高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第21講 原電池 化學(xué)電源練習(xí)

第21講原電池化學(xué)電源考綱要求1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理?？键c(diǎn)一原電池的工作原理及應(yīng)用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)是氧化還原反應(yīng)。2原電池的構(gòu)成條件(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)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(gè)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。3工作原理以鋅銅原電池為例(1)反應(yīng)原理電極名稱負(fù)極正極電極材料鋅片銅片電極反應(yīng)Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K移向正極，Cl移向負(fù)極(2)鹽橋的組成和作用鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。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。(1)理論上說，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池()(2)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(3)用Mg、Al分別作電極，用NaOH溶液作電解液構(gòu)成的原電池，Mg為正極()(4)在鋅銅原電池中，因?yàn)橛须娮油ㄟ^電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生()(5)原電池工作時(shí)，溶液中的陽離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽離子向正極移動(dòng)()(6)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負(fù)極()(7)一般來說，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高()(8)由于CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池()原電池正負(fù)極的判斷方法(1)由組成原電池的電極材料判斷。一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬為_極，活動(dòng)性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為_極。(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。電流由_極流向_極；電子由_極流向_極。(3)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動(dòng)方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向_極，陰離子移向_極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的_極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其_極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。一般情況下，溶解的一極為_極，增重或有氣體逸出的一極為_極。答案(1)負(fù)正(2)正負(fù)負(fù)正(3)正負(fù)(4)負(fù)正(5)負(fù)正提示判斷電極時(shí)，不能簡單地依據(jù)金屬的活動(dòng)性順序來判斷，要看反應(yīng)的具體情況，例如：Al在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負(fù)極，Mg作正極；Fe、Al在濃HNO3中鈍化，比Cu等金屬更難失電子，Cu等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正極。題組一原電池的工作原理1(1)下列裝置屬于原電池的是_。(2)在選出的原電池中，_是負(fù)極，電極反應(yīng)為_；_是正極，電極反應(yīng)為_。答案(1)(2)FeFe2e=Fe2Cu2H2e=H22(2017信陽質(zhì)檢)分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A中Mg作負(fù)極，中Fe作負(fù)極B中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2C中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2答案B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(fù)極；中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯(cuò)；中電池總反應(yīng)為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，負(fù)極反應(yīng)式為2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2，B正確；中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，D錯(cuò)。(1)Fe作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，失2e變成Fe2，而不是Fe3。(2)書寫某一極電極反應(yīng)式時(shí)，若書寫困難，也可先寫另一極的電極反應(yīng)式。用“減法”來處理，即用總的電極反應(yīng)式減去容易寫出一極的電極反應(yīng)式(前提是電量守恒)。題組二聚焦“鹽橋”原電池3(2017太原市第五中學(xué)高三模擬)根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是()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2H2e=H2D燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl2答案B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)：O22H2O4e=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)：Zn2e=Zn2。4控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe32I?2Fe2I2設(shè)計(jì)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(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流表讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流表讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極答案D解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3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；電流表讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3得電子速率等于Fe2失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；在甲中加入FeCl2固體，平衡2Fe32I?2Fe2I2向左移動(dòng)，I2被還原為I，乙中石墨為正極，D不正確。題組三原電池工作原理的應(yīng)用5(2018江門質(zhì)檢)M、N、P、E四種金屬，已知：MN2=NM2；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E22e=E，N2e=N2。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()APMNEBENMPCPNMEDEPMN答案A解析由知，金屬活動(dòng)性：MN；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動(dòng)性：PM；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動(dòng)性：NE。綜合可知，A正確。6依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示(鹽橋?yàn)槭⒂蠯NO3瓊脂的U形管)。請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_(填化學(xué)式)。(2)銀電極為電池的_極，其電極反應(yīng)為_。(3)鹽橋中的NO移向_溶液。答案(1)CuAgNO3(2)正Age=Ag(3)Cu(NO3)2原電池設(shè)計(jì)類試題的解題思路(1)利用氧化還原反應(yīng)知識(shí)判斷題給總反應(yīng)中的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。(2)選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液。(3)畫出原電池裝置圖。畫圖時(shí)應(yīng)注意：電極材料、電解質(zhì)溶液；簡易裝置圖和帶有鹽橋的裝置圖的區(qū)別等。7銀器日久表面會(huì)逐漸變黑，這是因?yàn)樯闪肆蚧y。有人設(shè)計(jì)用原電池原理進(jìn)行“拋光”，其處理方法：將一定濃度的氯化鈉溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，黑色會(huì)褪去，而銀器恢復(fù)光澤，且不會(huì)損失。試回答：(1)氯化鈉溶液的作用是_。(2)在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為_，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(3)反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應(yīng)為_，原電池總反應(yīng)方程式為_。答案(1)為電解質(zhì)溶液，起導(dǎo)電作用(2)2Al6e=2Al33Ag2S6e=6Ag3S2(3)2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S解析要善于抓住題給信息，“黑色會(huì)褪去，而銀器恢復(fù)光澤，且不會(huì)損失”，必然發(fā)生Ag2SAg，顯然這是原電池的正極反應(yīng)，Ag2S2e=2AgS2，負(fù)極反應(yīng)為活潑金屬Al發(fā)生氧化反應(yīng)：Al3e=Al3。正極生成的S2和負(fù)極生成的Al3在溶液中發(fā)生雙水解反應(yīng)：2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S，與題意產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應(yīng)為上述三個(gè)反應(yīng)的和：3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S?？键c(diǎn)二化學(xué)電源1日常生活中的三種電池(1)堿性鋅錳干電池一次電池正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2；總反應(yīng)：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)鋅銀電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；總反應(yīng)：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。(3)二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。放電時(shí)的反應(yīng)a負(fù)極反應(yīng)：PbSO2e=PbSO4；b正極反應(yīng)：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；c總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充電時(shí)的反應(yīng)a陰極反應(yīng)：PbSO42e=PbSO；b陽極反應(yīng)：PbSO42H2O2e=PbO24HSO；c總反應(yīng)：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4。注可充電電池的充、放電不能理解為可逆反應(yīng)。2“高效、環(huán)境友好”的燃料電池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。種類酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極反應(yīng)式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH電池總反應(yīng)式2H2O2=2H2O備注燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用對(duì)常見化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)與理解(1)鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加()(2)手機(jī)、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池()(3)若使反應(yīng)Fe2Fe3=3Fe2以原電池方式進(jìn)行，可用鋅鐵作電極材料()(4)堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲(chǔ)存時(shí)間長()(5)燃料電池工作時(shí)燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能()(6)氫氧燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中負(fù)極反應(yīng)為2H24e=4H()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析(2)鋰離子電池屬于可充電電池，即二次電池。(3)若用鋅和鐵作電極，則電極反應(yīng)就變?yōu)閆n2Fe3=Zn22Fe2。(4)MnO2不是催化劑。(5)燃料電池直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?6)負(fù)極反應(yīng)應(yīng)寫為2H24e4OH=4H2O。以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法。(1)酸性條件總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。(2)堿性條件總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2)總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。答案(1)CH42O2=CO22H2O2O28H8e=4H2OCH48e2H2O=CO28H(2)CH42O22OH=CO3H2O2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(3)CH42O2=CO22H2O2O28e=4O2CH44O28e=CO22H2O(4)CH42O2=CO22H2O2O24CO28e=4COCH44CO8e=5CO22H2O題組一根據(jù)圖示理解化學(xué)電源1(一次電池的工作原理)(2017銀川一模)普通鋅錳干電池的簡圖如圖所示，它是用鋅皮制成的鋅筒作電極，中央插一根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液。該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn2NH2MnO2=Zn(NH3)22Mn2O3H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是()A當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2OC原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極通過外電路流向正極D外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g答案C解析普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極失電子，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65gmol13.25g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2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(jī)溶劑中，Li通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}：(1)外電路的電流方向是由_(填字母，下同)極流向_極。(2)電池正極反應(yīng)式為_。(3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？_(填“是”或“否”)，原因是_。答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)解析(1)結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li作負(fù)極材料，MnO2作正極材料，所以電子流向是從ab，那么電流方向則是ba。(2)根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO2eLi=LiMnO2。(3)因?yàn)樨?fù)極的電極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應(yīng)，故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。題組二燃料電池3(2017湖南郴州一模)乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)：C2H5OH3O2=2CO23H2O，電池示意圖如圖所示。下列說法中正確的是()A電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移B電池工作時(shí)，電子由b極沿導(dǎo)線流向a極Ca極上發(fā)生的電極反應(yīng)：C2H5OH3H2O12e=2CO212HDb極上發(fā)生的電極反應(yīng)：4HO24e=2H2O答案D4(2017蘭州一診)科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A電極a為電池的負(fù)極B電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)：O24H4e=2H2OC電路中每通過4mol電子，在正極消耗44.8LH2SD每17gH2S參與反應(yīng)，有1molH經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)答案C解析根據(jù)題目可知，該電池為燃料電池，根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，通氧氣的一極為正極，故電極b為正極，電極a為負(fù)極，A項(xiàng)正確；電極b為正極，氧氣得電子生成水，B項(xiàng)正確；從裝置圖可以看出，電池總反應(yīng)為2H2SO2=S22H2O，電路中每通過4 mol電子，正極應(yīng)該消耗1 mol O2，負(fù)極應(yīng)該有2 mol H2S反應(yīng)，但是題目中沒有給定標(biāo)準(zhǔn)狀況下，所以不一定是44.8 L，故C錯(cuò)誤；17 g H2S即0.5 mol H2S，每0.5 mol H2S參與反應(yīng)會(huì)消耗0.25 mol O2，根據(jù)正極反應(yīng)式O24H4e=2H2O，可知有1 mol H經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，故D正確。(1)要注意介質(zhì)是什么？是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。(2)通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。(3)通過介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。題組三可充電電池5(二次電池的理解與應(yīng)用)鎳鎘(NiCd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，有關(guān)該電池的說法正確的是()A充電時(shí)陽極反應(yīng)：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OB充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變D放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動(dòng)答案A解析放電時(shí)Cd的化合價(jià)升高，Cd作負(fù)極，Ni的化合價(jià)降低，NiOOH作正極，則充電時(shí)Cd(OH)2作陰極，Ni(OH)2作陽極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，A項(xiàng)正確；充電過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為Cd2OH2e=Cd(OH)2，Cd電極周圍OH的濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)OH向負(fù)極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2018柳州模擬)鋅空氣燃料電池可作電動(dòng)車的動(dòng)力電源，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2ZnO22H2O4OH=2Zn(OH)。下列說法正確的是()A放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K移向負(fù)極B放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不變C充電時(shí)，陰極的反應(yīng)為Zn(OH)2e=Zn4OHD充電時(shí)，當(dāng)有4.48L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來時(shí)，則析出固體Zn為13g答案C解析放電時(shí)，為原電池，溶液中陽離子向正極移動(dòng)，即K向正極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)，消耗氫氧根離子，堿性減弱，pH減小，故B錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則陰極反應(yīng)為Zn(OH)2e=Zn4OH，故C正確；產(chǎn)生1 mol氧氣，轉(zhuǎn)移電子為4 mol，充電時(shí)，當(dāng)有4.48 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為40.8 mol，根據(jù)Zn2e，則析出固體Zn：65 gmol126 g，故D錯(cuò)誤。1.充放電電池(1)放電時(shí)為原電池，充電時(shí)為電解池。(2)充電時(shí)電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連以獲得電子，可簡記為負(fù)接負(fù)后作陰極，正接正后作陽極。(3)工作時(shí)的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時(shí)，形式上恰好是相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時(shí)pH的變化趨勢也恰好相反。2.微專題新型電源及電極反應(yīng)式的書寫近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲(chǔ)氫電池”“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”等，這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解析這類考題，首先要理解常見的化學(xué)電源種類及原電池的工作原理，其次會(huì)判斷正負(fù)電極或陰陽極，以及會(huì)書寫電極反應(yīng)式等。1電極反應(yīng)式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫)2已知總方程式，書寫電極反應(yīng)式(1)書寫步驟步驟一：寫出電池總反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne)。步驟二：找出正、負(fù)極，失電子的電極為負(fù)極；確定溶液的酸堿性。步驟三：寫電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)：還原劑ne=氧化產(chǎn)物正極反應(yīng)：氧化劑ne=還原產(chǎn)物(2)書寫技巧若某電極反應(yīng)式較難寫時(shí)，可先寫出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較易寫的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫的電極反應(yīng)式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中：總反應(yīng)式：CH3OCH33O2=2CO23H2O正極：3O212H12e=6H2O負(fù)極：CH3OCH33H2O12e=2CO212H特別提醒簡單電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。3氫氧燃料電池在四種常見介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)負(fù)極正極專題訓(xùn)練1(燃料電池)(2018安順模擬)有一種MCFC型燃料電池，該電池所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。電池的總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)：H2CO2e=H2OCO2。下列說法正確的是()A電路中的電子經(jīng)正極、熔融的K2CO3、負(fù)極后再到正極，形成閉合回路B電池放電時(shí)，電池中CO的物質(zhì)的量將逐漸減少C正極反應(yīng)為2H2OO24e=4OHD放電時(shí)CO向負(fù)極移動(dòng)答案D解析電子不能通過熔融的K2CO3，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池的正極反應(yīng)為O24e2CO2=2CO，根據(jù)電子守恒，放電時(shí)負(fù)極消耗CO與正極生成CO的物質(zhì)的量相等，電池中CO的物質(zhì)的量不變，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故D項(xiàng)正確。2LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li2SOCl2=4LiClSSO2。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_。答案(1)鋰4Li4e=4Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2解析分析反應(yīng)的化合價(jià)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。(1)負(fù)極材料為Li(還原劑)，4Li4e=4Li。(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。3MgAgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池總反應(yīng)方程式為2AgClMg=Mg22Ag2Cl，試書寫該電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。答案負(fù)極：Mg2e=Mg2正極：2AgCl2e=2Ag2Cl4鋁空氣海水電池：以鋁板為負(fù)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4Al3O26H2O=4Al(OH)3；負(fù)極：_；正極：_。答案4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH5一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6molL1的KOH溶液。(1)寫出放電時(shí)的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。答案負(fù)極：H22e2OH=2H2O；正極：2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH。(2)寫出充電時(shí)的陰、陽極電極反應(yīng)式。答案陰極：2H2O2e=H22OH；陽極：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)2H2O。1(2016全國卷，11)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()A負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2B正極反應(yīng)式為Age=AgC電池放電時(shí)Cl由正極向負(fù)極遷移D負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O=Mg(OH)2H2答案B解析根據(jù)題意，Mg海水AgCl電池總反應(yīng)式為Mg2AgCl=MgCl22Ag。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2，正確；B項(xiàng)，正極反應(yīng)式為2AgCl2e=2Cl2Ag，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，對(duì)原電池來說，陰離子由正極移向負(fù)極，正確；D項(xiàng)，由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O=Mg(OH)2H2，正確。2(2017全國卷，11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯(cuò)誤的是()A電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時(shí)，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時(shí)間越長，電池中Li2S2的量越多答案D解析A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li移動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)負(fù)極電極方程式為Lie=Li，當(dāng)外電路中流過0.02mol電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02mol，其質(zhì)量為0.14g，正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，正確；D項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx16LixS8(2x8)，故Li2S2的量會(huì)越來越少，錯(cuò)誤。3(2016全國卷，11)鋅空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列說法正確的是()A充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K向陽極移動(dòng)B充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸減小C放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn4OH2e=Zn(OH)D放電時(shí)，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C解析A項(xiàng)，充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)，總反應(yīng)方程式為2Zn(OH)2ZnO24OH2H2O，所以電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在堿性環(huán)境中負(fù)極Zn失電子生成的Zn2將與OH結(jié)合生成Zn(OH)，正確；D項(xiàng)，O24e，故電路中通過2mol電子，消耗氧氣0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)體積為11.2L，錯(cuò)誤。4(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(cuò)誤的是()A正極反應(yīng)中有CO2生成B微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D電池總反應(yīng)為C6H12O66O2=6CO26H2O答案A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(xiàng)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O24e4H=2H2O，沒有CO2生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在負(fù)極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項(xiàng)正確；總反應(yīng)為C6H12O66O2=6CO26H2O，D項(xiàng)正確。5(2015天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()A銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SO)減小C電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡答案C解析由圖示可知，該電池總反應(yīng)為ZnCu2=Zn2Cu，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極；陽離子交換膜，只允許陽離子和水分子通過，兩池中SO濃度不變。6(1)2016北京理綜，26(1)用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。Fe還原水體中的NO的反應(yīng)原理如圖所示。作負(fù)極的物質(zhì)是_。正極的電極反應(yīng)式是_。(2)2013北京理綜，26(4)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：Pt電極上發(fā)生的是_反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：_。答案(1)鐵NO8e10H=NH3H2O(2)還原NOO22e=NO21(2018泉州模擬)課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置B原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成C圖中a極為鋁條、b極為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流D圖中a極為鋅片、b極為銅片時(shí)，電子由銅片通過導(dǎo)線流向鋅片答案D解析D項(xiàng)，a極為負(fù)極，電子由負(fù)極(鋅片)流出。2(2017北京順義區(qū)期末統(tǒng)測)有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中，正確的是().堿性鋅錳電池.鉛硫酸蓄電池.銅鋅原電池.銀鋅紐扣電池A.所示電池工作中，MnO2的作用是催化劑B所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大C所示電池工作過程中，鹽橋中K移向硫酸鋅溶液D所示電池放電過程中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中被還原為Ag答案D解析堿性鋅錳電池中二氧化錳為氧化劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛蓄電池放電時(shí)電池反應(yīng)為PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，H2SO4濃度減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽離子向正極移動(dòng)，故鹽橋中K移向硫酸銅溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以Ag2O作氧化劑，D項(xiàng)正確。3有關(guān)下圖所示原電池的敘述不正確的是()A電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片B正極的電極反應(yīng)是Age=AgCCu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)D反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液答案D解析該裝置是原電池裝置，實(shí)質(zhì)上發(fā)生的是Cu與硝酸銀的反應(yīng)，所以Cu失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Cu是負(fù)極，Ag是正極，電子從負(fù)極流向正極，A正確；正極是Ag發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成Ag，B正確；根據(jù)以上分析，Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，所以鹽橋中的陽離子移向AgNO3溶液，D錯(cuò)誤。4(2018大同質(zhì)檢)如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀H2SO4為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說法不正確的是()Aa極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極Ba極的電極反應(yīng)式：H22e=2HC電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)增大D若將H2改為CH4，消耗等物質(zhì)的量的CH4時(shí)，O2的用量增多答案C解析a極通入的H2發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，以稀H2SO4為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的H2被氧化為H，總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)減小，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O，CH42O2=CO22H2O，可知等物質(zhì)的量的CH4消耗O2較多。5四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。相連時(shí)，外電路電流從流向；相連時(shí)，為正極；相連時(shí)，上有氣泡逸出；相連時(shí)，的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是()ABCD答案B解析利用原電池的形成和工作原理解決問題。在外電路中，電流從正極流向負(fù)極，則作原電池的負(fù)極，作正極，故活動(dòng)性>；活動(dòng)性相對(duì)較差的金屬作原電池的正極，故金屬的活動(dòng)性>；有氣泡產(chǎn)生的電極發(fā)生的還原反應(yīng)，為原電池的正極，故活動(dòng)性>；質(zhì)量減少的電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬離子而溶解，為原電池的負(fù)極，故活動(dòng)性>，由此可得金屬活動(dòng)性：>>>。6可充電氟鎂動(dòng)力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應(yīng)為Mg2MnF3=2MnF2MgF2。下列有關(guān)說法不正確的是()A鎂為負(fù)極材料B正極的電極反應(yīng)式為MnF3e=MnF2FC電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極D每生成1molMnF2時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子答案C解析由電池反應(yīng)知，鎂作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，鎂極為負(fù)極，A項(xiàng)不符合題意；電池反應(yīng)中，三氟化錳發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)不符合題意；電子由負(fù)極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項(xiàng)符合題意；錳元素由3價(jià)降至2價(jià)，D項(xiàng)不符合題意。7(2017泉州市第五中學(xué)高三模擬)下圖、分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO2I2H?AsOI2H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖B燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是()A甲組操作時(shí)，電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺C乙組操作時(shí)，C2作正極D乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I22e=2I答案D解析裝置中的反應(yīng)，AsO2I2H?AsOI2H2O，當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí)，平衡向右移動(dòng)，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會(huì)沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作時(shí)，電流表(A)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深；向裝置B燒杯中加入NaOH溶液，C2上發(fā)生：AsO2e2OH=AsOH2O，電子沿導(dǎo)線到C1，I22e=2I，所以C2為負(fù)極，C1為正極。8“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(cuò)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(jià)鋁離子C正極反應(yīng)為NiCl22e=Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)答案B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(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Nae=Na，正極反應(yīng)為NiCl22e=Ni2Cl，故電池反應(yīng)中有NaCl生成；B項(xiàng)，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價(jià)鎳離子；C項(xiàng)，正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCl22e=Ni2Cl；D項(xiàng)，鈉在負(fù)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(dòng)。9(2017長沙市第一中學(xué)高三測試)如圖所示為水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是()Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D放電時(shí)，溶液中Li從b向a遷移答案C解析圖示所給出的是原電池裝置。A項(xiàng)，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(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，正確；B項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是Mn元素，鋰元素的化合價(jià)沒有變化，不正確；D項(xiàng)，放電時(shí)為原電池，鋰離子應(yīng)向正極(a極)遷移，正確。10“神舟7號(hào)”宇宙飛船的能量部分來自太陽能電池，另外內(nèi)部還配有高效的MCPC型燃料電池，該電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀，已知該電池的總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2CO2e=CO2H2O，則下列推斷中，正確的是()A電池工作時(shí)，CO向負(fù)極移動(dòng)B電池放電時(shí)，外電路電子由通氧氣的正極流向通氫氣的負(fù)極C正極的電極反應(yīng)：4OH4e=O22H2OD通氧氣的電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)答案A解析A項(xiàng)，電池放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)、陽離子向正極移動(dòng)，所以CO向負(fù)極移動(dòng)，正確；B項(xiàng)，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，即電子從通入氫氣的負(fù)極沿導(dǎo)線流向通入氧氣的正極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O22CO24e=2CO，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極，通入氧化劑的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以該燃料電池中，通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。11高鐵電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，充放電時(shí)的總反應(yīng)式為3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列敘述正確的是()A放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為3Zn6e6OH=3Zn(OH)2B放電時(shí)，正極區(qū)溶液的pH減小C充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，陽極有1molFe(OH)3被還原D充電時(shí)，電池的鋅電極接電源的正極答案A解析A項(xiàng)，根據(jù)總方程式可知，在放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3Zn6e6OH=3Zn(OH)2，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，正極區(qū)不斷消耗水，產(chǎn)生OH，所以溶液的pH增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，陽極有1molFe(OH)3被氧化，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，電池的鋅電極接電源的負(fù)極，錯(cuò)誤。12(2017信陽高三模擬)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池，尿液也能發(fā)電。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)描述正確的是()A電池工作時(shí)H移向負(fù)極B該電池用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液C甲電極反應(yīng)式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26HD電池工作時(shí)，理論上每凈化1molCO(NH2)2，消耗33.6LO2答案C解析A項(xiàng)，原電池中陽離子向正極移動(dòng)，則電池工作時(shí)H移向正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該原電池是酸性電解質(zhì)，質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極上是CO(NH2)2失電子生成二氧化碳和氮?dú)?，則負(fù)極反應(yīng)式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，正確；D項(xiàng)，電池的總反應(yīng)式：2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，每凈化1molCO(NH2)2，消耗1.5molO2，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣為33.6L，由于沒說明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以氧氣的體積不能求算，錯(cuò)誤。13(2018伊春模擬)鉛蓄電池的主要構(gòu)造如圖所示，它是目前使用量最大的二次電池(設(shè)工作時(shí)固體生成物附集在電極板上)。(1)當(dāng)某一電極反應(yīng)式為PbO2(s)2eSO(aq)4H(aq)=PbSO4(s)2H2O(l)時(shí)，電池中的能量轉(zhuǎn)化形式為_，此時(shí)另一個(gè)電極發(fā)生的反應(yīng)類型為_。(2)充電時(shí)PbO2(s)電極應(yīng)與電源的_極相連，充電時(shí)總反應(yīng)方程式為_。(3)放電生成的固體會(huì)附聚在電極表面，若工作中正極質(zhì)量增重96g時(shí)，理論上電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_NA，此過程中電池消耗_molH2SO4。答案(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化反應(yīng)(2)正2PbSO4(s)2H2O(l)PbO2(s)Pb(s)2H2SO4(aq)(3)33解析(1)由電池構(gòu)造圖知，鉛是負(fù)極，PbO2是正極，故當(dāng)PbO2得到電子時(shí)，表明此時(shí)電池處于放電過程，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。此過程中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)放電時(shí)正極反應(yīng)為PbO2(s)2eSO(aq)4H(aq)=PbSO4(s)2H2O(l)，由電極反應(yīng)式知，當(dāng)有1molPbO2發(fā)生反應(yīng)生成1molPbSO4時(shí)，正極質(zhì)量增加了64g，同時(shí)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子。當(dāng)正極質(zhì)量增加96g時(shí)，表明有1.5molPbO2發(fā)生了反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA，由電池總反應(yīng)知共消耗3molH2SO4。14高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：(1)該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn_g(已知F96500Cmol1)。(2)鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向_(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向_(填“左”或“右”)移動(dòng)。(3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有_。答案(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH0.2(2)右左(3)使用時(shí)間長、工作電壓穩(wěn)定解析(1)放電時(shí)高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為11060965000.0062176mol。理論消耗Zn的質(zhì)量0.0062176mol2650.2g(已知F96500Cmol1)。(2)電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動(dòng)；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左移動(dòng)。(3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)是使用時(shí)間長、工作電壓穩(wěn)定。6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD81