原電池-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

PAGEPAGE7原電池－化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、課標(biāo)解讀：1、理解原電池原理2、了解日常生活中常用的化學(xué)電源和新型化學(xué)電池3、了解金屬的電化學(xué)腐蝕二、知識再現(xiàn)1、原電池構(gòu)成條件：2、電極名稱及確定：負極：正極：3、電極反應(yīng)式：負極：正極：（1）酸性溶液：（2）弱酸或中性：（3）較不活潑金屬鹽：4、金屬的腐蝕與防護吸氧腐蝕：條件負極：正極：析氫腐蝕：條件負極：正極：三、典題解悟例1、銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫代銀，有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負極發(fā)生的反應(yīng)為；正極發(fā)生的反應(yīng)為；反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，原電池總反應(yīng)方程式為解析：由題意“黑色褪去而銀不會損失”發(fā)生變化Ag2S→Ag，顯然這是考察原電池的正極反應(yīng)：Ag2S+2e-=2Ag+S2-，負極反應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)：Al-3e-=Al3+。正極生成的S2-和負極生成的Al3+在溶液中發(fā)生雙水解：2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。答案：Al-2e-=Al3+ Ag2S+2e-=2Ag+S2-3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑四、夯實雙基1、氫氧燃料電池是將H2和O2分別通入電池，穿過浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳電極，其電極反應(yīng)式為：H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-，則下列敘述正確的是（）A、通H2的一極是正極，通O2的一極是負極 B、通O2的一極是正極，通H2的一極是負極C、工作一段時間后電解質(zhì)溶液pH增大 D、工作時負極區(qū)附近pH減小2、將鋅片和銀片接觸放入相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中，反應(yīng)一段時間后，溶液質(zhì)量減輕的是（）A、氯化鋁 B、硫酸銅 C、硝酸銀 D、稀硫酸3、在空氣中，鋼鐵與食鹽水接觸，發(fā)生電化腐蝕，在正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是（）A、Fe-2e-Fe2+ B、2H+2e-H2↑C、Na++e-Na D、2H2O+O2+4e-4OH-4、鋰電池是新型高能電池，它以質(zhì)輕、容量大而受到重視。目前已經(jīng)制成多種功能的鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)可表示為：Li+MnO2LiMnO2。若該電池提供0.5C電量，則消耗正極材料的質(zhì)量約為（其他損耗忽略不計）（）A、3.5g B、7g C、4.52×10-4g D、43.5g充電放電充電放電2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O在此電池放電時，負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn6、下圖各容器中盛有海水，鐵在其中腐蝕時由快到慢的順序是（）A、放電過程中[OH-]不變 B、Zn為負極而Ag2O為正極C、電解質(zhì)溶液呈堿性 D、電子從Ag2O流出經(jīng)用電器流入Zn極2、下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為（）A、②①③④ B、④③①② C、④②①③ D、③②④①3、鐵釘和碳棒用導(dǎo)線連接后，浸入0.01mol·L-1的食鹽溶液中，可能發(fā)生（）A、碳棒上放出Cl2 B、碳棒附近產(chǎn)生OH-C、碳棒上放出O2 D、鐵釘被氧化4、以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是（）A、黃銅（銅鋅）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B、生鐵比純鐵易生銹C、鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹 D、銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗5、關(guān)于金屬腐蝕的如下各敘述中，正確的是（）A、金屬被腐蝕的本質(zhì)是：M+nH2O=M(OH)n+H2↑B、馬口鐵（錫鐵）鍍層破損后被腐蝕時，首先是鍍層被氧化C、金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D、常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕6、微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-，總反應(yīng)式為：Ag2O+Zn2Ag+ZnO。根據(jù)上述反應(yīng)式，下列說法正確的是（）A、在使用過程中，電池負極區(qū)溶液的pH減小B、使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極C、Zn是負極，Ag2O是正極D、Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)7、有甲、乙、丙、丁四種金屬。將甲、乙用導(dǎo)線相連放入稀H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解，而甲的表面有氣體逸出。把丁放到乙的硝酸鹽溶液中后，丁的表面覆蓋一層乙的單質(zhì)。用石墨電極電解含相同物質(zhì)的量濃度的甲和丙兩種金屬的鹽溶液，丙的單質(zhì)先析出。將甲放入稀鹽酸中有H2析出。已知四種金屬中有一種是銅。根據(jù)以上實驗判斷銅是（）A、甲 B、乙 C、丙 D、丁8、在25℃時，將兩個鉑電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中，進行電解，通電一段時間后，在陽極逸出amol氣體，同時有WgNa2SO4·10H2O析出，若溫度不變，則此時剩余硫酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為（）A、 B、C、 D、9、美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖所示；兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電。（1）a極是極，b極是極，電極反應(yīng)式分別為，。（2）飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供。已知這種電池發(fā)1度電時能生成350g水，試計算能量轉(zhuǎn)化率。[2H2(g)+O2(g)2H2O(l)+572kJ]（3）這種電池的輸出電壓為1.2V。要使標(biāo)有1.2V，1.5W的小燈泡連續(xù)發(fā)光0.5h，應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2多少升？（4）氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料，往往是某些碳氫化合物，如甲烷（天然氣）、汽油等。請寫出將圖中H2換成CH4時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式：。此時電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為。10、將含有KCl、CuBr2、Na2SO4三種物質(zhì)的水溶液（分別為1mol/L）用鉑電極電解，且電解足夠長的時間。有以下結(jié)論：①溶液中幾乎沒有Br-；②電解液變?yōu)闊o色；③最終溶液顯堿性；④K+、Na+和SO42-的濃度幾乎沒有變化。其中正確的是（）A、①②③ B、只有③ C、①④ D、①②③④六、高考聚焦放電充電放電充電Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池放電時的負極材料是（）A、Cd(OH)2 B、Ni(OH)2 C、Cd D、NiO(OH)2、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32-4CO2+4e-陰極反應(yīng)式：總電池反應(yīng)：3、下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是（）A、銅鋅原電池中銅是正極 B、用電解法精煉銅時銅作陽極C、在鍍件上鍍銅時可用銅作陽極 D、電解稀H2SO4制H2、O2時銅做陽極參考答案四、夯實雙基1、BD2、AC3、D4、C5、D6、A7、B8、C9、B10、C11、B12、C13、鐵絲表面形成一層紅褐色鐵銹；發(fā)生吸氧腐蝕；試管體積的；鐵和氧氣反應(yīng)，時間足夠時鐵消耗空氣中全部氧氣，在空氣中O2約占總體積的。14、（1）切口斷面上先產(chǎn)生少量氣泡；氧化膜能溶于NaOH溶液導(dǎo)致反應(yīng)會逐漸加快；后來反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生氣體較多，導(dǎo)致小合金片在溶液中上下翻動；反應(yīng)放熱導(dǎo)致溶液會發(fā)燙；燒杯底會有少量黑色固體殘留。（2）影響反應(yīng)速率的因素有多方面。開始時由于表面氧化膜存在，反應(yīng)速率慢，后來氧化膜溶解，NaOH濃度大，鋁鎂合金片表面形成原電池，反應(yīng)放熱使溶液溫度升高等因素綜合起來，使反應(yīng)速率加快。（3）鋁；6H2O+6e-3H2↑+6OH-。（4）至少有以下四種可能測出任一個值都可計算出鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（a）測定殘留固體質(zhì)量；（b）測定產(chǎn)生H2的體積；（c）測定生成的NaAlO2的物質(zhì)的量；（d）測定反應(yīng)后溶液中NaOH的濃度。15、（1）鉑O2+2H2O+4e-4OH-（2）鋅Zn-2e-Zn2+16、（1）陽極：金屬電極溶解Fe-2e-Fe2+，陰極：生成氣體2H++2e-H2↑（2）6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O（3）由于陰極H+放電，破壞了水的電離平衡，H2OH++OH-，逐漸增大并向陽極移動，與Fe3+、Cr3+形成Fe(OH)3Cr(OH)3沉淀。（4）不能用碳電極代替Fe電極。因為Fe電極在電解過程中產(chǎn)生還原性的Fe2+，將溶液中Cr2O72-還原為Cr3+而除去，若改用石墨電極，不能產(chǎn)生還原性微粒。電解17、（1）5KI+KIO3+6HCl6KCl+3I2+3H2O。由于I2遇淀粉變藍，所以溶液變?yōu)樗{色。電解（2）根據(jù)電解總反應(yīng)KI+3H2OKIO3+3H2↑