第八章 學(xué)案38 原電池　化學(xué)電源

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1、高中化學(xué)學(xué)習(xí)資料整理總結(jié) 學(xué)案38　原電池　化學(xué)電源 [考綱要求]　1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。 知識(shí)點(diǎn)一　原電池 1．概念 把________能轉(zhuǎn)化為____能的裝置。 2．工作原理：(以鋅銅原電池為例) 電極名稱 負(fù)極 正極 電極材料 電極反應(yīng) 反應(yīng)類型 電子流向 由Zn沿導(dǎo)線流向Cu 3.原電池構(gòu)成條件 (1)兩個(gè)____________的電極。 (2)將電極插入______________中。 (3)用導(dǎo)線連接電極構(gòu)成__________

2、__。 (4)能自發(fā)進(jìn)行的____________________。 總之原電池的工作原理和電子流向可用下列圖示表示： 問題思考 1．在原電池中是否較活潑金屬一定作負(fù)極？ 　 2．原電池內(nèi)部陰、陽離子如何移動(dòng)？ 　 3．怎樣判斷原電池的正負(fù)極？ 　 知識(shí)點(diǎn)二　化學(xué)電源 1．一次電池 (1)堿性鋅錳干電池 負(fù)極反應(yīng)： ________________________________________________________________________； 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 總反應(yīng)式：Zn＋2MnO

3、2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 (2)鋅銀電池 負(fù)極反應(yīng)： ________________________________________________________________________； 正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 總反應(yīng)式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 2．二次電池(可充電，可多次重復(fù)使用) 如鉛蓄電池：H2SO4作電解質(zhì)溶液 負(fù)極反應(yīng)： ________________________________________________________________________

4、； 正極反應(yīng)：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O； 總反應(yīng)式：Pb＋PbO2＋2H2SO4放電 充電 2PbSO4＋2H2O。 問題思考 4．可充電電池充電時(shí)，電極與外接電源的正負(fù)極如何連接？發(fā)生什么變化？ 　 3．燃料電池 (1)氫氧燃料電池 ①用酸性電解質(zhì)時(shí)： 負(fù)極： ________________________________________________________________________； 正極： ________________________________________________________

5、________________； 總反應(yīng)：H2＋O2===H2O。 ②用NaOH等堿性溶液時(shí)： 負(fù)極： ________________________________________________________________________； 正極： ________________________________________________________________________； 總反應(yīng)：H2＋O2===H2O。 (2)CH4燃料電池：電解質(zhì)為KOH 負(fù)極： _____________________________________________

6、___________________________； 正極： ________________________________________________________________________； 總反應(yīng)：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。 問題思考 5．氫氧燃料電池在堿性介質(zhì)中如何反應(yīng)？反應(yīng)后溶液的堿性有何變化？ 　 　 一、原電池電極反應(yīng)式的書寫 1．一般電極反應(yīng)式的書寫步驟 2．復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫 如CH4酸性燃料電池中，負(fù)極反應(yīng)式為 CH4＋2O2―→CO2＋2H2O……總反應(yīng)式① _____________

7、_______________……正極反應(yīng)式② ______________________……負(fù)極反應(yīng)式(①－②) 典例導(dǎo)悟1　科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計(jì)的心臟起搏器的電池是以Pt和Zn為電極材料，依靠人體內(nèi)液體中含有一定濃度的溶解氧、H＋和Zn2＋進(jìn)行工作。回答下列問題： (1)正極材料是________，電極反應(yīng)是 ________________________________________________________________________。 (2)負(fù)極材料是________，電極反應(yīng)是 ____________________________________

8、____________________________________。 典例導(dǎo)悟2　(2008·廣東，16改編)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車。電池反應(yīng)為FePO4＋Li放電 充電 LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是(　　) A．可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性 B．放電時(shí)電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動(dòng) C．充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加 D．放電時(shí)電池正極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 聽課記錄：　 二、原電池原理

9、的應(yīng)用 1．加快氧化還原反應(yīng)速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率________。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率________。 典例導(dǎo)悟3　將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向a中加少量CuSO4溶液，下圖中產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系，其中正確的是(　　) 聽課記錄：　 2．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 兩種金屬作原電池的兩極時(shí)，其活潑性與正極、負(fù)極有什么關(guān)系？ 　 典例導(dǎo)悟4　有A、B、C、D四種金屬。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

10、濃度鹽酸中，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(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是(　　) A．D、C、A、B B．D、A、B、C C．D、B、A、C D．B、A、D、C 聽課記錄：　 3．設(shè)計(jì)化學(xué)電源 (1)設(shè)計(jì)原電池的一般思維方法是什么？ (2)設(shè)計(jì)原電池時(shí)，對(duì)電解質(zhì)溶液有何要求？若有鹽橋時(shí)兩個(gè)半電池中的電解質(zhì)溶液是否相同？ (3)在電極材料的選擇使用方面有何要求？電極材料必須參與化學(xué)反應(yīng)嗎？ 　 　 　 典例導(dǎo)悟5　根據(jù)下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池：2FeCl3＋Fe===3F

11、eCl2。 要求：(1)畫出此原電池的裝置圖，裝置可采用燒杯。 (2)注明原電池的正、負(fù)極和外電路中電子的流向。 (3)寫出兩個(gè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng)。 題組一　原電池正、負(fù)極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫 1．(2011·福建理綜，11)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是(　　) A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時(shí)正極上有氫氣生成 C．放電時(shí)OH－向正極移動(dòng) D．總反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 2．(20

12、11·安徽理綜，12)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5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl 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：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子 C．Na＋不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng) D．AgCl是還原產(chǎn)物 3．(2011·廣東理綜，12)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。 下列敘述不正確的是(　　) A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出 B．a(chǎn)和b

13、用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色 D．a(chǎn)和b分別連接直流電流正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2＋向銅電極移動(dòng) 4．(2010·福建理綜，11)鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研讀下圖，下列判斷不正確的是(　　) A．K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol C．K閉合時(shí)，Ⅱ中SO向c電極遷移 D．K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電

14、池，d電極為正極 5．(2010·廣東，23改編)銅鋅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是(　　) A．正極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋ B．電池反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外電路中，電子從正極流向負(fù)極 D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液 題號(hào) 1 2 3 4 5 答案 題組二　原電池原理的應(yīng)用 6．(2011·江蘇，18)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH溶液中加入適量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反應(yīng)溫度為80 ℃，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反

15、應(yīng)完全后，過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O 回答下列問題： (1)上述制備過程中，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是 ________________________________________________________________________。 (2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式： ________________________________________________

16、________________________。 (3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g，在一定條件下完全分解為Ag和O2，得到224.0 mL O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。 7．(2009·天津理綜，10)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，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答： (1) 氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是____________________，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開_______(用a、b表示)。

17、 (2)負(fù)極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因是 ________________________________________________________________________ _________________________________________________

18、_______________________。 (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： Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是________________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________________。 ②已知LiH固體密度為0.82 g·cm－3，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________。 ③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)

19、化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為________mol。 題組一　原電池原理及其應(yīng)用 1．理論上不能用于設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是(　　) A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O　ΔH＜0 B．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0 C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH＜0 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＜0 2．X、Y、Z都是金屬，把X投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極，X、Y、Z三種金屬的活潑性順序?yàn)?　　)

20、A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Y>Z>X 3．(2011·吉林模擬)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示。 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)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 _________________________________________

21、_______________________________ ________________________________________________________________________； 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。 題組二　原電池正、負(fù)極的判斷和電極反應(yīng)式的書寫 4．將兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。已

22、知，通入CH4的一極，其電極反應(yīng)式是CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；通入O2的另一極，其電極反應(yīng)式是2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。下列敘述不正確的是(　　) A．通入CH4的電極為負(fù)極 B．正極發(fā)生氧化反應(yīng) C．燃料電池工作時(shí)，溶液中的OH－向負(fù)極移動(dòng) D．該電池使用一段時(shí)間后應(yīng)補(bǔ)充KOH 5．科學(xué)家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質(zhì)是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對(duì)該燃料電池的說法不正確的是(　　) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極 B．該電池的總反應(yīng)是C3H8＋

23、5O2===3CO2＋4H2O C．電路中每通過5 mol電子，約有5.6 L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的丙　烷被完全氧化 D．通入丙烷的電極為電池負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O 6．(2011·寧波質(zhì)檢)一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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

24、)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ 題號(hào) 1 2 4 5 6 答案 7.(1)將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H2SO4中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式： Al片 (　　)________________________________________________________________________， Cu片 (　　)________________________________________________________________________。 (2)若將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中能否

25、組成原電池？________(填“能”或“不能”)，若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式： Al片 (　　)________________________________________________________________________， Cu片 (　　)________________________________________________________________________。 題組三　綜合探究 8．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＋2SOCl

26、2===4LiCl ＋S ＋SO2↑。 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)

27、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水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是 ________________________________________________________________________ _______________________________

28、_________________________________________。 學(xué)案38　原電池　化學(xué)電源 【課前準(zhǔn)備區(qū)】 知識(shí)點(diǎn)一 1．化學(xué)　電 2. 電極名稱 負(fù)極 正極 電極材料 鋅片 銅片 電極反應(yīng) Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反應(yīng)類型 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 電子流向 由Zn沿導(dǎo)線流向Cu 3.(1)活潑性不同　(2)電解質(zhì)溶液　(3)閉合回路　(4)氧化還原反應(yīng) 知識(shí)點(diǎn)二 1．(1)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 (2)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 2．Pb＋SO－2e－==

29、=PbSO4 3．(1)①H2－2e－===2H＋ O2＋2H＋＋2e－===H2O ②H2＋2OH－－2e－===2H2O O2＋H2O＋2e－===2OH－ (2)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 問題思考 1．不一定，例如將Mg和Al用導(dǎo)線連接插入NaOH溶液中，Al作負(fù)極，Mg作正極。 2．根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原理可知，在電解質(zhì)溶液中，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極。 3．(1)根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷。在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極；電子流入的一極是正極。 (2)根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑性

30、較強(qiáng)金屬為負(fù)極；活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。 (3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向判斷。陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。 (4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。負(fù)極總是失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 (5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。溶解的一極為負(fù)極，質(zhì)量增加或放出氣體的一極為正極。 4. 5．負(fù)極反應(yīng)：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 總反應(yīng)式：2H2＋O2===2H2O 從上述反應(yīng)可以看出，雖然OH－反應(yīng)前后的量不變，但有水生成，介質(zhì)溶液的堿性減弱。 【課堂活動(dòng)區(qū)】 一、1

31、.氧化反應(yīng)　還原反應(yīng)　電荷　質(zhì)量　得失電子 2．總反應(yīng)式　較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式　2O2＋8H＋＋8e－===4H2O　CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 二、1.加快　加快 2．一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。 3．(1)一般思維方法：①首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)； ②根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正負(fù)極材料(負(fù)極就是失電子的物質(zhì)，正極用比負(fù)極活潑性差的金屬即可，也可以用石墨)及電解質(zhì)溶液。 ③按要求畫出原電池裝置圖。 (2)電解質(zhì)溶液的要求： 電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他

32、物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如在鋅銅原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。但H2—KOH—O2構(gòu)成的電池中兩個(gè)半電池中可都用KOH溶液。 (3)電極材料的選擇 在原電池中，選擇還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極；氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極。并且，原電池的電極必須導(dǎo)電。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(也可以是還原性較強(qiáng)的非金屬材料如H2、CH4等)。 典例導(dǎo)悟 1．(1)Pt　O

33、2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)Zn　2Zn－4e－===2Zn2＋ 解析　Zn比Pt活潑，Zn作為原電池的負(fù)極，Zn失去電子，Pt作為原電池的正極，因人的體內(nèi)液體不可能呈較強(qiáng)酸性，故正極上O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 2．D　[由于Li能和稀H2SO4、H2O反應(yīng)，因此電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負(fù)極移動(dòng)，陽離子向著正極移動(dòng)；充電過程是電解的過程，電解池的陽極失電子，即LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，因此陽極材料(LiFePO4)質(zhì)量會(huì)減少；將電解池陽極反應(yīng)倒過來就是原電池的正極反應(yīng)。綜合上述分析可知D正確。] 3．A　[a中

34、加入CuSO4溶液，被置換出的銅覆蓋在Zn的表面，形成原電池，產(chǎn)生H2的速率加快，反應(yīng)所需時(shí)間縮短，但置換銅時(shí)消耗了一部分鋅，故與稀硫酸反應(yīng)的鋅的質(zhì)量減少，完全反應(yīng)后生成的H2的量比b少，答案為A。] 4．B　[A、B形成原電池，B不易腐蝕，則A為負(fù)極，B為正極，活潑性：A>B；A、D放入HCl中，D比A反應(yīng)劇烈，則活潑性：D>A；Cu不能置換B而Cu能置換C，則活潑性：B>Cu>C?？偟幕顫娦裕篋>A>B>C。] 5．(1)裝置圖如下： (2)電池的正、負(fù)極及外電路中電子的流向如圖所示。 (3)負(fù)極(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋； 正極(C)：2Fe3＋＋2e－===2F

35、e2＋。 解析　根據(jù)原電池的構(gòu)成條件——發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)作正極(或在正極上發(fā)生還原反應(yīng))，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)作負(fù)極(或在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng))。在上述反應(yīng)里，固體鐵中鐵元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)作原電池的負(fù)極；FeCl3中鐵元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，但因FeCl3易溶于水，不能直接作電極，所以要選用一種活動(dòng)性比鐵弱且與FeCl3溶液不反應(yīng)的固體作輔助電極，這里可以采用石墨棒等。 【課后練習(xí)區(qū)】 高考集訓(xùn) 1．C　[根據(jù)題給信息知鋰水電池的總反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正確；在反應(yīng)中氫元素的化合價(jià)降低，因此H2O作氧化劑，同時(shí)又起到溶劑的作用，A正確；

36、放電時(shí)正極反應(yīng)為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正確；正極周圍聚集大量OH－，因此溶液中的陽離子Li＋向正極移動(dòng)，負(fù)極周圍聚集大量Li＋，因此溶液中的陰離子OH－向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。] 2．B　[由電池總反應(yīng)式可知，Ag在負(fù)極失去電子，生成氧化產(chǎn)物AgCl，每生成2 mol AgCl，即生成1 mol Na2Mn5O10時(shí)，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故A、D錯(cuò)誤，B正確；Na＋應(yīng)向電池的正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。] 3．D　[鐵的活潑性強(qiáng)于銅，故鐵能置換出銅且附著在鐵棒上，A正確；B項(xiàng)構(gòu)成原電池，銅片為正極，B正確；C項(xiàng)中無論a和b是否連接，都有鐵被氧化生成亞鐵離子，故C正確；D項(xiàng)中銅離子應(yīng)移

37、向鐵電極，故D錯(cuò)誤。] 4．C　[由圖示關(guān)系可知，Ⅰ池為原電池，Ⅱ池為電解池，a極為正極，b極為負(fù)極，K閉合后，c極為陰極，d極為陽極，因電極材料為PbSO4，結(jié)合鉛蓄電池的工作原理，可判斷d極發(fā)生的電極反應(yīng)式為PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO，A項(xiàng)正確；由題給方程式可判斷，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol，B項(xiàng)正確；電解池工作時(shí)，陰離子移向陽極，即d電極，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；因Ⅱ池反應(yīng)為2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，因此K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ池可作為原電池對(duì)外供電，其中析出的鉛附著在c極上作負(fù)極，析出的PbO2附著在

38、d極上作正極，D項(xiàng)正確。] 5．B　[銅鋅原電池工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，電池總反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極由外電路流向正極，由于左池陽離子增多，右池陽離子減少，為平衡電荷，則鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液，而Cl－則移向ZnSO4溶液，故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 6．(1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌完全) (2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH

39、＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag (3)0.91或(91%) 解析　(1)解題出發(fā)點(diǎn)有二：其一從沉淀表面附著硫酸鉀，可用硝酸鋇溶液檢驗(yàn)；其二沉淀表面附著(過量的)氫氧化鉀，可用酚酞溶液檢驗(yàn)。 (2)根據(jù)原電池反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，初步確定氧化劑是過氧化銀，還原產(chǎn)物是銀；還原劑是金屬鋅，氧化產(chǎn)物是四羥基合鋅酸鉀；同時(shí)注意所用的介質(zhì)是氫氧化鉀溶液。 (3)n(O2)＝＝1.000×10－2 mol 設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x，Ag2O的物質(zhì)的量為y。 x＝9.500×10－3 mol y＝1.000×10－3 mol w(Ag2O2)＝ ＝≈0.91

40、。 7．(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮蒩到b　(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O或H2＋2OH－－2e－===2H2O (3)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　(4)①Li　H2O　②1/1 148或8.71×10－4?、?2 解析　(1)氫氧燃料電池中，負(fù)極通H2，正極通O2，所以導(dǎo)線中電子由a到b。 (2)負(fù)極H2被氧化，寫反應(yīng)式時(shí)要注意電解質(zhì)溶液的組成。 (3)本題考查讀題能力，鉑粉作用在題設(shè)中有說明，在學(xué)習(xí)中要注意自學(xué)能力的培養(yǎng)。 (4)②2Li＋H22LiH 22.4 L 16 g 吸收224 L H2時(shí)，生成的LiH的質(zhì)量

41、為160 g，LiH體積與被吸收的H2體積比為∶224 L＝1∶1 148 ③LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ 8 g 1 mol 160 g LiH與H2O作用生成20 mol H2，H2完全被氧化失40 mol電子，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為40 mol×80%＝32 mol。 考點(diǎn)集訓(xùn) 1．A　[本題考查原電池形成條件。只有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才可能用于設(shè)計(jì)原電池，非氧化還原反應(yīng)因沒有電子轉(zhuǎn)移所以不能設(shè)計(jì)成原電池，題中只有A項(xiàng)不是氧化還原反應(yīng)。] 2．C　[X投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，說明活潑性

42、X>Z；X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極，說明Y>X，因此X、Y、Z三種金屬的活潑性順序?yàn)閅>X>Z。] 3．(1)銅　AgNO3溶液 (2)正　Ag＋＋e－===Ag(或2Ag＋＋2e－===2Ag) Cu－2e－===Cu2＋ (3)銅　銀 解析　原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag＋作氧化劑，Ag＋＋e－===Ag的反應(yīng)為正極反應(yīng)式，則Cu作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，則Y溶液為AgNO3溶液，外電路中的電子由負(fù)極流向正極。 4．B　[在原電池中，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，故B項(xiàng)錯(cuò)。] 5．A　[該燃料電池的化學(xué)原理是C3H8＋5

43、O2===3CO2＋4H2O，B正確；放電過程中通入丙烷的電極為負(fù)極：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O，D正確；通入O2的電極為正極：O2＋4e－===2O2－，產(chǎn)生的O2－將向負(fù)極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)。] 6．C　[甲醇燃料電池是甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，故B、D錯(cuò)誤；A項(xiàng)不是電極反應(yīng)式。] 7．(1)負(fù)極　2Al－6e－===2Al3＋ 正極　6H＋＋6e－===3H2↑ (2)能　正極　2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O 負(fù)極　Cu－2e－===Cu2＋ 解析　(1)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H2SO4中時(shí)，Al比Cu活

44、潑，Al為負(fù)極，失電子被氧化為Al3＋，Cu為正極，溶液中的H＋得電子被還原為H2。 (2)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中時(shí)，由于鋁鈍化，不能溶解，Al為正極，Cu為負(fù)極，失電子被氧化為Cu2＋。 8．(1)鋰(或Li)　Li－e－===Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ (3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成　SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑ (4)因?yàn)樵撾姵氐碾姌OLi能和氧氣、水反應(yīng)，電解液的主要成分SOCl2也與水反應(yīng) 解析　(1)由電池總反應(yīng)式可分析出Li的化合價(jià)升高，被氧化，故鋰在電池反應(yīng)中失去電子，作負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋；(2)SOCl2在電池反應(yīng)中得電子，其為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑；(3)SOCl2遇水劇烈反應(yīng)生成二氧化硫和HCl，HCl遇水形成大量的白霧，同時(shí)有具有刺激性氣味的氣體生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑；(4)鋰是活潑的金屬，能與水、氧氣等反應(yīng)；SOCl2也能與水反應(yīng)，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行。