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1、1,一、原電池 自我診斷 1.在如圖所示的鋅銅原電池中：Zn 為 極，Cu為 極；負(fù) 極上發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng) 式為 ， 正極上發(fā)生 反應(yīng)， 電極反應(yīng)式為；,基礎(chǔ)盤點(diǎn),第2講 原電池工作原理 化學(xué)電源,2,電子流出的極是 極，電子流入的極是_______ 極；電流方向 。 鹽橋中的鹽溶液是溶液，其作用為 。 鹽橋中的 會移向ZnSO4溶液， 移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持電中性。該原電池工作一段時間后，兩電極的質(zhì)量將會 。 答案 負(fù) 正 氧化 Zn-2e- Zn2+ 還原Cu2++2e- Cu 負(fù) 正 沿導(dǎo)線從Cu極流向Zn極

2、 飽和KCl 提供定向移動的陰、陽離子 Cl- K+ Zn極減小，Cu極增加,3,基礎(chǔ)回歸 1.概念 把 轉(zhuǎn)化為 的裝置。 2.構(gòu)成條件 （1）能自發(fā)地發(fā)生 反應(yīng)。 （2）電解質(zhì)溶液（構(gòu)成電路或參加反應(yīng)）。 （3）由還原劑和導(dǎo)體構(gòu)成 極系統(tǒng)，由氧化劑和導(dǎo)體構(gòu)成 極系統(tǒng)。 （4）形成 （兩電極接觸或用導(dǎo)線連接）。,化學(xué)能,電能,氧化還原,負(fù),正,閉合回路,4,3.工作原理 原電池的工作原理和電子流向可用下列圖示表示： 原電池內(nèi)部電解質(zhì)溶液中離子的移動規(guī)律：,誤區(qū)警示,5,二、化學(xué)電源 自我診斷 2.鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液

3、為稀硫酸。工作時該電池總反應(yīng)式為Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。根據(jù)上述情況判斷： （1）工作時，電解質(zhì)溶液的pH （填“增大”、“減小”或“不變”）。 （2）工作時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向 極。 （3）電流方向從 極流向 極。 （4）寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式： 。,6,答案 （1）增大 （2）負(fù) （3）正 負(fù) （4）Pb+SO -2e-PbSO4 3.某原電池的總反應(yīng)是Zn+Cu2+ Zn2++Cu，該原電池的正確組成是(),解析 從電極的總反應(yīng)式看鋅為負(fù)極，活潑性比鋅弱 的電極（本題為銅）為正極，電解液中含有銅離子。,B,7,基礎(chǔ)回歸,Zn+2O

4、H--2e- Zn(OH)2,Zn+2MnO2+ 2H2O 2MnOOH+ 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,,,,,,,,,,,,,,,,,堿性：O2+4e-+2H2O 4OH- 固體：O2+4e- 2O2-,,,,,,8,指點(diǎn)迷津 1.化學(xué)電源優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)：單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，或輸出功率的大小，電池的使用壽命的長短，以及對環(huán)境污染程度的大小。

5、2.燃料電池和普通電池不同，必須使用輔助電極，電極本身不參與反應(yīng)，所采用的燃料一般為H2、CH4、CH3OH等，助燃劑一般為O2（或空氣）。,9,要點(diǎn)一 原電池正、負(fù)極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫 1.正、負(fù)極的判斷,要點(diǎn)精講,10,特別提醒 原電池正、負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，如果給出一個方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價的升降來判斷。發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。 判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看反應(yīng)的具體情況，如：a.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；b.Fe、Al在濃HNO3中鈍化后，比Cu等金屬更難失電子

6、，Cu等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正極。,11,2.電極反應(yīng)式的書寫 （1）一般電極反應(yīng)式的書寫 按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還 原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出 得失電子的數(shù)量。 電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng) 能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng) 讓其結(jié)合OH-生成水。 電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒、 電子守恒等加以配平。,列物質(zhì) 標(biāo)得失,看環(huán)境 配守恒,,,,,12,兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)離子方程式對照驗證。,兩式加 驗總式,,（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

7、 CO2+2H2O總反應(yīng)式 2O2+8H++8e- 4H2O正極反應(yīng)式 CH4+2H2O-8e- CO2+8H+負(fù)極反應(yīng)式,復(fù)雜電極反應(yīng)式,總反應(yīng)式,較簡單一極的 電極反應(yīng)式,13,特別提醒,原電池中正、負(fù)極的電極反應(yīng)式作為一種 特殊的離子方程式，對于強(qiáng)、弱電解質(zhì)的書寫形式，沒 有嚴(yán)格的規(guī)定，但必須遵循原子守恒和電荷守恒規(guī)律。,14,【典例導(dǎo)析1】 鎂/H2O2酸性燃料電池采用海水作電解質(zhì)（加入一定量的酸），下列說法不正確的是（） A.此燃料電池的總反應(yīng)為：Mg+H2O2 Mg(OH)2 B.正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：H2O2+2H++2e- 2H2O C.工作時，正極周圍海水的pH

8、增大 D.電池工作時，溶液中的H+向正極移動,15,解析 由于電解質(zhì)溶液中加入一定量的酸，Mg(OH)2 不能存在，電池總反應(yīng)為：Mg+H2O2+2H+ Mg2++2H2O。負(fù)極反應(yīng)為：Mg-2e- Mg2+;正極反 應(yīng)為H2O2+2H++2e-2H2O，消耗H+，工作時正極 周圍海水pH增大，溶液中的H+向正極移動。 答案 A,16,遷移應(yīng)用1 一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對該燃料電池說法不正確的是() A.在熔融電解質(zhì)中，O2-移向負(fù)極 B.電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13

9、O2 8CO2+10H2O C.通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O2+4e- 2O2- D.通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：C4H10 +26e-+13O2- 4CO2+5H2O,,17,解析 由原電池原理知陰離子移向負(fù)極，A正確；原電池反應(yīng)就是一個氧化還原反應(yīng)，只是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，由丁烷的燃燒反應(yīng)知，該電池的總反應(yīng)為：2C4H10+13O2 8CO2 +10H2O，且丁烷失電子，O2得電子，故選D。 答案 D,,18,遷移應(yīng)用2 我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水電池作為能源 的新型海水標(biāo)志燈，它以海水為電解質(zhì)溶液，靠空 氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電

10、流。只要把燈放 入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光。則； （1）該電源負(fù)極材料為 ；正極材料為 。 （2）負(fù)極反應(yīng)為 。 （3）正極反應(yīng)為 。,19,解析 Al、O2（空氣）之間的氧化還原反應(yīng)為：4Al+3O2 2Al2O3,首先分析出該反應(yīng)的還原 劑為Al，作負(fù)極；氧化劑為O2，可以用碳棒作 正極，完成O2得電子的反應(yīng)，然后寫出二者得 失電子的情況。負(fù)極：4Al-12e- 4Al3+; 正極：3O2+12e- 6O2-。而由于O2-離子半 徑太小，會吸引H+而生成OH-。也就是6O2-+ 6H2O12OH-，把二者結(jié)合起來就得到正極 反應(yīng)：3O2+6H2O+12e- 12OH-。,

11、答案 （1）鋁 石墨 （2）4Al-12e-4Al3+ (3)3O2+6H2O+12e- 12OH-,20,要點(diǎn)二 原電池原理及其應(yīng)用 1.原電池原理 利用氧化還原反應(yīng)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽唧w如下：,負(fù)極失電子發(fā) 生氧化反應(yīng),電子沿導(dǎo)線傳遞，從而產(chǎn)生電流 即化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,,,正極得電子發(fā) 生還原反應(yīng),21,2.原電池原理在化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研中的應(yīng)用 （1）加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反 應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時加入少 量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。 （2）比較金屬活動性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般

12、作負(fù)極的金 屬比作正極的金屬活潑。 （3）用于金屬的防護(hù) 使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。例 如，要保護(hù)一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可 用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。,22,（4）設(shè)計制作化學(xué)電源 設(shè)計原電池時要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法 是： 首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)； 根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個半反應(yīng)找 出正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。 a.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)。,23,b.電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液一般要能

13、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）。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行（中間連接鹽橋），則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在鋅銅硫酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2+的電解質(zhì)溶液中，而正極金屬銅浸泡在含有Cu2+的溶液中。,24,按要求畫出原電池裝置圖。 如根據(jù)以下反應(yīng)設(shè)計的原電池：,堿性溶液,25,特別提醒 應(yīng)用原電池原理可以設(shè)計任一自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的電池，但有的電流相當(dāng)微弱。同時要注意電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水中一般要加入NaOH、H2SO4或Na2SO4等。,26,【典例導(dǎo)析2】 依據(jù)氧

14、化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖所示。 請回答下列問題： （1）電極X的材料是 ；電解質(zhì)溶液Y是 ；,27,（2）銀電極為電池的 極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；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。,解析 根據(jù)所給氧化還原反應(yīng)方程式，結(jié)合原電池反應(yīng)原理以及所給原電池裝置，Cu應(yīng)作負(fù)極，AgNO3溶液為電解質(zhì)溶液，從而推知： （1）X的材料為銅，Y是AgNO3溶液。,28,（2）銀為原電池的正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為Ag++e- Ag。X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu-2e- Cu2

15、+。 （3）外電路中的電子從X（負(fù)）電極流向銀（正）電極。,答案 （1）銅（或Cu） AgNO3溶液 （2）正 Ag++e- Ag Cu-2e- Cu2+ (3)負(fù)(Cu) 正(Ag),29,歸納總結(jié) 原電池原理的考查主要從三個方面考 查：一是外電路電子定向移動；二是電極上的氧化還原反應(yīng)；三是溶液中離子運(yùn)動，溶液中離子定向移動。,30,遷移應(yīng)用3 利用生活中常見的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實驗，甚至制作出一些有實際應(yīng)用價值的裝置來，下圖就是一個用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動玩具的電池的示意圖。當(dāng)電池工作時，有關(guān)說法正確的是（）,31,A.鋁罐將逐漸被腐蝕 B.炭粒和炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為O2+4

16、e- 2O2- C.炭棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連 D.該電池工作一段時間后炭棒和炭粒的質(zhì)量會減輕 解析 在原電池工作時，活潑金屬鋁作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Al-3e-Al3+,炭棒作正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-,由此可知炭棒和炭粒的質(zhì)量不會改變。由于炭棒作正極，因此應(yīng)與玩具電機(jī)的正極相連。 答案 A,32,遷移應(yīng)用4 X、Y、Z、W四塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池。X、Y相連時，X為負(fù)極；Z、W相連時，電流方向是WZ；X、Z相連時，Z極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y相連時，W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的活動性順序是() A.XZWYB.ZXYW C.XYZW

17、D.YWZX,33,解析 在原電池中，活潑金屬作為原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬作為原電 池的正極，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電子由負(fù)極 經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反，因此，X、 Y相連時，X為負(fù)極，則活潑性XY；Z、W相連 時，電流方向是WZ，則活潑性ZW；X、Z相 連時，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活潑性XZ；W、 Y相連時，W極發(fā)生氧化反應(yīng)，則WY。綜上， 可以得出金屬的活潑性順序是XZWY。答案 為A。 答案 A,34,遷移應(yīng)用5 利用反應(yīng)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu設(shè)計一個原電池，畫出實驗裝置圖，并指出： （1）正極材料為 ，電極反應(yīng)式為 ； （2）負(fù)極材料為

18、 ，電極反應(yīng)式為 ； （3）電解質(zhì)溶液為 。,,35,解析 該反應(yīng)中的氧化反應(yīng)為：Fe-2e-Fe2+,還原反應(yīng)為Cu2++2e- Cu。因此，F(xiàn)e一定是負(fù)極，正極可選用Pt棒或C棒等惰性電極。選擇含Cu2+的溶液作電解質(zhì)溶液。 畫實驗裝置圖時要注意電極不可全部沒入液面以下，以防有副反應(yīng)發(fā)生。,36,答案 實驗裝置圖 （1）穩(wěn)定金屬或C Cu2++2e-Cu (2)Fe Fe-2e-Fe2+ (3)CuSO4溶液,37,對點(diǎn)訓(xùn)練,題組一 原電池原理及其應(yīng)用 1. 理論上不能用于設(shè)計成原電池的反應(yīng)是（） A.HCl+NaOH NaCl+H2O H0 B.2CH3OH(l)+3O2(g)

19、 2CO2（g） +4H2O（l） H0 C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g) 4Fe(OH)3(s) H0 D.2H2（g）+O2(g)2H2O(l) H0,點(diǎn)燃,,38,解析 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)計成原電池，題中只有A項不是氧化還原反應(yīng)。 答案 A,39,2. 有位科學(xué)家說：“甲烷是21世紀(jì)的新燃料?！奔淄樽鳛?燃料的用途之一就是用于制作燃料電池。有科技工作 者制造了一種甲烷燃料電池，一個電極通入空氣，另 一個電極通入甲烷，電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶 體，它在高

20、溫下能傳導(dǎo)O2-。以下判斷錯誤的是（ ） A.電池正極發(fā)生的反應(yīng)：O2+4e- 2O2- B.電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)：CH4+4O2--8e- CO2+2H2O C.固體電解質(zhì)里的O2-的移動方向：由正極流向負(fù)極 D.向外電路釋放電子的電極：正極（即電子由正極 流向負(fù)極）,40,解析 因為放電時，電池正極發(fā)生還原反應(yīng)（元素化合價降低），負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)（元素化合價升高）。所以正極反應(yīng)式是O2+4e-2O2-，負(fù)極反應(yīng)式是CH4+4O2--8e-CO2+2H2O。由上述電池的正、負(fù)極反應(yīng)式可以看出：正極反應(yīng)“源源不斷”地產(chǎn)生O2-，負(fù)極反應(yīng)要持續(xù)進(jìn)行，則需要“持續(xù)不斷”的O2-供應(yīng)，

21、故電池內(nèi)O2-的移動方向是由正極流向負(fù)極。電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，故外電路電子從負(fù)極流出，所以D錯誤。 答案 D,41,3.將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加少量CuSO4溶液，下圖中產(chǎn)生H2的體積V（L）與時間t(min)的關(guān)系，其中正確的是 (),42,解析 a中加入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)所需時間縮短，但置換銅時消耗了一部分鋅，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。 答案 A,43,題組二 原電池正負(fù)極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫 4. 燃料電池的基本組成為電極、電解

22、質(zhì)、燃料和氧化 劑。此種電池的能量利用率可高達(dá)80%（一般柴油 發(fā)電機(jī)只有40%左右），產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān) 燃料電池的說法錯誤的是 （ ） A.上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇 等物質(zhì) B.氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該 電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用 C.乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH溶液，該電池 的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH-12e- 2CO2+3H2O D.甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e- 4OH-,44,解析 氫氣、甲烷、乙醇等在燃料電池中，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，故作為電池的負(fù)極。電解質(zhì)為強(qiáng)堿KOH溶液，因此不可能生成二

23、氧化碳，應(yīng)該生成CO ，即負(fù)極反應(yīng)為：C2H5OH-12e-+16OH- 2CO +11H2O，故C錯誤。 答案 C,45,5.固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse) 公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯氧化釔為電解 質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子（O2-）在 其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔 電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是（）,46,A.有O2放電的a極為電池的負(fù)極 B.有H2放電的b極為電池的正極 C.a極對應(yīng)的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e- 4OH- D.該電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+O2 2H2O,47,解析 H2在

24、O2中燃燒的方程式為2H2+O2 2H2O，所以氫氧燃料電池的總方程式為2H2+O2 2H2O，D對；而O2為氧化劑，在正極反應(yīng)，所以a極為正極，A錯；因反應(yīng)介質(zhì)中沒有水，所以正極反應(yīng)式為O2+4e- 2O2-,C錯；根據(jù)總反應(yīng)寫出負(fù)極反應(yīng)式為2H2+2O2--4e- 2H2O;H2為可燃物，為負(fù)極反應(yīng)物，B錯。 答案 D,點(diǎn)燃,48,6.鋅銀電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為： 2Ag+Zn (OH)2 Ag2O+Zn+H2O 在此電池放電時，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 （） A.AgB.Zn(OH)2 C.Ag2OD.Zn 解析 充電是電解過程，放電

25、是原電池反應(yīng)。,充電 放電,D,49,7.（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（） 。,50,解析 (1)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H2SO4中時，Al比Cu活潑，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，由于鋁鈍化，不能溶解，Al為正

26、極，Cu為負(fù) 極，失電子被氧化為Cu2+。,答案 （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+,51,8. 燃料在電池中直接被氧化而產(chǎn)生電能的裝置叫燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池。燃料電池所用燃料可以是氫氣，也可以是其他燃料，如甲醇、肼等。肼分子（H2NNH2）可以在氧氣中燃燒生成氮?dú)夂退?，利用肼、氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池，請寫出該電池反應(yīng)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式：；并指出電解質(zhì)溶液中，OH-向 哪極移動： 。,52,解析 肼燃料電池總反應(yīng)為N2H4+O2

27、 N2+2H2O，負(fù)極反應(yīng)為：N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O,正極反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O 4OH-。負(fù)極上消耗OH-，正極上產(chǎn)生OH-，故OH-向負(fù)極移動。,答案 負(fù)極：N2H4-4e-+4OH- N2 +4H2O， 正極：O2+4e-+2H2O 4OH-， 總反應(yīng)式：N2H4+O2 N2+2H2O OH-向負(fù)極移動,53,9. 金屬鎂在目前的汽車、航天、航空、機(jī)械制造、軍事等產(chǎn)業(yè)中得到迅猛發(fā)展。 （1）目前市場上某些品牌筆記本電腦（如神舟電腦、IBM電腦等）的外殼一改以往的有機(jī)合成材料，而使用鎂鋁合金、鈦鋁合金等材料。鎂鋁合金材料在電腦上代替有機(jī)合成

28、材料的目的是 。 （多選） A.降低成本B.增強(qiáng)美觀C.利于散熱 D.增加強(qiáng)度E.增加運(yùn)算速度,54,（2）某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組欲以鎂條、鋁片為電極，以稀NaOH溶液為電解質(zhì)溶液設(shè)計原電池。 給你一只安培表，請你畫出該原電池的示意圖，并標(biāo)出正負(fù)極。 一段時間后，鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式是 ； 鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生，則鎂電極發(fā)生的主要反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 。,55,解析 （1）鋁合金材料比有機(jī)合成材料在價格上要高，所以A錯；實際上鋁合金材料在電腦外殼上的使用是從“增加強(qiáng)度”和“增強(qiáng)美觀”的角度考慮的，當(dāng)然鋁合金作為電腦的外殼材料散熱效果要比有機(jī)合成材料好的多；鋁合金材料的應(yīng)用與電腦的運(yùn)算

29、速度沒有關(guān)系。 （2）鋁能夠與NaOH溶液反應(yīng)，所以作為原電池的負(fù)極，而鎂與NaOH溶液不反應(yīng)作正極。,答案 （1）BCD （2）如圖所示 Al+4OH--3e- AlO +2H2O2H2O+2e- H2+2OH-,56,一、選擇題（本題包括12小題，每小題5分，共60分） 1.（2009廣東理基，34）下列有關(guān)電池的說法不正確的是（） A.手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池 B.銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向 鋅電極 C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D.鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極,定時檢測,57,解析 鋰離子電池可以充電后再次使用，屬于二次電池，A項正確；銅鋅原電池中銅為

30、正極，故外電路中電流為銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項錯；電池的實質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項正確；Zn失去電子生成Zn2+，故作為負(fù)極，D項正確。 答案 B,58,2.（2009福建理綜，11）控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2設(shè)計成如下圖所示的原 電池。下列判斷不正確的是 ( ) A.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原 C.電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙 中石墨電極為負(fù)極,59,解析 反應(yīng)開始后，乙中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為 2I--2e-

31、 I2,為氧化反應(yīng)，A說法正確；甲中石 墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++2e- 2Fe2+，F(xiàn)e3+ 被還原，B正確；電流計讀數(shù)為零時，電極上得到 和失去的電子數(shù)相等，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C 正確；電流計讀數(shù)為零（反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)） 后，在甲中溶入FeCl2固體，則平衡向逆反應(yīng)方向 移動，I2被還原，乙中的石墨電極為正極，D錯誤。 答案 D,60,3.（2009江蘇，12）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是(),61,A.該電池能夠在高溫下工作 B.電池的負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2+24H+ C.放電過程中，H+從正

32、極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移 D.在電池反應(yīng)中，每消耗1 mol氧氣，理論上能生 成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體 L,62,解析 高溫下，微生物失活，A錯誤；B正確；放電過程中，H+移向正極區(qū)，C錯誤；葡萄糖燃料電池的總反應(yīng)式為：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,即 1 mol O21 mol CO2,每消耗1 mol O2,理論上生成標(biāo) 準(zhǔn)狀況下CO2氣體為22.4 L,D錯誤。 答案 B,,63,4.（2008廣東，5）用銅片、銀片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U形管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是 (

33、 ) 在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：Ag++e- Ag 實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作 將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同 A.B.C.D.,64,解析 銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、鹽橋構(gòu)成一個原電池，Cu作負(fù)極，Ag作正極，兩極電極反應(yīng)分別為：負(fù)極：Cu-2e- Cu2+,正極：2Ag++2e- 2Ag，鹽橋起到了傳導(dǎo)離子、形成閉合回路的作用，電子的流向是由負(fù)極流向正極，電流的方向和電子的流向相反，因此C正確。 答案 C,65,5.（2008寧夏理綜，10）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

34、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)+2H2O(l)+4e- 4OH-,66,解析 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錯誤；A項不是電極反應(yīng)式。 答案 C,67,6. 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，Y為電池的負(fù)極，X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為( ) A

35、.XYZB.XZY C.YXZD.YZX 解析 X投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，說明活潑性XZ；X與Y組成原電池時，Y為電池的負(fù)極，說明YX，因此X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為YXZ。,C,68,7. 在如圖所示的8個裝置中，屬于原電池的是（） A.B. C.D.,69,解析 根據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知：中一個電 極，中兩電極材料相同，中酒精不是電解質(zhì)， 中兩電極材料相同且無閉合回路，故均不能構(gòu)成原電池。 答案 D,70,8. 在盛有稀硫酸的燒杯中放入導(dǎo)線連接的銅片和鋅片，下列敘述正確的是（ ） A.正極附近的SO 離子濃度逐漸增大 B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片 C.正極有O

36、2放出 D.銅片上有H2放出 解析 形成原電池工作時，鋅為負(fù)極，電子通過導(dǎo)線流向銅極，在銅極上H+放電生成H2逸出，B、C項錯誤；溶液中靠參與反應(yīng)的離子的定向移動形成回路，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動，故正極附近的SO 濃度降低，A項錯誤。,D,71,9. 如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導(dǎo)線連接后插入番茄里，電流計中有電流通過，則下列說法正確的是 （ ） A.鋅片是負(fù)極 B.兩個銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng) C.石墨是陰極 D.兩個番茄都形成原電池,72,解析 由于番茄汁顯酸性，左側(cè)番茄形成原電池，Zn作負(fù)極，右側(cè)番茄形成電解池，Cu作陰極，故選項中只有A正確。 答案 A,73,10.將純鋅片

37、和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是() A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生 B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極 C.兩燒杯中溶液的pH均增大 D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢,74,解析 因乙杯中鋅片和銅片沒有接觸，故不能構(gòu)成原電池，A、B皆錯；因甲燒杯中Zn、Cu用導(dǎo)線連接后構(gòu)成原電池，加快了Zn的溶解，故D錯；又因兩杯中的Zn都能與稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生H2而消耗H+，故C正確。 答案 C,75,11.將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。已知，通入CH4的一極，其電極反應(yīng)式是：CH4+10OH--8e- CO +7H2O;

38、通入O2的另一極，其電極反應(yīng)式是：2O2+4H2O+8e- OH-。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，溶液中的OH-向負(fù)極移動 D.該電池使用一段時間后應(yīng)補(bǔ)充KOH,76,解析 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項錯。 答案 B,77,12.關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是（） A.在放電時，正極發(fā)生的反應(yīng)是Pb（s）+ SO （aq）-2e- PbSO4（s） B.在放電時，該電池的負(fù)極材料是鉛板 C.在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小 D.在充電時，陽極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4（s）+2e- Pb（

39、s）+SO （aq）,78,解析 A項中電池放電時正極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：PbO2+4H++SO +2e- PbSO4+ 2H2O；C項中電池充電時硫酸的濃度應(yīng)不斷增大；D項中電池充電時陽極應(yīng)發(fā)生PbSO4+2H2O-2e- PbO2+4H++SO 。 答案 B,79,二、非選擇題（本題包括4小題，共40分） 13.（8分）（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。下圖為電池示意圖，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 電子流動方向為 （用a、 b表

40、示）。 （2）負(fù)極反應(yīng)式為 。 （3）電極表面鍍鉑粉的原因是 。,80,（4）該電池工作時，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，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： .2Li+H2 2LiH .LiH+H2OLiOH+H2 反應(yīng)中的還原劑是 ，反應(yīng)中的氧化劑是 。,81,已知LiH固體密度為0.82 g/cm3，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 。 由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為 mol。 解析 （1）氫氧燃料電

41、池是原電池裝置，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在燃料電池中通H2的一極發(fā)生了氧化反應(yīng)為負(fù)極，所以電子流向為ab。,82,（2）書寫該原電池的電極反應(yīng)式時要注意溶液的 酸堿性，KOH為電解質(zhì)溶液時，負(fù)極反應(yīng)為：H2+2OH--2e- 2H2O。 （3）由題干信息可知電極表面鍍鉑粉目的是為了 增強(qiáng)鉑吸附氣體的能力，可加快電極的反應(yīng)速度。 （4） 中消耗H2 10 mol，則生成LiH為20 mol，則 中可生成H2 20 moL，20 mol H2用作燃料電池的負(fù) 極反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移40 mol電子，若能量轉(zhuǎn)化率為 80%，則轉(zhuǎn)移32 mol電子。,83,答案 （1）由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?由a到b （2）2H2

42、+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）Li H2O 1/1 148或8.7110-4 32,84,14.(12分)（2008山東理綜，29）北京奧運(yùn)會“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亞特蘭大奧運(yùn)會火炬燃料是丙烯（C3H6）。 （1）丙烷脫氫可得丙烯。 已知：C3H8（g） CH4(g)+HC CH(g)+H2(g) H1=+156.6 kJ/mol CH3CH CH2(g) CH4(g)+HC CH(g) H2=+32.4 kJ/mol 則相同條件下，反應(yīng)C3H8（g）

43、 CH3CH CH2(g)+ H2(g)的H= kJ/mol。,85,（2）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池反應(yīng)方程式為 ； 放電時，CO 移向電池的 （填“正”或“負(fù)”）極。 （3）碳?xì)浠衔锿耆紵蒀O2和H2O。常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達(dá)到平衡時，溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.510-5 mol/L。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3 HCO + H+的平衡常數(shù)K1= 。（已知： 10-5.60=2.510-6）,86,(4)常溫下，0.1 mol/L NaHCO3溶液

44、的pH大于8，則溶液中c(H2CO3) c(CO )(填“”、“=”或“<”)，原因是 （用離子方程式和必要的文字說明）。 解析 （1）由C3H8（g）CH4（g）+ HCCH（g）+H2（g）H1=+156.6 kJ/mol CH3CH=CH2（g） CH4（g）+HCCH（g） H=+32.4 kJ/mol -可以得到 C3H8（g） CH3CH=CH2（g）+H2（g） H=H1-H2=156.6 kJ/mol-32.4 kJ/mol =124.2 kJ/mol,87,（2）電池反應(yīng)為：C3H8+5O2 3CO2+4H2O 原電池負(fù)極失電子，正極得電子，電解質(zhì)溶液中陰離子移

45、向負(fù)極，陽離子移向正極。 （3）由H2CO3 H++HCO 得平衡常數(shù) K1= 其pH=5.60 則c（H+）=2.510-6mol/L=c（HCO ） 因此K1= =4.210-7mol/L,c（H+）c（HCO ） c（H2CO3）,,2.510-62.510-6（mol/L）2 1.510-5mol/L,,88,（4）由于NaHCO3溶液中HCO 的水解使pH大 于8，又因HCO 也存在電離，即存在兩個平衡： HCO +H2O OH-+H2CO3 HCO H++CO 由于c(H+)c(CO ),即HCO 的水解程度大于電離 程度。,89,答案 （1）+124.2 (2)C3H8+

46、5O23CO2+4H2O 負(fù) （3）4.210-7 （4） HCO +H2O CO +H3O+(或HCO CO +H+)，HCO +H2O H2CO3 +OH-，HCO 的水解程度大于電離程度,90,15.（8分）新型高能鈉-硫電池以熔融的鈉、硫為電極，以導(dǎo)電的陶瓷為固體電解質(zhì)。該電池放電時為原電池，充電時為電解池，反應(yīng)原理為：2Na+xS Na2Sx。 （1）放電時Na發(fā)生 反應(yīng)，S作 極。 （2）充電時Na所在電極與直流電源的 極相連。 （3）放電時負(fù)極反應(yīng)為 ； 充電時陽極反應(yīng)為 。,放電 充電,91,（4）用此電池作電源電解飽和NaCl溶液，當(dāng)陽極產(chǎn)生33.6 L（標(biāo)

47、準(zhǔn)狀況）氣體時，消耗金屬Na的質(zhì)量為 g。 解析 該題考查化學(xué)“兩池”（原電池、電解池）的原理及應(yīng)用，以新的科技成果即新型高能鈉-硫電池為背景，要求考生學(xué)會應(yīng)用原電池的原理解釋新問題、新現(xiàn)象。主要考查對知識的應(yīng)用能力、計算能力、推理能力等。,92,解答本題要仔細(xì)審題，尋找突破口“電池放電時為原電池”，根據(jù)原電池的知識，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極；得電子，發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極。（1）Na作負(fù)極，S作正極。負(fù)極反應(yīng)為Na-e- Na+；（2）“充電時為電解池”，根據(jù)電解的知識，陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；陰極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。因此Na所在的電極是陰極，與直流電源的負(fù)極相連，S所在的電極

48、是陽極，與直流電源的正極相連，陽極反應(yīng)式為S - 2xe- xS。（4）電解飽和NaCl溶液陽極產(chǎn)生的氣體是Cl2，由2Cl--2e- Cl2，又2Na-2e- 2Na+，可列式求得Na的質(zhì)量為69克。,93,答案 （1）氧化 正 （2）負(fù) （3）Na-e-Na+ S -2xe- xS （4）69,94,16.（12分）鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。 （1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式： 。 （2）若將（1）中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。,,95,正極反應(yīng)： ； 負(fù)極

49、反應(yīng)： 。 （3）腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10 mol/L，請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實驗步驟： 。,96,97,(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種（水可任選），設(shè)計最佳實驗，驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； 。 劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象： 。,98,解析 （1）該反應(yīng)是FeCl3氧化金屬銅，其離子方程 式為2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。 （2）將（1）中反應(yīng)設(shè)計成原電池必須是Cu作負(fù)極， 選擇比銅不活潑的金

50、屬或碳棒為正極，F(xiàn)eCl3溶液作 電解質(zhì)溶液，裝置圖如右圖： 正極：2Fe3++2e- 2Fe2+， 負(fù)極：Cu-2e-Cu2+。,99,（3）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)可知，把Cu2+中混有的Fe2+、 Fe3+除掉的方法是將Fe2+氧化成Fe3+,調(diào)節(jié)溶液的pH到 3.24.7，F(xiàn)e3+以Fe(OH)3的形式沉淀，過濾除去。根據(jù) 除雜原則，去雜不能加雜，選擇氧化劑為Cl2,并加入 CuO調(diào)節(jié)溶液的pH。 （4）根據(jù)題給條件，此不銹鋼在鹽溶液中腐蝕明 顯，可選擇的藥品為CuO、濃硫酸，先用水稀釋濃硫 酸，再用H2SO4與CuO反應(yīng)生成CuSO4溶液，不銹鋼 與CuSO4溶液反應(yīng)在不銹鋼的表面有紫紅色的物質(zhì)生 成，即可驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。,100,答案 （1）2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+ (2)裝置圖 2Fe3++2e- 2Fe2+ Cu-2e- Cu2+ (3)通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.24.7;過濾除去Fe(OH)3 （4）CuO+H2SO4 CuSO4+H2O CuSO4+Fe FeSO4+Cu 不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成,返回,