na xsna2sx 1 放电时na发生反