13化学能转化为电能电池第1课时原电池的工作原理化学电源61页

1、第第3节节 第第 1 课时课时第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 电池电池 原电池的工作原理原电池的工作原理 化学电源化学电源 化学能转化为电能化学能转化为电能 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 1了解原电池的工作原理，了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应能写出电极反应式和电池反应方程式。方程式。 2掌握构成原电池的条件。掌握构成原电池的条件。 3能根据电池反应、能根据电池反应、电流方向等判断原电池的正、电流方向等判断原电池的正、负极。负极。 4了了解常见化学电源的种类、工作原理和用途。解常见化学电源的种类、工作原理和用途。 第第1章章 化学反应与能量

2、转化化学反应与能量转化 原电池的工作原理原电池的工作原理 1铜锌原电池实验探究铜锌原电池实验探究 (1)实验装置实验装置 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 (2)实验现象及分析实验现象及分析 实验现象实验现象 1_；锌片溶解，铜片变粗；锌片溶解，铜片变粗 检流计指针检流计指针2_， 负极负极(锌极锌极)：3_反应反应(填反应类型填反应类型) 4_， 正极正极(铜极铜极)：5_反应反应(填反应类型填反应类型) 电极反应电极反应 电子流向电子流向 电池反应电池反应 能量转换能量转换 电子由锌片通过导线流向铜片电子由锌片通过导线流向铜片 ZnCu=Zn Cu 化学能

3、转化成电能化学能转化成电能 栏目栏目导引导引 22第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 盐桥的作用：盐桥的作用：(1)构成闭合回路；构成闭合回路；(2)平衡电荷，通过盐桥中阴离平衡电荷，通过盐桥中阴离子向负极定向移动、阳离子向正极定向移动，使两极电解质溶子向负极定向移动、阳离子向正极定向移动，使两极电解质溶液保持电中性。液保持电中性。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 2原电池工作原理原电池工作原理 6_转化为转化为7_的装置。的装置。 (1)定义：原电池是能将定义：原电池是能将(2)电极名称及电极反应电极名称及电极反应 8_的一极，发生的一极，发

4、生9_反应。反应。 负极：电子负极：电子10_的一极，发生的一极，发生11_反应。反应。 正极：电子正极：电子(3)原电池的构成条件原电池的构成条件 两个活泼性不同的电极两个活泼性不同的电极(两种金属或一种两种金属或一种_和一种能和一种能导电的导电的_)。 _溶液。溶液。 构成闭合回路。构成闭合回路。 能自发进行的能自发进行的_反应。反应。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 自我校对：自我校对： 1发生偏转发生偏转 2Zn2e =Zn 3氧化氧化 4Cu2e =Cu 5还原还原 6化学能化学能 7电能电能 8流出流出 9氧化氧化 10流入流入 11还原还原 1

5、2金属金属 13非金属非金属 14电解质电解质 15氧化还原氧化还原 22栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 1判断正误判断正误 (1)在原电池中，发生氧化反应的电极一定是负极。在原电池中，发生氧化反应的电极一定是负极。( ) (2)原电池的负极材料一定比正极材料活泼。原电池的负极材料一定比正极材料活泼。( ) (3)只要是氧化还原反应均可以设计成原电池。只要是氧化还原反应均可以设计成原电池。( ) (4)原电池的内电路中阳离子向正极移动。原电池的内电路中阳离子向正极移动。( ) (5)带盐桥的铜锌原电池中若将盐桥移走，仍可构成原电池。带盐桥的铜锌原电池中若将盐

6、桥移走，仍可构成原电池。( ) 答案：答案：(1) (2) (3) (4) (5) 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 2如图所示如图所示8个装置中，属于原电池的是个装置中，属于原电池的是_。 答案：答案： 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 3(1)镁镁-铝铝-盐酸构成的原电池中，负极是盐酸构成的原电池中，负极是_，电极反应，电极反应式为式为_；正极是；正极是_，电极反应式为，电极反应式为_。 (2)镁镁-铝铝-氢氧化钠溶液构成的原电池中，负极是氢氧化钠溶液构成的原电池中，负极是_，电，电极反应式为极反应式为_。 (3)通过以上

7、实例说明原电池的正、负极与通过以上实例说明原电池的正、负极与_有关。有关。 答案：答案：(1)Mg Mg2e =Mg2 Al 2H2e =H2 (2)Al Al3e4OH =Al(OH)4 (3)电解质溶液的性质电解质溶液的性质 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 1原电池的工作原理原电池的工作原理 (以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例) 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 2原电池电极的判断原电池电极的判断 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 3电极反应式的书写步骤电极反应式的书写步骤 栏目栏目导引

8、导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 4原电池原理的四大应用原电池原理的四大应用 (1)加快氧化还原反应的速率。加快氧化还原反应的速率。 (2)金属防护金属防护牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法(下一课时中学到下一课时中学到)。(3)设计化学电源。设计化学电源。 (4)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 锌铜原电池装置如图所示，锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( ) A铜电极上发生氧化反应铜电极

9、上发生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的电池工作一段时间后，甲池的2c(SO4)减小减小 C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡电荷平衡 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析解析 ACu做正极，电极上发生还原反应，错误；做正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工电池工2作过程中，作过程中，SO4不参加电极反应，故甲池的不参加电极反应，故甲池的 2c(SO4)基本不变，基本不变，2错误；错误；C.电池

10、工作时，甲池反应为电池工作时，甲池反应为Zn2e =Zn ，乙池反应，乙池反应为为Cu2e =Cu， 甲池中甲池中Zn 会通过阳离子交换膜进入乙池，会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，由电极反应式可知， 乙池中每有乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的析出，则进入乙池的Zn为为65 g，溶液总质量略有增加，正确；，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。 222答案答案 C 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 对于例

11、题中：对于例题中： (1)该装置外电路中电子流动方向是怎样的？电流方向是怎样该装置外电路中电子流动方向是怎样的？电流方向是怎样的？的？ (2)该装置中的电池总反应式是什么？该装置中的电池总反应式是什么？ 答案：答案：(1)电子：从电子：从Zn导线导线Cu；电流：从；电流：从Cu导线导线Zn。 (2)ZnCu=Zn Cu。 22栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 原电池的工作原理原电池的工作原理 1.如图中两电极上发生的电极反应为如图中两电极上发生的电极反应为 a极：极：Cu2e =Cu b极：极：Fe2e =Fe 下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( )

12、A该装置为原电池该装置为原电池 Ba极上发生还原反应极上发生还原反应 C电子由电子由b极流向极流向a极极 D该过程中能量的转换一定是化学能全部转化为电能该过程中能量的转换一定是化学能全部转化为电能 栏目栏目导引导引 22第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选D。该装置为原电池，。该装置为原电池，a极发生还原反应，极发生还原反应，b极发生氧极发生氧化反应，电子由负极化反应，电子由负极(b)流出经导线流向正极流出经导线流向正极(a)，该过程中能量该过程中能量由化学能转换为电能、热能等，不可能全部转化为电能。由化学能转换为电能、热能等，不可能全部转化为电能。 栏目栏目导引

13、导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 2铜锌原电池铜锌原电池(如图如图)工作时，下列叙述正确的是工作时，下列叙述正确的是( ) A正极反应为正极反应为B一段时间后铜片增重，盐桥中一段时间后铜片增重，盐桥中C电子从铜片经导线流向锌片电子从铜片经导线流向锌片D电池工作时电池工作时 Zn2e=Zn2 K移向移向CuSO4溶液溶液 Zn2和和Cu2的浓度保持不变的浓度保持不变 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选B。在铜锌原电池中，正极反应为。在铜锌原电池中，正极反应为Cu2e =Cu，负极反应为负极反应为Zn2e =Zn ，所以铜片增

14、重，盐桥中，所以铜片增重，盐桥中K移向移向CuSO4溶液，电子由锌片经导线流向铜片，故溶液，电子由锌片经导线流向铜片，故A、C错误，错误，B正确；正确；由电极反应知，由电极反应知，电池工作时，电池工作时，c(Zn )增大，增大，c(Cu )减小，减小，故故D错误。错误。 2222栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 3在某原电池中，将两金属电极在某原电池中，将两金属电极X、Y用导线连接，同时插入用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现相应的电解质溶液中，发现Y电极的质量增加，则下列选项符电极的质量增加，则下列选项符合题意的是合题意的是( ) AX作负极，电解质

15、溶液为作负极，电解质溶液为CuSO4溶液溶液 BX作负极，电解质溶液为稀作负极，电解质溶液为稀H2SO4溶液溶液 CX作正极，电解质溶液为作正极，电解质溶液为CuSO4溶液溶液 DX作正极，电解质溶液为稀作正极，电解质溶液为稀H2SO4溶液溶液 解析：选解析：选A。Y电极的质量增加是由于溶液中的金属阳离子得电极的质量增加是由于溶液中的金属阳离子得电子在电子在Y电极电极(正极正极)上析出，故只有上析出，故只有A项符合题意。项符合题意。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 原电池原理的应用原电池原理的应用 4将两份过量的锌粉将两份过量的锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸

16、中，同时向分别加入定量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的中加入少量的CuSO4溶液。溶液。 产生产生H2的体积的体积V(L)与时间与时间t(min)的关系正确的是的关系正确的是( ) 解析：选解析：选B。加入。加入CuSO4溶液，溶液，Zn置换出置换出Cu，形成原电池，形成原电池，加快反应速率，由于锌粉过量而加快反应速率，由于锌粉过量而H2SO4定量，则产生定量，则产生H2的体的体积一样多。积一样多。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 5四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为池

17、。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( ) A B C D 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选B。利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电。利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，路中，电流从正极流向负极，电流从正极流向负极，则做原电池的负极，做正极，则做原电池的负极，做正极，故活动性：故活动性：；活动性相对较差的金属做原电池的正极，活动性相对较差的金属做原电

18、池的正极， 故故金属的活动性：金属的活动性：；有气泡产生的电极发生的反应为；有气泡产生的电极发生的反应为2H2e =H2，为原电池的正极，故活动性：，为原电池的正极，故活动性：；质量减；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动性：性：，由此可得金属活动性：，由此可得金属活动性：。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 6选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成反应：选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成反应： 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。 (1)请在下框中画出装置图。

19、请在下框中画出装置图。 (2)电极材料和电解质溶液各是什么？电极材料和电解质溶液各是什么？_ _。 (3)写出电极反应式：写出电极反应式：_ _。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 答案：答案：(1) (合理即可合理即可) (2)负极材料为铜，负极材料为铜，正极材料可用石墨，正极材料可用石墨，电解质溶液为电解质溶液为FeCl3溶液溶液 (3)负极反应：负极反应：Cu2e =Cu ，正极反应：，正极反应：2Fe2e = 2Fe2 23栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 1化学电源分类化学电源分类 化学电源化学电源 栏目栏目导引导引

20、 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 2常见电源常见电源 (1)锌锰干电池锌锰干电池 类型类型 酸性锌锰干电池酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池 电极电极 用用5_做正极，做正极，6_做负极做负极 电解质电解质 氯化铵和氯化锌氯化铵和氯化锌 氢氧化钾氢氧化钾 电电 正正 极极 极极 7_ 8_ 反反 负负 应应 极极9 _ 10_ 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 类型类型 电池电池 反应反应 酸性锌锰干电池酸性锌锰干电池 Zn2NH4Cl= ZnCl22NH3H2 碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池 ZnMnO2H2O =ZnOMn(OH)

21、2 (2)铅蓄电池铅蓄电池(二次电池二次电池) 放电时放电时(原电池原电池)： 11_；负极反应式：负极反应式： 12_； 正极反应式：正极反应式： 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 总反应式：总反应式：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 充电时充电时(电解池电解池)： 13_；阴极反应式阴极反应式(电池的负极电池的负极)： 14_；阳极反应式阳极反应式(电池的正极电池的正极)： 总反应式：总反应式：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 (3)氢氧燃料电池氢氧燃料电池

22、 类型类型 电极电极 电解质电解质 电电 极极 反反 应应 正正 极极 负负 极极 酸性燃料电池酸性燃料电池 磷酸等酸性溶液磷酸等酸性溶液 碱性燃料电池碱性燃料电池 15_溶液溶液 多孔石墨电极材料多孔石墨电极材料 16_ 17_ 18_ 19_ 电池电池 反应反应 2H2O2=2H2O 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 自我校对：自我校对： 1原电池原电池 2电解池电解池 3燃料燃料 4氧化剂氧化剂 5石墨石墨 6锌锌 72NH42e8MnO22H2O2e=2NH3H2 =Mn(OH)22OH 9Zn2e =Zn2 10Zn2OH2e =ZnOH2O 211

23、PbSO42e =PbSO4 13PbSO42e12PbO24H2SO42e =PbSO42H2O 2=PbSO4 14PbSO42H2O2e =PbO24H2SO4 15KOH 16O2 4H4e =2H2O O22H2O4e =4OH17192H24OH4e =4H2O 4e =4H 182H2栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 1判断正误判断正误 (1)原电池的正、负极材料一定参加反应。原电池的正、负极材料一定参加反应。( ) (2)燃料电池的负极是还原剂发生氧化反应。燃料电池的负极是还原剂发生氧化反应。( ) (3)二次电池的放电过程是原电池，充电过程是

24、电解池。二次电池的放电过程是原电池，充电过程是电解池。( ) (4)二次电池放电时的负极反应和充电时的阳极反应互为逆过二次电池放电时的负极反应和充电时的阳极反应互为逆过程。程。( ) 答案：答案：(1) (2) (3) (4) 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 2锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn2MnO22NH4=Zn Mn2O32NH3H2O。 在此电池放电在此电池放电时，正极时，正极(碳棒碳棒)上发生反应的物质是上发生反应的物质是( ) AZn B碳碳 CMnO2和和NH4 DZn和和NH3

25、2解析：选解析：选C。锌锰干电池放电时，。锌锰干电池放电时，Zn作负极，碳棒作正极，负作负极，碳棒作正极，负极反应为极反应为Zn2e=Zn ，正极反应为，正极反应为2MnO22NH42e=Mn2O32NH3H2O。 2栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 3锌、铁、镁、铝、锂等金属都可以用在金属燃料电池中，电锌、铁、镁、铝、锂等金属都可以用在金属燃料电池中，电池的基本结构如图所示。池的基本结构如图所示。 下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A电池工作时，电子沿电池工作时，电子沿M电解液电解液电极流动电极流动 B若若M为铝，溶液的为铝，溶液的pH将不断变大将不断

26、变大 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 C若若M为镁，电池总的化学方程式为为镁，电池总的化学方程式为2MgO2=2MgO D若若M为铁，则负极的电极反应式为为铁，则负极的电极反应式为Fe2e =Fe2 解析：选解析：选D。电子不能通过电解液，。电子不能通过电解液，A项错误；项错误；M为铝时发生为铝时发生的反应为的反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，B项错误；项错误；M为镁时为镁时发生的反应为发生的反应为2MgO22H2O=2Mg(OH)2，C项错误。项错误。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 原电池电极反应式的书写方

27、法原电池电极反应式的书写方法1由金属由金属(Pt除外除外)做电极的原电池做电极的原电池 (1)活泼金属为负极，有两种写法：活泼金属为负极，有两种写法： 一般电极反应：负极：一般电极反应：负极：Mne=Mn； 若电解质为碱性，则电极反应：若电解质为碱性，则电极反应： 负极：负极：MnOHne=M(OH)n。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 Al在在NaOH溶液中做负极时的电极反应为溶液中做负极时的电极反应为Al3e4OH =Al(OH)4 ；注意；注意Al、Fe在不同的电解质溶在不同的电解质溶液中的活泼性的变化。液中的活泼性的变化。 (2)正极材料总是被保护，

28、一般不参与反应正极材料总是被保护，一般不参与反应(正极材料是金属氧化正极材料是金属氧化物除外，如铅蓄电池物除外，如铅蓄电池)，电极反应一般为溶液中的阳离子放电，电极反应一般为溶液中的阳离子放电，则电极反应有则电极反应有 正极：正极：Amm e =A、2H 2e =H2。 若负极材料与电解质溶液发生反应，若负极材料与电解质溶液发生反应， 正极反应按上述书写；正极反应按上述书写；若负若负极材料与电解质溶液不发生反应，极材料与电解质溶液不发生反应， 则正极反应为吸氧腐蚀，则正极反应为吸氧腐蚀，如铁如铁棒在食盐水中生锈。棒在食盐水中生锈。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量

29、转化 2燃料电池电极反应式的书写方法燃料电池电极反应式的书写方法 (1)书写燃料电池的电极反应式应注意的问题书写燃料电池的电极反应式应注意的问题 电池的负极一定是可燃性气体，失去电子，发生氧化反应。电池的负极一定是可燃性气体，失去电子，发生氧化反应。电池的正极一定是助燃性气体电池的正极一定是助燃性气体(一般是一般是O2)，得到电子，发生还，得到电子，发生还原反应。原反应。 电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。 电极反应式遵循原子守恒、电荷守恒规律。电极反应式遵循原子守恒、电荷守恒规律。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化

30、化学反应与能量转化 (2)书写步骤书写步骤 例如：碱性溶液中，例如：碱性溶液中，CH3OH燃料电池电极反应式的书写。燃料电池电极反应式的书写。 依据电解质溶液确定产物。依据电解质溶液确定产物。 2负极：负极：CH3OHCO3(生成生成CO2，但会与碱反应生成，但会与碱反应生成2CO3)，正极：正极：O2OH。 确定得失电子数目。确定得失电子数目。 负极还原剂失电子：负极还原剂失电子：CH3OH6e2CO3， 正极氧化剂得电子：正极氧化剂得电子：O24eOH。 配平除配平除H、O元素之外的其他元素。元素之外的其他元素。 负极：负极：CH3OH6e2CO3， 正极：正极：O24eOH。 栏目栏目导

31、引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 用用“H”或或“OH”配平等式，配平等式，使等式两边电荷守恒。使等式两边电荷守恒。负极：负极：CH3OH6e 8OHCO23， 正极：正极：O24e4OH。 补补“H2O”配平使配平使H元素守恒。元素守恒。 负极：负极：CH3OH6e8OH=CO236H2O， 正极：正极：OO=4OH24e2H2。 最后检查最后检查O元素是否守恒。元素是否守恒。 负极：负极：CH3OH6e 8OH=CO236H2O， 正极：正极：O4e2H22O=4OH。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 (1)中性水溶液中性水溶液

32、“=”前不能出现前不能出现H和和OH，“=”后可出现后可出现H或或OH。 (2)酸性水溶液酸性水溶液“=”前后均不能出现前后均不能出现OH 。 (3)碱性水溶液碱性水溶液“=”前后均不能出现前后均不能出现H 。 (4)水溶液中不能出现水溶液中不能出现O。 (5)注意生成物是否与介质发生反应，如碱性介质中注意生成物是否与介质发生反应，如碱性介质中SO2、CO2、Fe、Fe、Mg、Al均会与均会与OH反应。反应。 (6)非水溶液中燃料电池正极反应式可能为非水溶液中燃料电池正极反应式可能为O24e =2O 。 232232栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 燃料电池是

33、一种利用能源物质的新形式，燃料电池是一种利用能源物质的新形式，比如我们可用比如我们可用熔融的熔融的K2CO3做电解质，做电解质， 惰性材料做电极，惰性材料做电极， 一极通一极通CH2=CH2，另一极通另一极通O2、CO2。下列说法中不正确的是。下列说法中不正确的是( ) A电池的总反应式为电池的总反应式为CH2=CH23O2=2CO22H2O B正极发生的电极反应为正极发生的电极反应为3O26CO212eC负负极极发发生生的的电电极极反反应应为为=8CO22H2O D通入乙烯的一极为正极通入乙烯的一极为正极 栏目栏目导引导引 2=6CO3 2CH2=CH26CO312e第第1章章 化学反应与能

34、量转化化学反应与能量转化 解析解析 燃料电池中可燃性气体做负极，支持燃烧的物质做正燃料电池中可燃性气体做负极，支持燃烧的物质做正极，极，D项错误；该燃料电池的总反应式为项错误；该燃料电池的总反应式为CH2=CH23O2=2CO22H2O，产物，产物CO2、H2O均不与熔融的均不与熔融的K2CO3反应，反应，A项正确；正极项正确；正极O2得到电子生成得到电子生成O，O与与CO2反应反应生成生成2CO3，B22项正确；项正确；总反应式减去正极反应式即为负极反应总反应式减去正极反应式即为负极反应式，式，C项正确。项正确。 答案答案 D 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转

35、化 (1)若将例题中若将例题中“熔融的熔融的K2CO3”改为改为“K2CO3溶液溶液”，则电池则电池总反应式如何书写？总反应式如何书写？ (2)若例题燃料电池工作时，消耗标准状况下若例题燃料电池工作时，消耗标准状况下11.2 L CH2=CH2，则转移电子数为多少？，则转移电子数为多少？ 2答案：答案：(1)CH2=CH23O22CO3=4HCO3。 (2)由由CH2=CH212e知，知，0.5 mol CH2=CH2失去失去 6 mol e ，即转移即转移6 NA或或66.0210个电子。个电子。 23栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 可充电电池可充电电池

36、1研究人员研制出一种锂水电池，研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( ) A水既是氧化剂又是溶剂水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成放电时正极上有氢气生成 C放电时放电时OH 向正极移动向正极移动 D总反应为总反应为2Li2H2O=2LiOHH2 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选C。在反应

37、中氢元素的化合价降低，因此。在反应中氢元素的化合价降低，因此H2O做氧化做氧化剂，剂，同时又起到溶剂的作用，同时又起到溶剂的作用，A正确；正确；放电时正极反应为放电时正极反应为2H2O2e =2OHH2，B正确；正极周围聚集大量正确；正极周围聚集大量OH，因，因此溶液中的阳离子此溶液中的阳离子Li向正极移动，负极周围聚集大量向正极移动，负极周围聚集大量Li，因，因此溶液中的阴离子此溶液中的阴离子OH向负极移动，向负极移动，C错误；根据题给信息知错误；根据题给信息知锂水电池的总反应为锂水电池的总反应为2Li2H2O=2LiOHH2，D正确。正确。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化

38、化学反应与能量转化 2铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。 下列有关该电池的说法不正确的是下列有关该电池的说法不正确的是( ) A电池的电解液为碱性溶液，正极为电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为、负极为Fe B电池放电时，负极反应为电池放电时，负极反应为Fe2OH 2e =Fe(OH)2 C电池充电过程中，阴极附近溶液电池充电过程中，阴极附近溶液pH降低降低 D电池充电时，阳极反应为电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e =Ni2O33H2O 栏目栏目导引导引 第第1

39、章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选C。因为放电时的反应中有氢氧化物生成，故电解质。因为放电时的反应中有氢氧化物生成，故电解质溶液是碱性溶液，因为铁的化合价升高，镍的化合价降低，故溶液是碱性溶液，因为铁的化合价升高，镍的化合价降低，故铁是负极，氧化镍是正极，故铁是负极，氧化镍是正极，故A和和B均正确；充电时的阴极反均正确；充电时的阴极反应为应为Fe(OH)22e =Fe2OH ， 故此时阴极附近的故此时阴极附近的pH增大，增大，故故C错误；根据所给的放电时的电池反应可推知错误；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。正确。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转

40、化化学反应与能量转化 3(2016高考全国卷高考全国卷，11，6分分)锌锌-空气燃料电池可用作电动空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为溶液，反应为2ZnO24OH22H2O=2Zn(OH)4。下列说法正确的是。下列说法正确的是( ) A充电时，电解质溶液中充电时，电解质溶液中K 向阳极移动向阳极移动 B充电时，电解质溶液中充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小逐渐减小 C放电时，负极反应为放电时，负极反应为Zn4OH 2e2=Zn(OH)4 D放电时，电路中通过放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气电子，消耗氧气22.4

41、L(标准状标准状况况) 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选C。K带正电荷，充电时带正电荷，充电时K应该向阴极移动，应该向阴极移动，A项项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH，则充，则充电时，电时，OH浓度应增大，浓度应增大，B项错误。放电时，项错误。放电时，Zn为负极，失去为负极，失去电电 子子 生生 成成2Zn(OH)4， 其其 电电 极极 反反 应应 为为Zn4OH2e2=Zn(OH)4，C项正确。消耗项正确。消耗1 mol O2转移转移4 mol电子，故电子，故转移转移2 mol电子

42、时消耗电子时消耗0.5 mol O2，0.5 mol O2在标准状况下的在标准状况下的体积为体积为11.2 L，D项错误。项错误。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 燃料电池燃料电池 4某种氢氧燃料电池的电解液为某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是的叙述不正确的是( ) A正极反应式为正极反应式为O22H2O4e =4OH B工作一段时间后，电解液中工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变的物质的量不变 C该燃料电池的总反应方程式为该燃料电池的总反应方程式为2H2O2=2H2O D消耗消耗2.24 L H

43、2(标准状况标准状况)时，有时，有0.1 mol电子转移电子转移 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 解析：选解析：选D。在氢氧燃料电池中，。在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：在负极上反应：2H24OH4e =4H2O；O2在正极上反应：在正极上反应：O22H2O4e =4OH，其总反应式为其总反应式为2H2O2=2H2O。工作一段时间后，电解液中。工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，的物质的量不变，但其浓度减小。但其浓度减小。消耗消耗 2.24 L H2(标准状况标准状况)时，转移电子的物质的量为时，转移电子的物质的量为0.2 mol，D项错误。项错误。 栏目栏目导引导引 第第1章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化