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1、专题七 电化学（第一课时）学习目标 1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式；2、掌握几种新型燃料电池的工作原理；典型例题 【例1】今有2H2+O2 2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是，正极通的应是，电极反应式为，。若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为，。和的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化？若把H2改为CH4，用KOH作电解质，则电极反应式为，。【解析】根据题给总反应式可知，H2在反应中被氧化，应从负极通入，又因为是KOH溶液，不可能生成H+，负极反应为2H2+4OH- 4e- =4H2O，正极反应为O2+2H2O+4e- =4
2、OH-；若把KOH改为稀H2SO4作电解质，溶液中不可能生成OH-，故负极反应为2H24e- =4 H+，正极反应为O2+4 H+4e- =2H2O；在中，OH-的量不变，而水量增加，故 pH变小；在中，H+的量不变，而水量增加，故 pH变大；若把H2改为CH4，用KOH作电解质，CH4被氧化，因在KOH溶液中不可能产生CO2，故生成CO32-。【答案】H2、O2；负极：2H2+4OH- 4e- =4H2O，正极：O2+2H2O+4e- =4OH-；负极：2H24e- =4 H+，正极：O2+4 H+4e- =2H2O；pH变小；pH变大；负极：CH4OH-e- = CO32-+H2O，正极：
3、O2+H2O+e- =OH-。【例2】（2003年苏锡常镇联考试卷一）生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是：A负极反应可能是O2+2H2O+4e- =4OH-B负极反应的产物主要是C6H12O6 被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2OC正极反应可能是6C6H12O624e- + 24OH-=6CO2+18H2OD正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O【解析】细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型原电池，正极只能是溶解的氧气发生反应，O2+2H2O+4e- =4OH-，富氧液体作为
4、电解质，葡萄糖肯定作为负极发生氧化反应（提供能量），产物首先是CO2，然后转化为 CO32-、HCO3-、H2O 。【答案】B课堂练习1、（2003年南通市一模试题）蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：Fe +NiO2+2H2OFe(OH)2+ Ni(OH)2，下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是( CD ) A放电时Fe作负极，NiO2作正极B放电时溶液中的阳离子向正极移动C充电时的阳极反应是Fe(OH)2 +2e- = Fe + 2OH-D该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作电解质溶液2、铁钉和炭棒用导线连接后，浸入到0.
5、01molL-1NaCl溶液中，可能发生的是( BD )A.炭棒上有H2析出B.炭棒附近产生OH-C.炭棒上有O2析出D.铁钉被氧化3、下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是( BC )A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu稀H2SO4C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液4、在装有水的烧杯里，用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒，如右图。向烧杯中加入CuSO4溶液后，棒的状态将如何变化？（溶液密度的变化忽略不计）说明上述变化的原因。答案： Fe一端升高，Ag一端降低，同时Fe端逐渐溶解，Ag端有红色物质析出，水溶
6、液略显浅蓝色；上述变化的原因见解析。5、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高2050倍.根据以上叙述，填写这种电池两极的电极反应式：(1)负极：.(2)正极：.答案：(1)Al-3e=Al3+(2)2H2O+O2+4e=4OH-课后习题 （测试时间45分钟 测试分值100分）一、选择题（每小题6分，共36分）1在理论上可用于设计原电池的化学反应是（ ）A 2Al(s)+2NaOH(aq)+2H2O(l)=2NaAlO2(aq)+3H2；H0CCaC2
7、(s)+ 2H2O(l)=Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ；H0DCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g)；H02下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）A 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B 用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化铜溶液，铁片表面析出铜C 把铜片插入三氯化铁溶液，在铜片表面析出铁D把锌放入稀盐酸中，加几滴氯化铜溶液，产生气泡速率加快3据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为：2Zn+O2=2ZnO ，其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是（ ）A锌为正极，空气在负极反应B负极
8、还原反应，正极氧化反应C负极的电极反应为： Zn2e- + 2OH-= ZnO+H2OD电池工作时溶液的pH 降低4氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：H2+2NiO(OH) 2Ni (OH)2 ， 根据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）。A电池放电时 ，电池负极周围溶液的pH不断增大 B电池充电时， 镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原 D电池放电时，H2是负极5有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀；将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应激烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；若将铜浸入c
9、的盐溶液中，有金属c析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是：Adcab Bdabc Cdbac Dbadc6下列各装置中都盛有0.1 molL1 的NaCl溶液，放置一定时间后，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是（ ） A B C D二、非选择题（共64分）7（20分）（2003年扬州市模拟试题一）摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用锂电池的10倍，且待机时间超过一个月。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32- 。该电池总反应的离子方程式为；甲醇是极，电池在放电过程中溶液的pH将_（填“下降”或“上升”、不变”）；若有16
10、g 甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液（假设整个过程中能量总利用率为80%），则将产生标准状况下的O2 _升。最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y2O3(Y：钇)的ZrO2(Zr：锆)固体，它在高温下能传导O2-离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。 电池的正极反应式为_， 放电时固体电解质里O2-离子的移动方向是向_极移动（填正或负）。8（16分）（2003年黄冈模拟试题）如右图所示，在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝，然后倒置于
11、水中，相当长的一段时间后，观察到铁丝发生的现象是，原因是,试管里的水面最终高度约为试管的，原因是。9（28分）（2002年北京市模拟试题）某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据上表中的实验现象回答下列问题：实验1、2中 Al所作的电极是否相同？写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。实验4中 Al做正极还是做负极，为什么？写出Al电极的电极反应式。解释实验5中电
12、流计指针偏向Al的原因？根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。参考答案与点拨1AD(点拨：理论上要构成原电池，必须是氧化还原反应，也就是要有电子转移。)2C(点拨：在D中析出的铜附着在锌表面构成原电池，使产生氢气的速率加快；而2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ，无铜析出。)3C (点拨：从总反应式看被氧化的锌为负极，2Zn4e- + 4OH-=2 ZnO+2H2O ，空气应该进入正极，O2+2 H2O+4 e-= 4OH- ，所以电解质溶液为碱性，pH不变。)4C、D(点拨：“放电”的方向用原电池原理解答，“充电”的方向用电解池原理解答；放电时负极上
13、有H+ 产生，A的说法是错误的；镍元素由+3价被还原到+2价，显然，B的说法也是错的；H2失去电子，H2是原电池的负极，D的叙述是对的。充电时：H+在阴极得电子变成H2，氢元素被还原，C是正确的。故答案是C、D。)5B(点拨：根据较活泼的金属可以跟较不活泼金属的盐溶液发生置换，以及较活泼的金属易发生腐蚀而损坏。)6D(点拨：中Zn为电解池的阳极，消耗最快；中Zn为原电池的负极，消耗速度其次；中Zn为电解池的阴极，得到保护；中Zn虽然也是原电池的负极，但腐蚀速度比慢)7 2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，负极，下降，13.44L，O2+4e-=4O2-,负极。）8铁丝表面形成一层红褐色铁锈；发生了下列原电池反应：Fe2e-=Fe2+, O2+2 H2O+4 e-= 4OH- ，Fe2+2OH- =Fe（OH）2，4 Fe（OH）2+O2+2 H2O=4 Fe（OH）3 ；试管体积的；空气中O2的体积约占，时间足够长以后，O2基本用完。9不同；因为两实
