《江蘇省揚(yáng)州市寶應(yīng)縣城鎮(zhèn)中學(xué)高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 原電池和化學(xué)電源學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《江蘇省揚(yáng)州市寶應(yīng)縣城鎮(zhèn)中學(xué)高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 原電池和化學(xué)電源學(xué)案（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 原電池和化學(xué)電源 【復(fù)習(xí)目標(biāo)】 1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。 2.了解常見的化學(xué)電源的種類及其工作原理。 【知識建構(gòu)】 一、原電池的工作原理 1．概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2．構(gòu)成條件 (1)有兩?上活動性不同的電極(常見為金屬或石墨)。 (2)具有電解質(zhì)溶液。 (3)兩電極間形成閉合回路。 3．工作原理 如圖是兩種?CuZn?原電池示意圖，請?zhí)羁眨? (1)電極：負(fù)極為?Zn，正極為?Cu。 2 (2)電極反應(yīng)；負(fù)極：Zn－2e－===Zn?＋，正極

2、：Cu2＋＋2e－===Cu。 (3)電子移動方向和電流方向：電子從負(fù)極流出經(jīng)外電路流入正極；電流從正極流出 經(jīng)外電路流入負(fù)極。 (4)離子的遷移方向：電解質(zhì)溶液中，陰離子向負(fù)極遷移，陽離子向正極遷移。 (5)兩種裝置的比較：裝置Ⅰ中還原劑?Zn?與氧化劑?Cu2＋直接接觸，易造成能量損耗； 裝置Ⅱ能避免能量損耗；裝置Ⅱ中鹽橋的作用是提供陰陽離子定向移動的通路，導(dǎo)電。 二、化學(xué)電源 1．一次電池——堿性鋅錳干電池 負(fù)極材料：Zn 2 電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) 正極材料：碳棒 電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋

3、2OH－ 總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 2．二次電池(以鉛蓄電池為例) (1)放電時(shí)的?反應(yīng)： 4 4 ①負(fù)極：Pb(s)＋SO2－(aq)－2e－===PbSO?(s) 4 4 4 ②正極：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－(aq)＋2e－===PbSO?(s)＋2H2O(l) ③總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO?(s)＋2H2O(l)。 (2)充電時(shí)的反應(yīng)： 4 ①陰極：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)

4、＋SO2－(aq) 2 4 ②陽極：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO?(s)＋4H＋(aq)＋SO2－(aq)。 ③總反應(yīng)：2PbS?O4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。 3．燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。 酸性 堿性 2 負(fù)極反應(yīng)式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H?O 正極反應(yīng)式 O2＋4H＋＋4e－===2H?O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池總反應(yīng)式 2H2＋O2===2H?O 【典型例析】 1．銀質(zhì)器皿日

5、久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S?的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下 處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色 會褪去。下列說法正確的是( ) A．處理過程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極，Ag2S?被還原生成單質(zhì)銀 C．該過程中總反應(yīng)為?2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色?Ag2S?轉(zhuǎn)化為白色?AgCl 2．?Mg－H2O2?電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意 圖如下。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是( ) A．Mg?電極是該電池的正

6、極 B．H2O2?在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) C．石墨電極附近溶液的?pH?增大 D．溶液中?Cl－向正極移動 3．高考組合題 2 書寫以下電極反應(yīng)式或電池反應(yīng)方程式。 (1)二甲醚(CH3OCH3)直接燃料電池具有啟動快、效率高的特點(diǎn)，若電解質(zhì)為酸性，其 負(fù)極反應(yīng)式為___________________________________________。 (2)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。?FeCl3?和 KClO?在?強(qiáng)?堿?性?條?件?下?反?應(yīng)?可?制?取?K2FeO4?，?其?反?應(yīng)?的?離?子?方?程 式?為 __

7、______________________________；與?MnO2Zn?電池類似，K2FeO4Zn?也可以組成堿性電 池，K2FeO4?在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為________________________，該電池 總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________ _______________________________________________________________________。 (3)普通鋅錳電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為： 3 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2

8、===Zn(NH?)2Cl2＋2MnOOH 該電池中，負(fù)極材料主要是______________，電解質(zhì)的主要成分是________，正極發(fā) 生的主要反應(yīng)是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用吸收?H2?后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用?M?H?表示)，NiO(OH)作為電池正 極材料，KOH?溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量、長壽命的

9、鎳氫電池。電池充放電時(shí)的 總反應(yīng)為： 放電 NiO(OH)＋MH 充電 Ni(OH)2＋M 電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________________________。 4．有?A、B、C、D、E?五塊金屬片，進(jìn)行?如下實(shí)驗(yàn)：①A、B?用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入 D 稀?H2SO4?溶液中，A?極為負(fù)極；②C、D?用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀?H2SO4?溶液中，電流由?D→ 導(dǎo)線→C；③A、C?相連后，同時(shí)浸入稀?H2SO4?溶液中，C?極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D?相連后， 同時(shí)浸入稀?H2SO4?溶液中，?極發(fā)生氧化反應(yīng)；⑤用惰性電極電解含?

10、B?離子和?E?離子的溶液， E?先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動性順序是( ) A．A＞B＞C＞D＞E B．A＞C＞D＞B＞E C．C＞A＞B＞D＞E D．B＞D＞C＞A＞E 2 5．某原電池總反應(yīng)為：Cu＋2Fe3＋===Cu?＋＋2Fe2＋，下列能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是( ) A B C D 電極材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 電解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3 6．選擇合適的圖像： b (1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉?a、?分別加入過量的稀硫酸中，同時(shí)向?a?中加入?少量的?CuSO4

11、 溶液，產(chǎn)生?H2?的體積?V(L)與時(shí)間?t(min)的關(guān)系是________。 (2)將過量的兩份鋅粉?a、b?分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向?a?中加入少量的?CuSO4?溶 液，產(chǎn)生?H2?的體積?V(L)與時(shí)間?t(min)的關(guān)系是________。 (3)將(1)中的?CuSO4?溶液改成?CH3COONa?溶液，其他條件不變，則圖像是________。 7．原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請回答以下問題： (1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼—空氣燃料電池是 一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液是?20%～30%的?KOH?溶

12、液。肼—空氣燃料電池 放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是______________________________________； 負(fù)極的電極反應(yīng)式是____________________________。 (2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以?N2、H2?為電極反應(yīng)物，以?HCl—NH4Cl 為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應(yīng)式：__________________。 (3)請運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證?I2、Fe3＋氧化性的強(qiáng)弱，請畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖并寫 出電極反應(yīng)式。 【仿真練習(xí)】 1．下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是( ) A B

13、C D 2 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃?xì)庠? 2．某一同學(xué)根據(jù)離子反應(yīng)方程式?2Fe3＋＋Fe===3Fe?＋來設(shè)計(jì)原電池。下列設(shè)計(jì)方案中 可行的是( ) A．電極材料為鐵和鋅，電解質(zhì)溶液為?FeCl3?溶液 B．電極材料為鐵和銅，電解質(zhì)溶液為?Fe(NO3)3?溶液 C．電極材料為鐵和石墨，電解質(zhì)溶液為?FeCl2?溶液 D．電極材料為石墨，電解質(zhì)溶液為?FeCl3?溶液 3．有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中，正確的是( ) 圖Ⅰ?堿性鋅錳電池 圖Ⅱ?鉛－硫

14、酸蓄電 圖Ⅲ?電解精煉銅 圖Ⅳ?銀鋅紐扣電池 池 A．圖Ⅰ所示電池中，MnO2?的作用是催化劑 B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大 C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質(zhì)溶液中?Cu2＋濃度始終不變 D．圖Ⅳ所示電池中，Ag2O?是氧化劑，電池工作過程中還原為?Ag 4．電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為?KOH?溶液，其電 極反應(yīng)式是：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－?？偡磻?yīng)式為：Ag2O ＋Zn===2Ag＋ZnO，下列說法正確的是( ) A．Zn?為正極，Ag2O?為負(fù)極 B．Zn?

15、為負(fù)極，Ag2O?為正極 C．原電池工作時(shí)，正極區(qū)溶液?pH?值減小 D．原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液?pH?值增大 5．控制適合的條件，將反應(yīng)?Fe3＋＋ 2＋＋Ag＋設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池(鹽橋裝 4 有瓊脂－硝酸鉀溶液；靈敏電流計(jì)的?0?刻度居中，左右均有刻度)。已知，接?通后，觀察 到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是( ) A．在外電路中，電子從石墨電極流向銀電極 B．鹽橋中的?K＋移向乙燒杯 C．一段時(shí)間后，電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn)，越過?0?刻度，向左邊偏轉(zhuǎn) D．電流計(jì)指針居中后，往甲燒杯中加

16、入一定量的鐵粉，電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn) 6．把?a、b、c、d?四塊金屬浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩連接組成多個(gè)原電池，若a、b 相連，?a?為負(fù)極；c、d?相連，d?上有氣泡逸出；a、c?相連，a?極減輕；b、d?相連，b?為正 極。則四種金屬的活潑性順序?yàn)? ) A．a(chǎn)＞b＞c＞d B．a(chǎn)＞c＞b＞d C．a(chǎn)＞c＞d＞b D．b＞d＞c＞a 7．將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃 料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高 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(cuò)誤

17、的 是( ) A．上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)材料是氫氣、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，該電池的負(fù)極反應(yīng)為：C2H5OH－12e－===2CO?↑＋ 3H2O D．甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為?O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 8．LiFePO4?電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動汽車。電池反 放電 應(yīng)為：FePO4＋Li 充電 LiFePO4，電池的正極材料是?LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含?U?導(dǎo) 電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)?LiFePO

18、4?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 C．充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增多 4 D．放電時(shí)電池正極反應(yīng)為：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO 9．空氣常參與設(shè)計(jì)原電池以方便人們的生活。 (1)我國首創(chuàng)以鋁—空氣—海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈，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)生電流，只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘，就會發(fā)出耀 眼?的?白?光?。?則?電?源?的?負(fù)?極?材?料?是?________?，?負(fù)?極?反?應(yīng)?為 ________________________________

19、?；?正?極?材?料?是?__________?，?正?極?反?應(yīng)?為 ______________________________________。 (2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，?可用?Li2CO3?和?Na2CO3?的熔融鹽混合 物作電解質(zhì)，CO?為陽極燃?xì)?，空氣與?CO2?的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?650℃下工作的 3 2 燃料電池，完成有關(guān)電池反應(yīng)式。陽極反應(yīng)式：?2CO＋2CO2－－4e－===4CO?，陰極反應(yīng)式： ______________，電池總反應(yīng)式：_____________________________?。 10．常見鉛蓄電池是

20、二次電池，其電極材料分別為?Pb?和?PbO2，電解液為稀?H2SO4?溶液， 放電 工作時(shí)的總反應(yīng)式為?Pb?＋PbO2?＋?2H2SO4 充電 2PbSO4＋2H2O。請依據(jù)上述情況判斷： (1)鉛蓄電池的負(fù)極材料是________________。 (2)?請?依?據(jù)?兩?極?材?料?和?總?反?應(yīng)?，?寫?出?放?電?時(shí)?正?極?反?應(yīng)?是 ___________________________。 (3)?請?依?據(jù)?總?反?應(yīng)?式?和?正?極?反?應(yīng)?式?，?寫?出?放?電?時(shí)?負(fù)?極?反?應(yīng)?是 ________________________。 (4)放電時(shí)，電解

21、質(zhì)溶液中陰離子移向______極；電流方向從______極流向______極。 (5)放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的酸性_________(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。 (6)?充?電?時(shí) PbO2 極?發(fā)?生?_________?反?應(yīng)?，?電?極?反?應(yīng)?式 _______________________________?；?Pb?極?發(fā)?生?___________?反?應(yīng)?，?電?極?反?應(yīng)?式 _________________________________。 11．化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又 是一種重要的化工原料。

22、 Ⅰ.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖 所示的實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極)： (1)對于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是________。 A．a(chǎn)?電極是負(fù)極，OH－移向負(fù)極 B．b?電極的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 點(diǎn)燃 C．電池總反應(yīng)式為：2H2＋O2=====2H2O D．電解質(zhì)溶液的?pH?保持不變 E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 (2)上圖右邊裝置中盛有?100?mL?0.1?mol·L－1?AgNO3?溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫

23、 氣?112?mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，此時(shí)?AgNO3?溶液?的?pH＝________(溶液體積變化忽略不計(jì))。 Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱?ΔH＝－726.5?kJ·mol－1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電 解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為____________________________________，正極的反應(yīng) 式為________________________________________________________________________。 理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗?1?mol?甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為?702.1?kJ，則該燃料 電池的理論效率為___

24、_______(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電 池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。 6 第?3?講 原電池和化學(xué)電源 【仿真練習(xí)】 1．?D 2．?B 3．?D 4．?B 5．?D 6．?C 7．?C 8．?D 3 9．?(1)鋁 4Al－12e－===4Al?＋ 石墨等惰性電極 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 3 (2)O2＋2CO2＋4e－===2CO?－ 2CO＋O2＝2CO2 4 4 4 4 2 4 4 10?．?(1)?鉛?(Pb) (2)PbO2?＋?4H?＋?＋?SO?2－?＋?2e?－?===PbSO?＋?2H2O (3)Pb?＋?SO?2－?－?2e?－ ===PbSO? (4)負(fù) 氧化鉛(PbO2) 鉛(Pb) (5)減弱 (6)氧化 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO ＋4H＋＋SO2－ 還原 PbSO4?＋?2e－===Pb?＋SO2－ 11．Ⅰ.(1)CD (2)1 2 Ⅱ.CH3OH＋H2O－6e－===CO?↑＋6H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H?O 96.6%