《《原電池化學(xué)電源》復(fù)習(xí)學(xué)案解讀》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《原電池化學(xué)電源》復(fù)習(xí)學(xué)案解讀（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1原電池 化學(xué)電源復(fù)習(xí)學(xué)案原電池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)，亍 * *-1 1 燈泡燈泡-鹽橋（裝有瓊月豈-E sordE sordA.正極反應(yīng)為Zn 2e=zn+B.電池反應(yīng)為Zn+ Cu2+=zn+ + CuC.電子從正極流向負(fù)極D.在外電路中，鹽橋中的K+移向ZnSQ溶液題組二原電池原理的應(yīng)用6.-鹽橋（裝有瓊月豈-幗剎KCI濬嵌）AgQ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KQH溶液中加入適量AgNQ容液，生成AgQ沉淀，保持反應(yīng)溫度為80 C,邊攪拌邊將定量K2SQ溶液緩慢加到上述混合物中，反應(yīng)完全后，過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應(yīng)

2、方程式為2AgNO+ 4KQ+K，S2C8=Ag2C2 J+ 2KNC+ 2&SQ+ 2H2Q回答下列問題:（1）上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是O 銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為 KQH溶液，電池放電時正極的AgQ轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為KZn（QH）4，寫出該電池反應(yīng)方程式：#(3) 準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含AgO和AgO)2.588 g，在一定條件下完全分解為 Ag 和Q,得到224.0 mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。計算樣品中AgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后 兩位)。7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

3、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(用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為，在導(dǎo)線中電子流動萬向為_(3)電極表面鍍鉑粉的原因是(4) 該電池工作時，H2和Q2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：I .2Li + H2=2LiHII 丄iH + HQ=LiQI+ Hbt 反應(yīng)I中的還原劑是 ，反應(yīng)I中的氧化劑是 。 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)出，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 由生成的LiH與HO作用，放出的H用作電

4、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 mo。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. HCI+ NaOH=NadF2O H2C(2(g) + 410(1) Hv 0C. 4Fe(QH)2(s) + 2H2Q(I) + Q(g)=4Fe(QH)3(s) Hv 0D. 2H2(g) + Q(g)=2H2O(l) Hv 02. 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與丫組成原電 池時，丫為電池的負(fù)極，X、丫、Z三種金屬的活潑性順序為()D. YZXA. XYZB. XZYC. YXZ3 . (2011 吉林模擬)依據(jù)氧

5、化還原反應(yīng)：2Ag(aq) + Cu(s)=Cu (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.-= P=- .匕=”.I :. 1 ：|KI I %電解質(zhì)溶液丫是(2)銀電極為電池的 ，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。題組二 原電池正、負(fù)極的判斷和電極反應(yīng)式的書寫4 .將兩個鉑電極插入KQH容液中，向兩極分別通入 CH和Q2，構(gòu)成甲烷燃料電池。已知， 通入CH的一極，其電極反應(yīng)式是 CH+ 10QH 8e=cQ+ 7HQ;通入Q的另一極，其電極反 應(yīng)式是2Q+4H.Q+ 8e =8QH。下列敘述不正確的

6、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 0H向負(fù)極移動D. 該電池使用一段時間后應(yīng)補(bǔ)充 KOH7. (1)將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀 HSO中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式：Al 片( )，Cu片( )_。 若將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO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( )_。題組三 綜合探究8. Li-SOCl 2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LiAlCl 4SOC2。電池的總反應(yīng)可表示為 4Li + 2SOC2=

7、4LiCI + S + SOT。 請回答下列問題：(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)驗室中常用 NaOH容液吸收SOC2, 有 NstSO和NaCI生成。 如果把少量水滴到SOC2中，實(shí)驗現(xiàn)象是110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，原因是學(xué)案38原電池 化學(xué)電源【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識點(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 =Z nCu + 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Cu3.(1)活潑性不同(2)電解質(zhì)溶液 (3)閉合回路(4)氧化還原

8、反應(yīng)知識點(diǎn)二1. (1)Zn + 20H 2e_ =Zn(0H2(2) Z n + 20H 2e=Z n(0H22. Pb+ SO_ 2e =PbSO3. (1)H2 2e=2H1 + 2Q+ 2H + 2e =H0 H2+ 20H 2e=2H01 2Q+ H2C+ 2e =20H(2)CH4+ 100H 8e=C0 + 7H02Q+ 4H20+ 8e=80H問題思考1. 不一定，例如將Mg和Al用導(dǎo)線連接插入Na0H溶液中，Al作負(fù)極，Mg乍正極。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13向負(fù)極，陽離子移向正極。3. (1)根據(jù)電子流動方向判斷。在原電池

9、中，電子流出的一極是負(fù)極；電子流入的一極是 正極。 根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑性較強(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)離子的定向流動方向判斷。陽離子向正極移動，陰離子向 負(fù)極移動。(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.叩充腔電池外戰(zhàn)屯源負(fù)概 還原反應(yīng)廠陰機(jī)*- 充電 氧化反應(yīng)屮極二5.負(fù)極反應(yīng)：2H2+ 40H 4e_ =4HO正極反應(yīng)：Q+ 2F2O+ 4e=40H總反應(yīng)式：2H2+ Q=2HO從上

10、述反應(yīng)可以看出，雖然 0H反應(yīng)前后的量不變，但有水生成，介質(zhì)溶液的堿性減弱。【課堂活動區(qū)】一、1.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 較簡單一極的電極反應(yīng)式20 + 8H+ + 8e =4H0 CH+ 2H0 8e =C0+8H+二、1.加快力快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：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(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。 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

11、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 CiT的溶液 中。但“一KOQ構(gòu)成的電池中兩個半電池中可都用 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

12、 H、CH等)。典例導(dǎo)悟1. PtQ+ 2HO+ 4e_=40H 2 +(2)Z n 2Z n 4e =2Zn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 Q得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。2. D 由于Li能和稀fSO、HO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，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的 陽極失電子，即LiFePO e =Li+ FePO,因此陽極材料(LiFePO。)質(zhì)量會減少；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.

13、A a中加入CuSO溶液，被置換出的銅覆蓋在 Zn的表面，形成原電池，產(chǎn)生 ”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”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：AB A、D放入 HCl中，D比A反應(yīng)劇烈，則活潑性：DA Cu不能置換B而Cu能置換C,則活潑性：BCuC 總的活潑性：DABC 5. (1)裝置圖如下：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=Fd+ ；正極(C) : 2Fe3+ + 2e =2Fd+ 0解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件一

14、一發(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 中鐵元素的化合價降低，發(fā)生還原 反應(yīng)，但因FeCb易溶于水，不能直接作電極，所以要選用一種活動性比鐵弱且與FeCb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 + 2HO=2LiOI+ HT, D正確；在反應(yīng)中 氫元素的化合價降低，因此 HO作氧化劑，同時又起到溶劑的作用，A正確；放電時正極反應(yīng) 為2HO+ 2e=2OH+ H

15、4, 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，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，C錯誤。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AgCI，每生成2 mol AgCI, 即生成1 mol NazMnOo時，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故A、D錯誤，B正確；”&+應(yīng)向電池的正極移動， C錯誤。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項構(gòu)成原電池， 銅片為正極，B正確；C項中無論a和b是否連接，都有鐵被氧化生成亞鐵離子，故 C正確；D 項中銅離子應(yīng)移向鐵電極，故 D錯誤。4. C 由圖示關(guān)系可知，

16、1池為原電池，U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PbSQ,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 PbS(4+ 2HO-2e_=PbO+ 4H+ + sO，A項正確；由題給方程式可判斷， 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時，1中消耗的 HSO為0.2 mol , B項正確；電解池工作時，陰離 子移向陽極，即d電極，故C項錯誤；因U池反應(yīng)為2PbS(4+ 2HO充電=Pb+ PbO+ 2HSO,因此 K閉合一段時間后，U池可作為原電池對外供電，其中析出的鉛附著在c極上作負(fù)極，析出的PbO附著在d極上作正極，D項正確。5. B 銅鋅

17、原電池工作時，負(fù)極反應(yīng)為 Zn 2e=ZrT，正極反應(yīng)為Cli+ + 2e=Cu電 池總反應(yīng)為Zn+ Cu + =Zin+ + Cu,故A項錯誤，B項正確；原電池工作時，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CuSO 溶液，而Cl則移向ZnSO溶液，故C D項錯誤。6. (1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入12滴Ba(NO)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 12滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌 完全)(2) Ag 2O22Zn4KOH2H2O=22KZn(OH)42Ag(3) 0.91 或(9

18、1%)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；其二沉 淀表面附著(過量的)氫氧化鉀，可用酚酞溶液檢驗。(2) 根據(jù)原電池反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的對應(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；同時注意所用的介質(zhì)是氫氧化鉀溶液。224.0 mL 2(3) n(O2)=i= 1.000 x 10 mol22.4 L mol x 1 000 mL L設(shè)樣品中AQ的物質(zhì)的量為x，AO的物質(zhì)的量為y。1 一 1了248 g mol x x+ 232 g mol x y = 2.588 g1一 2x+ p = 1.000 X1 0

19、molx= 9.500 x 10一3 moly= 1.000 x 10一3 molm A&2QWAg2O) = m 樣品0.919.500 x 10一3 molx 248 g mol 一1 2.588 g7.(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋啊分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率 Li HO 1/1 148由 a到 b (2)2H2 + 4OH 4e一=4HO或+ 2OH 2e一 =2HO(3)增大電極單位面積吸附或 8.71 x 104 32解析(1)氫氧燃料電池中，負(fù)極通 H，正極通Q，所以導(dǎo)線中電子由a到bo(2) 負(fù)極H被氧化，寫反應(yīng)式時要注意電解質(zhì)溶液的組成。(3) 本題考查讀題能力，鉑粉作用在題設(shè)中

20、有說明，在學(xué)習(xí)中要注意自學(xué)能力的培養(yǎng)。2Li + H=2LiH22.4 L 16 g吸收224 L H 2時，生成的 LiH的質(zhì)量為160 g，LiH體積與被吸收的H體積比為160 g820 g L:224 L = 1 : 1 148LiH + H2O=LiOI+ H T8 g1 mol160 g LiH與HO作用生成20 mol ff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 x 80%= 32 mol?？键c(diǎn)集訓(xùn)1A 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

21、池，題中只有A項不是氧化還原反應(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XZ; X與丫組成原電 池時，丫為電池的負(fù)極，說明YX因此X、丫 Z三種金屬的活潑性順序為 YXZ 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_ =C茁，則丫溶液為AgNO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

22、應(yīng)，故B項錯。5. A 該燃料電池的化學(xué)原理是 CH+ 5Q=3CO4f0, B正確；放電過程中通入丙烷的 電極為負(fù)極： 20e + 100 =3C0+ 4H?0, D正確；通入O的電極為正極：Q+ 4e =20， 產(chǎn)生的CT將向負(fù)極移動，A項錯。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 誤；A項不是電極反應(yīng)式。7. (1) 負(fù)極 2Al 6e=2Al3+正極 6H+ + 6e =3HT(2)能 正極 2NO + 4H+ + 2e=2N創(chuàng)+ 2HO負(fù)極 Cu 2e=Cu2+解析(1)AI片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀 HSO中時，Al比Cu活潑，Al為負(fù)

23、極，失電 子被氧化為Al齢，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 HNO中時，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) 2SOCl 2+ 4e =4C+ S+ SQ T(3) 出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成SOC2+ H2O=SOf+ 2HCIT(4) 因為該電池的電極Li能和氧氣、水反應(yīng)，電解液的主要成分 SOC2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 Li 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 2SOC2+ 4e=4C+ S+ SQ T;SOCI2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+ HO=2HCIT + SO T; (4)鋰是活潑的金屬，能與水、氧氣等反應(yīng)；SOC2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。20