高考化學一輪復習教案 第6章 第2講《原電池　化學電源》

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第2講　原電池　化學電源 [考綱解讀]　1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。 考點一　原電池 1．概念 把________能轉化為________能的裝置。 2．工作原理 以鋅銅原電池為例 電極名稱 負極 正極 電極材料 電極反應 反應類型 電子流向 由Zn沿導線流向Cu 鹽橋中離子移向 鹽橋含飽和KCl溶液，K+移向正極，Cl-移向負極 3．原電池構成條件 (1)兩個______________的電極。 (2)將電極插入________________中。 (3)用導線連接電極構成__________。 (4)能自發(fā)進行的____________。 4．正、負極判斷 1．有關電化學知識的描述正確的是 (　　) A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應設計成原電池，把其中的化學能轉化為電能 B．某原電池反應為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液 C．原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成 D．理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計成原電池 2．分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是 (　　) A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極 B．②中Mg作正極，電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作負極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑ 　(1)電解質溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。 (2)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質溶液。 (3)原電池的負極失去電子的總數等于正極得到電子的總數。 (4)原電池電極的“正”極與“負”極與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。 考點二　化學電源 1．堿性鋅錳干電池——一次電池 總反應式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 正極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－； 負極反應：_______________________________________________________________。 2．鋅銀電池——一次電池 負極反應：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 正極反應：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 總反應式：________________________________________________________________。 3．二次電池(可充電電池) 鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是________，正極材料是________。 (1)放電時的反應 ①負極反應：________________________________________________________________ ②正極反應：________________________________________________________________ ③總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O (2)充電時的反應 ①陰極反應：________________________________________________________________ ②陽極反應：________________________________________________________________ ③總反應：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4 (3)可充電電池原理示意圖 4．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。 酸性 堿性 負極反應式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極反應式 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池總 反應式 2H2＋O2===2H2O 3．鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負極極板是惰性材料，請 回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)： (1)電解液中H2SO4的濃度將變_____________________________； 當外電路通過1 mol電子時，理論上負極板的質量增加________g。 (2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間 后，則在A電極上生成________，B電極上生成____________，此時鉛蓄電池的正負極 的極性將________。 4．(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質溶液時，工作一段時間后，電解質溶液的濃度將________，溶液的pH_______________________________________________________。 (填“變小”、“增大”或“不變”) (2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質溶液時，工作一段時間后，電解質溶液的濃度將________，溶液的pH_______________________________________________________。 (填“變小”、“增大”或“不變”) 考點三　原電池原理的應用 1．加快氧化還原反應的速率 一個自發(fā)進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產生H2的反應速率加快。 2．比較金屬活動性強弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。 3．用于金屬的防護 使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。 5．有A、B、C、D四塊金屬片，進行如下實驗：①A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；②C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導線→C； ③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應。據此，判斷四種金屬的活動性順序是 (　　) 　A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A 6．將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加少量CuSO4溶液，下圖中產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，其中正確的是 (　　) 原電池電極反應式的書寫程序 1．“加減法”書寫電極反應式 (1)先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出相同數目電子的得失。 (2)注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應式；若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應式中，且O2生成OH－，若電解質溶液為酸性，則H＋必須寫入正極反應式中，O2生成水。 (3)正負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。 【例1】　有人設計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內體液中含有的一定濃度的溶解氧、H＋和Zn2＋進行工作，試寫出該電池的兩極反應式。 【例2】　LiSOCl2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。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。 請回答下列問題： (1)電池的負極材料為__________，發(fā)生的電極反應為___________________________。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應為_______________________________________________。 【例3】　鋁空氣海水電池：以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流。 電池總反應為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 負極：______________________________________________________________________ 正極：______________________________________________________________________ 2．燃料電池電極反應式的書寫 電極：惰性電極。 燃料包含：H2、CO、烴(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH)等。 電解質包含：①酸性電解質溶液，如H2SO4溶液；②堿性電解質溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物，如Y2O3；④熔融碳酸鹽，如K2CO3等。 第一步：寫出電池總反應式 燃料電池的總反應與燃料的燃燒反應一致，若產物能和電解質反應則總反應為加合后的反應。 如氫氧燃料電池的總反應式為2H2＋O2===2H2O； 甲烷燃料電池(電解質溶液為NaOH溶液)的反應式為 CH4＋2O2===CO2＋2H2O?、? CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O?、? ①式＋②式得燃料電池總反應式為CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O 第二步：寫出電池的正極反應式 根據燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2，隨著電解質溶液的不同，其電極反應有所不同，其實，我們只要熟記以下四種情況： (1)酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)固體電解質(高溫下能傳導O2－)環(huán)境下電極反應式：O2＋4e－===2O2－ (4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步：根據電池總反應式和正極反應式寫出電池的負極反應式 電池的總反應和正、負極反應之間有如下關系：電池的總反應式＝電池正極反應式＋電池負極反應式 故根據第一、二步寫出的反應，有：電池的總反應式－電池正極反應式＝電池負極反應式，注意在將兩個反應式相減時，要約去正極的反應物O2。 【例4】　以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應式的書寫方法： (1)酸性條件 燃料電池總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O① 燃料電池正極反應式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O② ①－②2，得燃料電池負極反應式：_________________________________________。 (2)堿性條件 燃料電池總反應式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O① 燃料電池正極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－② ①－②2，得燃料電池負極反應式：________________________________________。 (3)固體電解質(高溫下能傳導O2－) 燃料電池總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O① 燃料電池正極反應式：O2＋4e－===2O2－② ①－②2，得燃料電池負極反應式：__________________________________________。 (4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下 電池總反應式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。正極電極反應式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。電池總反應式－正極電極反應式得負極電極反應式：__________________。 鹽橋原電池的專題突破 1．鹽橋的組成和作用 (1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。 (2)鹽橋的作用：①連接內電路，形成閉合回路；②平衡電荷，使原電池不斷產生電流。 2．單池原電池和鹽橋原電池的對比 　 圖1和圖2兩裝置的相同點：正負極、電極反應、總反應、反應現象。 負極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會有一部分Zn與Cu2＋直接反應，該裝置中既有化學能和電能的轉化，又有一部分化學能轉化成了熱能，裝置的溫度會升高。 圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應的過程，所以僅是化學能轉化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。 關鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。 【例5】　某原電池裝置如圖所示。下列有關敘述中，正確的是 (　　) A．Fe作正極，發(fā)生氧化反應 B．負極反應：2H＋＋2e－===H2↑ C．工作一段時間后，兩燒杯中溶液pH均不變 D．工作一段時間后，NaCl溶液中c(Cl－)增大 【例6】　已知反應AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O是可逆反應。設計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進行下述操作： Ⅰ.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸 Ⅱ.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液 結果發(fā)現電流表指針均發(fā)生偏轉。 試回答下列問題： (1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉？ (2)兩次操作過程中指針偏轉方向為什么相反？試用化學平衡移動原理解釋之。 (3)(Ⅰ)操作過程中C1棒上發(fā)生的反應為_______________________________________； (4)(Ⅱ)操作過程中C2棒上發(fā)生的反應為________________________________________。 (5)操作Ⅱ過程中，鹽橋中的K+移向　　　燒杯溶液(填“A”或“B”)。 【例7】　根據氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖所示，其中鹽橋內裝瓊脂飽和KNO3溶液。 請回答下列問題： (1)電極X的材料是__________；電解質溶液Y是________________________________。 (2)銀電極為電池的______極，寫出兩電極的電極反應式： 銀電極：__________________________________________________________________； X電極：__________________________________________________________________。 (3)外電路中的電子是從______電極流向________電極。 (4)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是__________(填序號)。 A．K＋ B．NO C．Ag＋ D．SO (5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替________。Ag電極能否被石墨代替_____。 高考題組一　原電池正負極的判斷、電極反應 式的書寫 1．結合下圖判斷，下列敘述正確的是 (　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護 B．Ⅰ和Ⅱ中負極反應均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍色沉淀 2．根據下圖，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 C．燒杯a中發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2 D．燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl－－2e－===Cl2 3．銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是 (　　) A．正極反應為Zn－2e－===Zn2＋ B．電池反應為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外電路中，電子從正極流向負極 D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液 4．某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述不正確的是(　　) A．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B．a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色 D．a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 5．根據下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是 (　　) A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s) B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq) C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq) 6．用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是 (　　) ①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極?、谡龢O反應為：Ag＋＋e－===Ag　③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作?、軐~片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同(提示：鹽橋中K＋、NO可自由移動) A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 7．Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質，當銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2轉化為Ag，負極的Zn轉化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應方程式：______________________________________________________________________。 高考題組二　原電池原理的應用 (一)設計原電池 8．控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 (　　) A．反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應 B．反應開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原 C．電流計讀數為零時，反應達到化學平衡狀態(tài) D．電流計讀數為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極 (二)蓄電池 9．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有關該電池的說法不正確的是 (　　) A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe B．電池放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D．電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 10．關于鉛蓄電池的說法正確的是 (　　) A．在放電時，正極發(fā)生的反應是Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s) B．在放電時，該電池的負極材料是鉛板 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)生的反應是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq) (三)燃料電池 11．某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H＋，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H2＋O2===2H2O，下列有關說法正確的是 (　　) A．電子通過外電路從b極流向a極 B．b極上的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過固體酸電解質傳遞到b極 12．可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是 (　　) A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時，負極反應為Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極 13．科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為______________________、正極的反應式為____________________。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為____(燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)。 (已知CH3OH的燃燒熱為－726.5 kJmol－1) (四)新型電池 14．研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是 (　　) A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時正極上有氫氣生成 C．放電時OH－向正極移動 D．總反應為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 15．LiAl/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為： 2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，有關該電池的下列說法中，正確的是(　　) A．LiAl在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為＋1價 B．該電池的電池反應式為2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．負極的電極反應式為Al－3e－===Al3＋ D．充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 16．科研、生產中常涉及鈉、硫及其化合物。 (1)實驗室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學反應方程式為_____________。要清洗附著在試管壁上的硫，可用的試劑是________。 (2)右圖為鈉硫高能電池的結構示意圖。該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應為2Na+xS===Na2Sx，正極的電極反應式為　　　　　　　　。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個作用是　　　　。與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的　　　　　　倍。 (3)Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序為　　　　，向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH　　(填“增大”、“減少”或“不變”)。Na2S溶液長期放置有硫析 出，原因為　　　　(用離子方程式表示)。 品味高考評分細則，提高答題能力 考生答卷案例——找錯糾錯 評分細則 (1)第一空(2分)：分子式必須正確，錯誤不給分；方程式必須配平，不配平不給分；氣體符號不要求；方程式用箭頭或者等號均可，但是不能用可逆號。 第二空(1分)：“燒堿”、“火堿”、“苛性鈉”、“堿液”、“熱堿液”等表示均可； (2)第一空(2分)：電子右上角的負號不寫不可；x必須要出現在方程式中；方程式必須配平；方程式必須是得電子(＋e－)，不能反寫。 第二空(2分)：兩個作用，寫出一個給1分。只要體現出“導電”和“隔離鈉與硫”即給分。比如“分隔”、“隔絕”；“電子流動”、“閉合回路”、“轉移電子”、“構成鹽橋”等表達，合理即給分。 第三空(2分)：4.5。 (3)第一空(2分)：離子順序和離子電荷都寫對才給分，濃度表達方式，[Na＋]或c(Na＋)或者Na＋均可。 第二空(1分)：減小。 第三空(2分)：配平不作要求；沉淀符號不要求。 評卷心得：許多考生的解題思路是正確的。但由于平時訓練不規(guī)范，對自己要求不嚴格，造成不必要的失分，如e不加負號、漏寫單位、出現錯別字，不按要求作答等。 課時規(guī)范訓練 教材習題回扣 1．(必修2P45－4)下列各組材料中，不能組成原電池的是 (　　) A B C D 兩極材料 Zn片、石墨 Cu片、Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片 插入溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀鹽酸 2.(必修2P45－5)氫氧燃料電池已用于航天飛機。以30% KOH溶液為電解質溶液的這種電池在使用時的電極反應如下： 2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 據此作出判斷，下列說法中錯誤的是 (　　) A．H2在負極發(fā)生氧化反應 B．供電時的總反應為2H2＋O2===2H2O C．產物為無污染的水，屬于環(huán)境友好電池 D．燃料電池的能量轉化率可達100% 3．(選修4P78－1)堿性鋅錳電池獲得了廣泛的應用，根據電池的電極反應，下列判斷正確的是 (　　) A．Zn為負極，MnO2為正極 B．Zn為正極，MnO2為負極 C．工作時電子由MnO2經外電路流向Zn極 D．Zn電極發(fā)生還原反應，MnO2電極發(fā)生氧化反應 4．(選修4P78－2)鉛蓄電池充電時，PbSO4 (　　) A．在陽極生成 B．在陰極生成 C．在兩個電極上生成 D．在兩個電極上除去 5．(選修4P78－3)鎘鎳可充電電池在現代生活中有廣泛應用，它的充、放電反應按下式進行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 由此可知，該電池放電時的負極是 (　　) A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH) 能力提升訓練 1．下圖中能組成原電池產生電流的是 (　　) 2．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是 (　　) A．杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低 B．杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高 C．當杠桿為導體時，A端低B端高；杠桿為絕緣體時，A端高B端低 D．當杠桿為導體時，A端高B端低；杠桿為絕緣體時，A端低B端高 3．某學生欲完成Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋反應，設計了下列四個實驗，可行的是 (　　) 4．查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀”以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實際上乙醇被氧化為X，其中一個電極的反應式為CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。下列說法中正確的是 (　　) A．電池內部H＋由正極向負極移動 B．另一極的電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．乙醇在正極發(fā)生反應，電子經過外電路流向負極 D．電池總反應式為2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O 5．下列敘述正確的是 (　　) A．銅、鋅、稀硫酸形成的原電池放電時，溶液中陽離子向銅電極移動 B．充電時，把鉛蓄電池的負極接在外電源的正極 C．鍍鋅鐵鍍層破損后鐵更易被腐蝕 D．堿性氫氧燃料電池工作時，負極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 6．一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為在酸性溶液中甲醇與氧氣作用生成水和二氧化碳。該電池正極發(fā)生的反應是 (　　) A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－ B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－ D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－(aq) 7．某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關該電池的敘述不正確的是 (　　) A．正極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．工作一段時間后，電解液中的KOH的物質的量不變 C．該燃料電池的總反應方程式：2H2＋O2===2H2O D．用該電池電解CuCl2溶液，產生2.24 L Cl2(標準狀況)時，有0.1 mol電子轉移 8. 高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為 3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確(　　) A．放電時負極反應為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．充電時陽極反應為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O C．放電時每轉移3 mol 電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化 D．放電時正極附近溶液的堿性增強 9．Harbermann等設計出利用Desulfovibrio desulfurcan菌種生成的硫化物作為介體的微生物燃料電池，電池內部有質子通過，該系統(tǒng)不經任何維護可連續(xù)運行5年。該電池的負極反應式為S2－＋4H2O－8e－===SO＋8H＋。有關該電池的下列說法中正確的是 (　　) A．若有1.12 L氧氣參與反應，則有0.2 mol電子發(fā)生轉移 B. 質子由正極移向負極 C．該電池的總反應為S2－＋2O2===SO D．正極的電極反應式為2O2＋8e－＋4H2O===8OH－ 10．以氨作為燃料的固體氧化物(含有O2－)燃料電池，具有全固態(tài)結構、能量效率高的特點，另外氨氣含氫量高，不含碳，易液化，方便運輸和貯存，是很好的氫源載體。其工作原理如圖所示，下列關于直接氨固體氧化物燃料電池的說法正確的是 (　　) A．該電池工作時的總反應為4NH3＋5O2===4NO＋6H2O B．固體氧化物作為電池工作的電解質，其作用是讓電子在電池內移動 C．電池工作時，在接觸面上發(fā)生的電極反應為2NH3＋3O2－－6e－===N2＋3H2O D．外電路的電流方向為從電極a流向電極b 11．如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊 著一根絕緣的細絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4 溶液。片刻后可觀察到的現象是(指懸吊的金屬圈) (　　) A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B．鐵圈和銀圈仍保持平衡狀態(tài)不變 C．鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜 D．銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜 12．銀器皿日久表面會逐漸變成黑色，這是由于生成硫化銀(Ag2S)，有人設計用原電池的原理進行“拋光”，其處理方法是：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，黑色會褪去而銀恢復光澤，且不會損失。試回答： (1)食鹽的作用是_________________________________________________________。 (2)在此原電池反應中，負極發(fā)生的電極反應為________________________________， 正極發(fā)生的電極反應為____________________________________________________。 (3)反應過程中產生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應為____________________， 原電池總反應方程式為_____________________________________________________。 13．根據下列氧化還原反應設計一個原電池：2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 要求：(1)畫出此原電池的裝置圖，裝置可采用燒杯。 (2)注明原電池的正、負極和外電路中電子的流向。 (3)寫出兩個電極上發(fā)生的電極反應。 14．(1)將Al片和Cu片用導線相連，插入稀H2SO4溶液中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式： Al片(　　)_______________________________________________________________， Cu片(　　)_______________________________________________________________。 (2)若將Al片和Cu片用導線相連，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式： Al片(　　)_______________________ _________________________________________， Cu片(　　)_________________________________________________________________。 答案 基礎再現深度思考 考點一 1．化學　電 2．(從左至右，從上至下)鋅片　銅片　Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　氧化反應　還原反應 3．(1)活潑性不同　(2)電解質溶液　(3)閉合回路　(4)氧化還原反應 考點二 1．Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 2．Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 3．Pb　PbO2 (1)①Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4 ②PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O (2)①PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4 ②PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4 4．O2＋4e－＋4H＋===2H2O 深度思考 1．D　2.B 3．(1)小 　48　(2)Pb　PbO2　對換 4．(1)變小　變小　(2)變小　增大 5．B　6.A 規(guī)律方法解題指導 【例1】　負極：2Zn－4e－===2Zn2＋， 正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 【例2】　(1)鋰　Li－e－===Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2 【例3】　4Al－12e－===4Al3＋ 3O2＋12e－＋6H2O===12OH－ 【例4】　(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ (2)CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O (3)CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O (4)CH4＋4CO2－3－8e－===5CO2＋2H2O 【例5】　D　 【例6】　(1)兩次操作中均能形成原電池，化學能轉變成電能。 (2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，平衡向正反應方向移動，AsO3－4得電子，I－失電子，所以C1極是負極，C2極是正極。(Ⅱ)加堿，c(OH－)增大，平衡向逆反應方向移動，AsO3－3失電子，I2得電子，此時，C1極是正極，C2極是負極。故化學平衡向不同方向移動，發(fā)生不同方向的反應，電子轉移方向不同，即電流表指針偏轉方向不同。 (3)2I－－2e－===I2 (4)AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O 【例7】　(1)Cu　AgNO3溶液 (2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)Cu　Ag　(4)B (5)能　能 真題重組規(guī)范集訓 1．A 2．B　 3．B 4．D　 5．A 6．C　 7．Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag 8．D　 9．C　 10．B　11.D　12.A 13．CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ 3/2O2＋6e－＋6H＋===3H2O　96.6% 14．C　15.B 16．(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑　CS2[或(熱)堿溶液] (2)xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx) 離子導電(導電或電解質)和隔離鈉與硫　4.5 (3)c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)　減小 2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－ 課時規(guī)范訓練 教材習題回扣 1．C　2.D　3.A　4.D　5.C 能力提升訓練 1．B　2.C　3.C　4.D　5.A　6.B　7.D 8．C　9.C　10.C　11.D 12．(1)食鹽溶于水形成電解質溶液 (2)2Al－6e－===2Al3＋ 3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－ (3)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑ 2Al＋3Ag2S＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2S↑＋6Ag 13．(1)裝置圖如下： (2)電池的正、負極及外電路中電子的流向如圖所示。 (3)負極(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋； 正極(C)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。 14．(1)負極　2Al－6e－===2Al3＋ 正極　6H＋＋6e－===3H2↑ (2)能　正極　2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O 負極　Cu－2e－===Cu2＋ - 19 -