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1、【名师一号】2011模块新课标人教化学精美课件系列第第18讲讲 原电池原电池 化学电源化学电源基础关基础关最最 新新 考考 纲纲1.了解原电池和电解池的工作原理了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反能写出电极反应和电池反应方程式应方程式 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理了解常见化学电源的种类及其工作原理 3.理解金属发生电化学腐蚀的原因理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害,防止金属防止金属腐蚀的措施腐蚀的措施 自自 主主 复复 习习一一 原电池的工作原理原电池的工作原理1.定义定义把把_转化为转化为_的装置的装置 2.构成条件构成条件(1)具有两个具有
2、两个_不同的电极不同的电极(金属和金属或金属和非金金属和金属或金属和非金属属) (2)具有具有_溶液溶液 (3)形成形成_(或在溶液中相互或在溶液中相互_) 化学能化学能电能电能活泼性活泼性电解质电解质闭合回路闭合回路接触接触3.原电池的两极原电池的两极负极负极:活泼性活泼性_的金属的金属,发生发生_反应反应 正极正极:活泼性活泼性_的金属或导体的金属或导体,发生发生_反应反应 较强较强氧化氧化较弱较弱还原还原4.电极反应式的书写和电荷移动方向电极反应式的书写和电荷移动方向(1)电极反应式的书写电极反应式的书写负极负极:_,电极反应式电极反应式:_ 正极正极:_,电极反应式电极反应式:_ 电池
3、反应电池反应: _ ZnZn-2e-=Zn2+CuCu2+2e-=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu(2)电荷移动方向电荷移动方向电子由子由_释放放,经_沿沿导线流入流入_,电解解质溶液中的溶液中的_移向正极移向正极,在其表面得在其表面得电子被子被_,形成一个形成一个闭合回路合回路 负极负极外电路外电路正极正极阳离子阳离子还原还原二二 发展中的化学电源发展中的化学电源1.一次电池一次电池(不能充电不能充电,不能反复使用不能反复使用)如碱性锌锰电池如碱性锌锰电池:电解质为电解质为KOH负极负极:_正极正极:_总反应总反应:ZN+2MNO2+2H2O=2MNO(OH)+ZN(OH)22MnO2+2H
4、2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22.二次电池二次电池(可充电可充电,可多次重复使用可多次重复使用)如铅蓄电池如铅蓄电池:H2SO4作电解液作电解液(1)放电时放电时:负极负极:_正极正极:_总反应总反应:PB+PBO2+2H2SO4=2PBSO4+2H2O(2)充电反应为电解过程充电反应为电解过程,是放电反应的逆过程是放电反应的逆过程阴极阴极:_阳极阳极:_总反应总反应:2PBSO4+2H2O=PB+PBO2+2H2SO43.燃烧电池燃烧电池(1)氢氧燃料电池氢氧燃料电池用酸性电解质时用酸性电解质时:负极负极:_正极正极:_总反应总反应:H2+O2=
5、H2O用用NAOH等碱性溶液时等碱性溶液时:负极负极:_正极正极:_总反应总反应:H2+O2=H2OH2-2e-=2H+ O2+2H+2e-=H2OH2+2OH-2e-=2H2O O2+H2O+2e-=2OH-(2)CH4燃料电池燃料电池:电解质为电解质为KOH负极负极:_正极正极:_2O2+4H2O+8e-=8OH-(3)CH3OH燃料电池燃料电池:电解质为电解质为KOH负极负极:_正极正极:_3O2+6H2O+12e-=12OH-三三 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护1.金属的腐蚀金属的腐蚀(1)概念概念金属与周围的空气或液体物质发生金属与周围的空气或液体物质发生_反应而引起损反应而引起损
6、耗的现象耗的现象 (2)分类分类一般分为一般分为_腐蚀和腐蚀和_腐蚀两种腐蚀两种 氧化还原氧化还原化学化学电化学电化学(3)化学腐蚀化学腐蚀金属跟接触到的金属跟接触到的_气体或气体或_液体等直接发生化液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀学反应而引起的腐蚀 氧化性氧化性氧化性氧化性(4)电化学腐蚀电化学腐蚀概念概念:_的金属跟的金属跟_接触时接触时,因为发生因为发生_反应而引起的腐蚀反应而引起的腐蚀 不纯不纯电解质溶液电解质溶液原电池原电池分类分类A. 析氢腐蚀析氢腐蚀在金属外面的水膜呈在金属外面的水膜呈_性时发生析氢腐蚀性时发生析氢腐蚀 以钢铁为例以钢铁为例:负极负极(FE):_正极正极(C):
7、_较强酸较强酸Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2B.吸氧腐蚀吸氧腐蚀在金属外面的水膜在金属外面的水膜_很弱或呈很弱或呈_或中性或中性,溶解一溶解一定量定量_时发生吸氧腐蚀时发生吸氧腐蚀 以钢铁为例以钢铁为例:负极负极(FE):_正极正极(C):_总反应总反应:_氧化过程氧化过程:_脱水过程脱水过程:_酸性酸性碱性碱性O2 2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O2.金属的防护金属的防护(1)改变金属的内部结构改变金属的内部结构,
8、使其成为防腐蚀金属使其成为防腐蚀金属,如制成如制成_等等 (2)加防护层加防护层,如在金属表面喷油漆如在金属表面喷油漆 涂油脂涂油脂 电镀电镀 喷镀或表面喷镀或表面钝化等方法钝化等方法 不锈钢不锈钢(3)电化学防护电化学防护牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法_原理原理A._(阴极阴极):被保护的金属设备被保护的金属设备B._(阳极阳极):比被保护的金属活泼的金属比被保护的金属活泼的金属外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法_原理原理A._:被保护的金属设备被保护的金属设备B._:惰性电极惰性电极原电池原电池正极正极负极负极电解电解阴极阴极阳极阳极网网 络络 构构 建建热点关热点关热热
9、点点 考考 向向1.原电池的工作原理分析原电池的工作原理分析,尤其是带盐桥的原电池装置尤其是带盐桥的原电池装置 2.根据所给自发进行的反应设计原电池根据所给自发进行的反应设计原电池,并能绘制装置图并能绘制装置图 3.了解常用化学电源的构造及新型电源的工作原理了解常用化学电源的构造及新型电源的工作原理 4.对比化学腐蚀与电化学腐蚀对比化学腐蚀与电化学腐蚀,学会一般的防腐方法学会一般的防腐方法 热热 点点 探探 究究热点热点1 原电池原理原电池原理1.概念概念:化学能转变为电能的装置化学能转变为电能的装置2.形成条件形成条件:(1)两个活泼性不同的电极两个活泼性不同的电极(2)电解质溶液电解质溶液
10、(3)形成闭合回路形成闭合回路3.反应原理反应原理:以稀以稀H2SO4为电解质溶液的为电解质溶液的CU-ZN原电池为例原电池为例负极负极:(活泼金属活泼金属ZN)ZN-2E-=ZN2+(氧化反应氧化反应)正极正极:(不活泼金属不活泼金属CU)2H+2E-=H2(还原反应还原反应)总反应式总反应式:ZN+2H+=ZN2+H2电子由负极通过导线流向正极电子由负极通过导线流向正极,如图所示如图所示:说明说明:1.自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应,理论上都可组成原电池理论上都可组成原电池 2.原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数
11、3.电解质溶液中的离子定向移动电解质溶液中的离子定向移动(阴离子移向负极阴离子移向负极 阳离子移阳离子移向正极向正极),跟外电路共同组成闭合回路跟外电路共同组成闭合回路,形成电源形成电源 4.电子的移动方向和电流的方向相反电子的移动方向和电流的方向相反 例例1(2009浙江理综浙江理综,12)市场上经常见到的标记为市场上经常见到的标记为LI-ION的电的电池称为池称为“锂离子电池锂离子电池” 它的负极材料是金属锂和碳的复合它的负极材料是金属锂和碳的复合材料材料(碳作为金属锂的载体碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导电解质为一种能传导LI+的高分子的高分子材料材料 这种锂离子电池的电池反应式
12、为这种锂离子电池的电池反应式为:LI+2LI0.35NIO2 2LI0.85NIO2下列说法不正确的是下列说法不正确的是( )A.放电时放电时,负极的电极反应式负极的电极反应式:LI-E-=LI+B.充电时充电时,LI0.35NIO2即发生氧化反应又发生还原反应即发生氧化反应又发生还原反应C.该电池不能用水溶液作为电解质该电池不能用水溶液作为电解质D.放电过程中放电过程中LI+向负极移动向负极移动解析放电过程中解析放电过程中,负极发生氧化反应负极发生氧化反应,Li失电子失电子,阴离子要向负阴离子要向负极移动极移动,阳离子要向正极移动阳离子要向正极移动,由题干信息电解质为高分子材由题干信息电解质
13、为高分子材料料,所以不能用水溶液作电解质所以不能用水溶液作电解质 答案：答案：D变式变式1(2008广东卷广东卷)用铜片用铜片 银片银片 CU(NO3)2溶液溶液 AGNO3溶溶液液 导线和盐桥导线和盐桥(装有琼脂装有琼脂-KNO3的的U形管形管)构成一个原电池构成一个原电池 以以下有关该原电池的叙述正确的是下有关该原电池的叙述正确的是( )在外电路中在外电路中,电流由铜电极流向银电极电流由铜电极流向银电极正极反应为正极反应为:AG+E-=AG实验过程中取出盐桥实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作原电池仍继续工作将铜片浸入将铜片浸入AGNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反溶液中发生的化学反应
14、与该原电池反应相同应相同A. B.C.D.解析解析:铜片铜片 银片银片 CU(NO3)2溶液溶液 AGNO3溶液溶液 盐桥构成一个盐桥构成一个原电池原电池,CU作负极作负极,AG作正极作正极,两极电极反应分别为两极电极反应分别为:负极负极:CU-2E=CU2+,正极正极:2AG+2E-=2AG,盐桥起到了传导离子盐桥起到了传导离子 形形成闭合回路的作用成闭合回路的作用,电子的流向是由负极流向正极电子的流向是由负极流向正极,电流的方电流的方向和电子的流向相反向和电子的流向相反,因此因此C正确正确 答案答案:C点评点评:本题主要考查了原电池的工作原理本题主要考查了原电池的工作原理,着重考查了考生对
15、着重考查了考生对所学知识的应用能力所学知识的应用能力 热点热点2 原电池正负极的判断与电极反应式的书写原电池正负极的判断与电极反应式的书写1.正负极的判断正负极的判断在书写原电池的电极反应式时在书写原电池的电极反应式时,首先应正确判断原电池的两首先应正确判断原电池的两个电极哪一个是正极个电极哪一个是正极,哪一个是负极哪一个是负极 常用的判断方法有常用的判断方法有:(1)根据电子流动方向判断根据电子流动方向判断 在原电池中在原电池中,电子流出的一极是电子流出的一极是负极负极;电子流入的一极是正极电子流入的一极是正极 (2)根据两极材料判断根据两极材料判断 一般活泼性较强的金属为负极一般活泼性较强
16、的金属为负极;活泼活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极性较弱的金属或能导电的非金属为正极 (3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断 阳离子向正极移动阳离子向正极移动,阴离子向负极移动阴离子向负极移动 (4)根据原电池两极发生的变化来判断根据原电池两极发生的变化来判断 负极总是失去电子负极总是失去电子,发生氧化反应发生氧化反应,正极总是得到电子发生还原反应正极总是得到电子发生还原反应 (5)根据现象判断根据现象判断 溶解的一极为负极溶解的一极为负极,质量增加或放出气体质量增加或放出气体的一极为正极的一极为正极 2.电极反应式的书写电极反
17、应式的书写书写电极反应式时书写电极反应式时,按照负极发生氧化反应按照负极发生氧化反应,正极发生还原反正极发生还原反应应,首先正确判断出电极反应产物首先正确判断出电极反应产物,然后结合反应物及转移电然后结合反应物及转移电子数量写出反应式子数量写出反应式,再结合质量守恒再结合质量守恒 电荷守恒配平各电极反电荷守恒配平各电极反应式应式 两电极反应式相加则得总反应式两电极反应式相加则得总反应式 (1)根据两个电极反应式根据两个电极反应式,写出总反应式写出总反应式 使两个电极反应式使两个电极反应式得失电子数相等后得失电子数相等后,将两式相加将两式相加,消去相同的化学式消去相同的化学式 (2)根据总反应式
18、写电极反应式一般分四个步骤根据总反应式写电极反应式一般分四个步骤:列物质列物质,标得失标得失;选离子选离子,配电荷配电荷;配个数配个数,巧用水巧用水;两式加两式加,验总验总式式 例例2(2008宁夏高考宁夏高考)一种燃料电池中发生的化学反应为一种燃料电池中发生的化学反应为;在酸在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生该电池负极发生的反应是的反应是( )A.CH3OH(G)+O2(G)-2E-=H2O(L)+CO2(G)+2H+(AQ) B.O2(G)+4H+(AQ)+4E-=2H2O(1)C.CH3OH(G)+H2O(L)-6E-=CO2(G
19、)+6H+(AQ)D.O2(G)+2H2O(L)+4E-=4OH-解析正极发生还原反应解析正极发生还原反应,负极发生氧化反应负极发生氧化反应,首先根据题意写首先根据题意写出电池总反应式和正极反应式出电池总反应式和正极反应式,用总反应式减正极反应式即得用总反应式减正极反应式即得负极反应式负极反应式 总反应式总反应式:2CH3OH(G)+3O2(G)=2CO2(G)+4H2O(L),正极反应式正极反应式:O2(G)+4H+(AQ)+4E-2H2O(L),故负极反应式故负极反应式:CH3OH(G)+H2O(L)-6E-CO2(G)+6H+(AQ) 答案：答案：C变式式2 某固体氧化物燃料某固体氧化物
20、燃料电池池(SOFC)以固体氧化物作以固体氧化物作为电解解质,其中其中O2-可以在其内部自由通可以在其内部自由通过其工作原理如其工作原理如图所所示示,下列关于固体燃料下列关于固体燃料电池的有关池的有关说法正确的是法正确的是( )A.电极电极B为电池负极为电池负极,电极反应式为电极反应式为O2+4E-=2O2-B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C.若若H2作为燃料气作为燃料气,则接触面上发生的反应为则接触面上发生的反应为H2+2OH-4E- =2H+H2OD.若若C2H4作为燃料气作为燃料气,则接触面上发生的反应为则接触面上发生的反应为解析解析:A项电极
21、项电极B上通入的空气或氧气上通入的空气或氧气,是得电子的物质是得电子的物质,故故B应应为电池的正极为电池的正极 B项项,电子无法通过电解质溶液电子无法通过电解质溶液(即电子只能通过外电路即电子只能通过外电路) C项项,由于该固体氧化物燃料电池中没有由于该固体氧化物燃料电池中没有H2O,更没有更没有H+和和OH-,H2失电子后失电子后,与与O2-结合起来生成结合起来生成H2O,电极反应式应为电极反应式应为H2+O2-2E-=H2O答案答案:D热点热点3 化学电源化学电源名称名称一次电池一次电池(干电干电池池)二次电池二次电池(充电充电电池或蓄电池电池或蓄电池)燃料电池燃料电池定义定义只能放电只能
22、放电,当电当电力用完时力用完时,无法无法再充电的电池再充电的电池放电后可以再放电后可以再充电使活性物充电使活性物质获得再生的质获得再生的电池电池一种连续地将一种连续地将燃料和氧化剂燃料和氧化剂燃烧反应的化燃烧反应的化学能转化成电学能转化成电能的化学电池能的化学电池特点特点活性物质活性物质(发生氧发生氧化还原反应的物化还原反应的物质质)消耗到一定程消耗到一定程度后度后,不能再使用不能再使用;电解质溶液制成电解质溶液制成胶状胶状,不流动不流动可以多次充电重可以多次充电重复使用复使用与一般化学电池与一般化学电池不同不同,电极本身不电极本身不包含活性物质包含活性物质,只只是一个催化转换是一个催化转换元
23、件元件 工作时工作时,燃燃料和氧化剂连续料和氧化剂连续地由外部供给地由外部供给,在在电极上不断地进电极上不断地进行反应行反应,生成物不生成物不断地被排除断地被排除,于是于是电池就连续不断电池就连续不断地提供电能地提供电能举例举例普通的锌锰电池普通的锌锰电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 银银锌电池等锌电池等铅蓄电池铅蓄电池 镍氢电镍氢电池池 镍镉电池等镍镉电池等氢氧燃料电池氢氧燃料电池 CH4燃料电池燃料电池 CH3OH燃料电池燃料电池等等例例3(2009广东理基广东理基,34)下列有关电池的说法不正确的是下列有关电池的说法不正确的是( )A.手机上用的锂离子电池属于二次电池手机上用的锂离子电池属
24、于二次电池B.铜锌原电池工作时铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中锌锰干电池中,锌电极是负极锌电极是负极本题考查实用电池的有关知识本题考查实用电池的有关知识 手机用电池是可充电电池手机用电池是可充电电池,A对对 铜锌原电池铜锌原电池,CU为正极为正极,ZN为负极为负极,外电路中电子由负极流外电路中电子由负极流向正极向正极,B错错 燃料电池将化学能转化为电能燃料电池将化学能转化为电能,C对对 锌锰干电池锌锰干电池,ZN为负极为负极,D对对 B变式变式3(2008高邮高三月
25、考高邮高三月考)新型高能钠硫电池以熔融的钠新型高能钠硫电池以熔融的钠 硫硫为电极为电极,以钠离子导电的陶瓷为固体电解质以钠离子导电的陶瓷为固体电解质 该电池放电时为该电池放电时为原电池原电池,充电时为电解池充电时为电解池 反应原理为反应原理为:请回答下列问题请回答下列问题:(1)放电时放电时S发生发生_反应反应,NA为为_极极 (2)充电时充电时NA所在电极与直流电源所在电极与直流电源_极相连极相连 (3)充电时阳极反应为充电时阳极反应为_;放电时负放电时负极反应为极反应为_ (4)用此电池电解饱和用此电池电解饱和NACL溶液溶液,当阳极产生当阳极产生11.2 L(标准状况标准状况)气体时气体
26、时,消耗金属钠消耗金属钠_G 还原还原负负负负2Na-2e-=2Na+23用此电池电解饱和用此电池电解饱和NaCl溶液溶液,阳极有阳极有11.2 L气体气体(Cl2)生成时生成时,即有即有1 mol e-转移转移,所以消耗所以消耗1 mol,即即23 g金属钠金属钠 点评点评:可充电电池可以认为是原电池与电解池的统一体可充电电池可以认为是原电池与电解池的统一体,当电当电池放电时即为原电池池放电时即为原电池,负极失电子负极失电子,发生氧化反应发生氧化反应,正极得电子正极得电子,发生还原反应发生还原反应;电池充电时即为电解池电池充电时即为电解池,阴极与直流电源的负阴极与直流电源的负极相连极相连,发
27、生还原反应发生还原反应;阳极与直流电源的正极相连阳极与直流电源的正极相连,发生氧化发生氧化反应反应 热点热点4 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护1.化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀条件条件金属跟氧化性物质金属跟氧化性物质直接接触直接接触不纯金属或合金跟不纯金属或合金跟极弱酸性极弱酸性(或中性或中性)电解质溶液接触电解质溶液接触不纯金属或合金跟不纯金属或合金跟较强的酸性电解质较强的酸性电解质溶液接触溶液接触现象现象无电流产生无电流产生有微弱电流产生有微弱电流产生本质本质金属被氧化的过程金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过
28、程较活泼金属被氧化的过程相互相互关系关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生举例举例(钢铁腐蚀钢铁腐蚀)2Fe+3Cl2=2FeCl3负极负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极正极:O2+2H2O+4e-=4OH-负极负极:Fe-2e-=Fe2+正极正极:2H+2e-=H2注意注意:判断一种金属腐蚀是否为电化学腐蚀判断一种金属腐蚀是否为电化学腐蚀,应看是否符合应看是否符合原电池的组成条件原电池的组成条件:活性不同的两个电极活性不同的两个电极 电解质溶液电解质溶液 构成闭构成闭合回路及自发进行氧化还原反应合回路及自发进行氧化还原反应 金属发生电化学腐蚀时金属发生电化学腐
29、蚀时,属于吸氧腐蚀还是析氢腐蚀属于吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,取决取决于电解质溶液酸性强弱于电解质溶液酸性强弱 2.金属腐蚀快慢的判断方法金属腐蚀快慢的判断方法(1)电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀 (2)同一金属在不同电解质溶液中的腐蚀速率同一金属在不同电解质溶液中的腐蚀速率:强电解质强电解质弱电解质弱电解质非电解质非电解质 (3)原电池原理引起的腐蚀速率原电池原理引起的腐蚀速率:两电极金属活动性相差越大两电极金属活动性相差越大,越易腐蚀越易腐蚀 (4)对于同一电解质溶液来说对于同一电解质溶液来说,电解质溶
30、液浓度越大电解质溶液浓度越大,腐蚀越快腐蚀越快 例例4(2009广东理基广东理基,25)钢铁生锈过程发生如下反应钢铁生锈过程发生如下反应:2FE+O2+2H2O=2FE(OH)2;4FE(OH)2+O2+2H2O=4FE(OH)3;2FE(OH)3=FE2O3+3H2O 下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.反应反应 中电子转移数目相等中电子转移数目相等B.反应反应中氧化剂是氧气和水中氧化剂是氧气和水C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析本题综合考查解析本题综合考查
31、“电化学腐蚀电化学腐蚀”与氧化还原反应的基本概与氧化还原反应的基本概念念 由由知知,均转移均转移4 MOL电子电子,A正确正确 由由知知,FE是还原剂是还原剂,O2是氧化剂是氧化剂,H2O在反应前后化合价不变在反应前后化合价不变,B错错 FE CU构成原电池构成原电池,FE为负极为负极,加速腐蚀加速腐蚀,C错错 钢铁在潮湿的钢铁在潮湿的空气中能形成原电池空气中能形成原电池,发生电化学腐蚀发生电化学腐蚀,D错错 答案：答案：A变式变式4 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B.当
32、镀锡铁制品的镀层破损时当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用镀层仍能对铁制品起保护作用C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法的阴极保护法D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀受腐蚀解析解析:纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽;当镀锡铁当镀锡铁制品镀层破损时制品镀层破损时,由于铁比锡活泼由于铁比锡活泼,形成原电池时形成原电池时,铁作原电池铁作原电池的负极的负极,加快铁的腐蚀加快铁的腐蚀;锌比铁
33、活泼锌比铁活泼,当在海轮外壳上连接锌块当在海轮外壳上连接锌块后后,锌失电子而海轮外壳被保护锌失电子而海轮外壳被保护;要采用电解原理保护金属要采用电解原理保护金属,应应将金属与电源的负极相连将金属与电源的负极相连,即作电解池的阴极即作电解池的阴极 综合上述分析综合上述分析,可知可知A C正确正确 答案答案:AC点评点评:本题主要考查了金属的腐蚀和防护本题主要考查了金属的腐蚀和防护,考查了考生对电解考查了考生对电解原理和原电池原理的应用能力原理和原电池原理的应用能力 能力关能力关一一 原电池原理的应用原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率例如例如:在锌与稀在锌与稀H2SO
34、4反应时加入少量反应时加入少量CUSO4溶液能使产生溶液能使产生H2的速率加快的速率加快 2.寻求和制造干电池和蓄电池等化学电源寻求和制造干电池和蓄电池等化学电源 3.比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱例如例如:有两种金属有两种金属A和和B,用导线连接后插入到稀用导线连接后插入到稀H2SO4中中,观察观察到到A极溶解极溶解,B极上有气泡产生极上有气泡产生 根据现象判断出根据现象判断出A是负极是负极,B是是正极正极,由原电池原理可知由原电池原理可知,金属活动性金属活动性AB 4.设计化学电池设计化学电池例如例如:以以2FECL3+CU=2FECL2+CUCL2为依据为依据,设计一个原设计一个原
35、电池电池 (1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应,分分别作原电池的负极和正极别作原电池的负极和正极 电极反应式电极反应式:负极负极:CU-2E-=CU2+;正极正极:2FE3+2E-=2FE2+ (2)确定电极材料确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质如发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负极可用该金属直接作负极;如为气体如为气体(如如H2)或溶液中的还原性离子或溶液中的还原性离子,可用惰性电极可用惰性电极(如如PT 碳棒碳棒)作负极作负极 发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼发生还原反应的电极材料必须不如负极材料
36、活泼 本例中可用铜棒作负极本例中可用铜棒作负极,用铂丝或碳棒作正极用铂丝或碳棒作正极 (3)确定电解质溶液确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可一般选用反应物中的电解质溶液即可 如本例中可用如本例中可用FECL3溶液作电解液溶液作电解液 (4)构成闭合回路构成闭合回路 例例1铁及铁的化合物应用广泛铁及铁的化合物应用广泛,如如FECL3可用作催化剂可用作催化剂 印刷电印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等 (1)写出写出FECL3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_ 2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+(2)若将若将(1)中的反应设计成原电池
37、中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图请画出原电池的装置图,标标出正出正 负极负极,并写出电极反应式并写出电极反应式 正极反应正极反应_,负极反应负极反应_ 2Fe3+2e-=2Fe2+Cu=Cu2+2e-(或或Cu-2e-=Cu2+)解析解析(1)FE3+腐蚀铜制电路板利用的是腐蚀铜制电路板利用的是FE3+的强氧化性的强氧化性,FE3+的的这种强氧化性可以把一些金属单质如铁这种强氧化性可以把一些金属单质如铁 铜等氧化成相应的铜等氧化成相应的离子离子,所以反应的离子方程式是所以反应的离子方程式是2FE3+CU=2FE2+CU2+ (2)在原电池中在原电池中,负极失去电子负极失去电子,正极得
38、到电子正极得到电子,由反应由反应2FE3+CU=2FE2+CU2+可以判断出铜的化合价升高可以判断出铜的化合价升高,发生发生氧化反应氧化反应,铜作负极铜作负极,铁元素的化合价降低铁元素的化合价降低,FE3+发生还原反应发生还原反应,正极可以选用石墨棒正极可以选用石墨棒,电解质溶液可以选用氯化铁溶液电解质溶液可以选用氯化铁溶液 仿照仿照教材上的铜锌原电池装置教材上的铜锌原电池装置,可以画出此原电池的装置图可以画出此原电池的装置图 二二 充电电池的充放电问题充电电池的充放电问题充电电池是指既能将化学能转化为电能充电电池是指既能将化学能转化为电能(放电放电),又能将电能转又能将电能转化为化学能化为化
39、学能(充电充电)的一类特殊电池的一类特殊电池,是近几年高考的热点和难是近几年高考的热点和难点点,通过研究考题通过研究考题,掌握其一般的解题规律和方法掌握其一般的解题规律和方法 1.此类问题首先弄清放电时属于原电池此类问题首先弄清放电时属于原电池,正负极材料应从放电正负极材料应从放电方向的反应物中找方向的反应物中找,还原剂在负极上被氧化还原剂在负极上被氧化,氧化剂在正极上氧化剂在正极上被还原被还原;充电时属于电解池充电时属于电解池,阴阳极上的反应物应从充电方向阴阳极上的反应物应从充电方向的反应物中找的反应物中找,氧化剂在阴极上被还原氧化剂在阴极上被还原,还原剂在阳极上被氧还原剂在阳极上被氧化化
40、从各极的电极反应式中可得出极区溶液从各极的电极反应式中可得出极区溶液PH的变化的变化 上述两上述两反应虽然反应物和生成物互换反应虽然反应物和生成物互换 但是在不同条件下进行的但是在不同条件下进行的,不不属于可逆反应属于可逆反应 原电池反应为自发的氧化还原反应原电池反应为自发的氧化还原反应,电解是在电解是在外加电源的条件下发生的氧化还原反应外加电源的条件下发生的氧化还原反应 2.充电时电极接法为充电时电极接法为:3.书写电极方程式必须特别注意是书写电极方程式必须特别注意是“充电充电”还是还是“放电放电” 例例2高铁电池是一种新型可充电电池高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比与普通高能
41、电池相比,该该电池能长时间保持稳定的放电电压电池能长时间保持稳定的放电电压 高铁电池的总反应为高铁电池的总反应为:A.放电时负极反应为放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2C.放电时每转移放电时每转移3 mol电子电子,正极有正极有1 mol K2FeO4被氧化被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强放电时正极附近溶液的碱性增强解析放电时负极发生氧化反应解析放电时负极发生氧化反应ZN-2E-+2OH-=ZN(OH)2,正正极发生还原反应极发生还原反应: +3E-+4H2O=FE(OH)3+5OH-,电极电极附近溶液碱性增强附近溶液碱性增强,D正确正确,C不正确不正确 在充电时阳
42、极发生氧化在充电时阳极发生氧化反应反应:FE(OH)3-3E-+5OH-= +4H2O,B正确正确 答案：答案：C1.(2009桂林模拟桂林模拟)根据原电池的有关知识根据原电池的有关知识,下列反应不能用于下列反应不能用于原电池的是原电池的是( )A.2H2+O2点燃点燃2H2OB.2CH3OH+3O2点燃点燃2CO2+4H2OC.ZN+2HCL ZNCL2+H2D.NAOH+HCL NACL+H2O课课 堂堂 练练 习习解析解析:原电池反应必须是一个放热的氧化还原反应原电池反应必须是一个放热的氧化还原反应,两个因素两个因素缺一不可缺一不可,四个选项均为放热反应四个选项均为放热反应,但选项但选项
43、D是非氧化还原反应是非氧化还原反应,故它不可以用于原电池反应故它不可以用于原电池反应 答案答案:D2.下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )解析解析:依据构成原电池的三个条件分析依据构成原电池的三个条件分析:A中两电极相同中两电极相同;C中中没有连通构成闭合回路没有连通构成闭合回路;D中酒精是非电解质中酒精是非电解质;只有只有B符合条件符合条件 答案答案:B3.关于如图所示装置的叙述中正确的是关于如图所示装置的叙述中正确的是( )A.ZN作负极作负极,发生氧化反应发生氧化反应B.CU作阳极作阳极,发生还原反应发生还原反应C.ZN作阴极作阴极,发生
44、氧化反应发生氧化反应D.CU作负极作负极,发生还原反应发生还原反应解析解析:该装置属于原电池该装置属于原电池,分正负极分正负极 Zn作负极作负极,发生氧化反应发生氧化反应,Cu作正极作正极,Cu2+发生还原反应发生还原反应 答案答案:A4.(2008临沂临沂)电瓶车所用电池一般为铅蓄电池电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型这是一种典型的可充电电池的可充电电池,电池总反应式为电池总反应式为:解析解析:放电时放电时,PB失去电子作负极失去电子作负极,电极反应为电极反应为电子沿着导线经过外电路到达正极电子沿着导线经过外电路到达正极,电流的方向则与此正好相电流的方向则与此正好相反反,故故D选项错
45、误选项错误;选项选项A没指明电流的方向是沿着外电路还是没指明电流的方向是沿着外电路还是内电路内电路,也不正确也不正确;充电时负极发生的反应为放电时的逆反应充电时负极发生的反应为放电时的逆反应,即还原反应即还原反应,故此时应接电源的负极故此时应接电源的负极,C错误错误;充电时的阳极反充电时的阳极反应则正好为放电时的正极反应的逆反应应则正好为放电时的正极反应的逆反应,B正确正确 答案答案:B5.(2008山东济南山东济南)铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法不正确的是下列有关说法不正确的是( )A.正极的电极反应式为正极的电极反应式为:2H+2E-
46、=H2B.此过程中还涉及反应此过程中还涉及反应:4FE(OH)2+2H2O+O2=4FE(OH)3C.此过程中铜并不被腐蚀此过程中铜并不被腐蚀D.此过程中电子从此过程中电子从FE移向移向CU解析解析:该图表示为吸氧腐蚀该图表示为吸氧腐蚀,其中铁铆钉为负极其中铁铆钉为负极,电极反应式为电极反应式为FE-2E-=FE2+,铜板作正极铜板作正极,电极反应式为电极反应式为O2+4E-+2H2O=4OH-,当形成当形成FE(OH)2后后,还有还有4FE(OH)2+O2+2H2O=4FE(OH)3这个反应这个反应,故故A项错误项错误,B C D三项均正确三项均正确 答案答案:A6.铅蓄电池是化学电源铅蓄电
47、池是化学电源,其电极材料分别是其电极材料分别是PB和和PBO2,电解液电解液为稀硫酸为稀硫酸 工作时该电池总反应式为工作时该电池总反应式为PB+PBO2+2H2SO4=2PBSO4+2H2O 根据上述情况判断根据上述情况判断:(1)工作时工作时,电解质溶液的电解质溶液的PH_(填填“增大增大” “减小减小”或或“不变不变”) (2)工作时工作时,电解质溶液中阴离子移向电解质溶液中阴离子移向_极极 (3)电流方向从电流方向从_极流向极流向_极极 (4)写出负极的电极反应式写出负极的电极反应式:_ 增大增大负负正正负负Pb+ -2e-=PbSO4解析解析:蓄电池工作蓄电池工作(放电放电)时时,起原
48、电池作用起原电池作用 题中各小题概括叙题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及到的各个方面述了蓄电池放电时所涉及到的各个方面,分析如下分析如下:根据原电根据原电池原理池原理,负极发生氧化反应负极发生氧化反应,所以所以PB为负极为负极;正极发生还原反应正极发生还原反应,元素化合价降低元素化合价降低,从总反应式可知从总反应式可知,PBO2是氧化剂是氧化剂,即正极反应即正极反应为为PBO2+2E-+4H+ =PBSO4+2H2O;从正极反应或电池从正极反应或电池的总反应可知的总反应可知H2SO4参加了反应参加了反应,H+转变成转变成H2O,所以所以PH增大增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极原电池工
49、作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极阳离子移向正极;电流电流方向与电子移动方向相反方向与电子移动方向相反,从正极沿导线流向负极从正极沿导线流向负极 负极负极PB失失电子后生成电子后生成PB2+,与与 可生成难溶物可生成难溶物PBSO4 故负极反应式故负极反应式为为:PB+ -2E-PBSO4 第第18讲讲 原电池原电池 化学电源化学电源1.(2008广东理科基础广东理科基础)电池是人类生产和生活中的重要能量电池是人类生产和生活中的重要能量来源来源,各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献,下下列有关电池的叙述正确的是列有关电池的叙述正确的是(
50、 )A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析解析:A中碳棒是正极中碳棒是正极,工作中不会消耗工作中不会消耗;原电池是将化学能转原电池是将化学能转化为电能的装置化为电能的装置,B错误错误;原电池工作时原电池工作时,氢气在负极上失去电氢气在负极上失去电子被氧化子被氧化,C正确正确;SIO2是制造光导纤维的材料是制造光导纤维的材料,太阳能电池的太阳
51、能电池的主要材料是晶体硅主要材料是晶体硅 答案答案:C2.(2009潮阳模拟潮阳模拟)利用生活中常见的材料可以进行很多科学利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,如废铝罐和如废铝罐和碳棒碳棒,食盐水等材料制作可用于驱动玩具的电池食盐水等材料制作可用于驱动玩具的电池 上述电池工上述电池工作时作时,有关说法正确的是有关说法正确的是( )A.铝罐将逐渐被腐蚀铝罐将逐渐被腐蚀B.碳棒上发生的反应为碳棒上发生的反应为:O2+4E-=2O2-C.碳棒应与玩具电机的负极相连碳棒应与玩具电机的负极相连D.该电池工作一段时间后碳棒的
52、质量会减轻该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻解析解析:该原电池中碳棒做正极该原电池中碳棒做正极,铝做负极铝做负极 电池工作过程中铝罐电池工作过程中铝罐逐渐被腐蚀逐渐被腐蚀,碳棒上发生的反应为碳棒上发生的反应为:O2+2H2O+4E-=4OH-,碳碳棒为正极棒为正极,应与玩具电机的正极相连应与玩具电机的正极相连,该电池工作一段时间后该电池工作一段时间后,碳棒的质量不会发生变化碳棒的质量不会发生变化 故选故选A 答案答案:A3.(2009威海质检威海质检)把一小块镁把一小块镁 铝合金放入铝合金放入6 MOL/L的的NAOH溶液中溶液中,可以形成微型原电池可以形成微型原电池 则该电池负极发生的电极
53、反应则该电池负极发生的电极反应为为( )A.MG-2E-=MG2+B.AL+4OH-3E-= +2H2OC.4OH-4E-=2H2O+O2D.2H2O+2E-=2OH-+H2解析解析:习惯上说的活泼金属作负极习惯上说的活泼金属作负极,是因为活泼金属能与电解是因为活泼金属能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应质溶液发生自发的氧化还原反应,反应中失去电子反应中失去电子 事实上事实上,本本实验中镁不能与实验中镁不能与NAOH溶液发生自发的氧化还原反应溶液发生自发的氧化还原反应,而铝能而铝能:2AL+2H2O+2OH-= +3H2,所以负极是铝发生反应所以负极是铝发生反应:AL+4OH-3E-= +2H
54、2O,正极是镁正极是镁,发生反应发生反应:2H2O+2E-=2OH-+H2 答案答案:B4.(2008重庆理综重庆理综)如图所示如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中培养皿中,再加入含有适量酚酞和再加入含有适量酚酞和NACL的琼脂热溶液的琼脂热溶液,冷却后冷却后形成琼胶形成琼胶(离子在琼胶内可以移动离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )A.A中铁钉附近呈现红色中铁钉附近呈现红色 B.B中铁钉上发生还原反应中铁钉上发生还原反应C.A中铜丝上发生氧化反应中铜丝上发生氧化反应 D.B中铝条附近有气泡产生中铝条附近有气泡产生解析解析:本题考查
55、原电池反应原理的应用本题考查原电池反应原理的应用 A装置由铁钉装置由铁钉 铜丝铜丝 NACL溶液构成原电池溶液构成原电池,铁钉作负极发生氧化反应铁钉作负极发生氧化反应:FE-2E-=FE2+,铁钉附近不会出现红色铁钉附近不会出现红色,A错误错误 铜丝上发生还原反应铜丝上发生还原反应:O2+4E-+2H2O=4OH-,C错误错误 B装置装置,由铁钉由铁钉 铝条铝条 NACL溶液构成原电池溶液构成原电池,铝条作负极铝条作负极,发生氧化反应发生氧化反应:AL-3E-=AL3+,不会有气泡生成不会有气泡生成,D错误错误 铁钉作正极发生还原反应铁钉作正极发生还原反应:O2+4E-+2H2O=4OH-,B
56、正确正确 答案答案:B5.分析如图所示的四个原电池装置分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是其中结论正确的是( )A.中中MG作为负极作为负极,中中FE作为负极作为负极B.中中MG作为正极作为正极,电极反应式为电极反应式为6H2O+6E-=6OH-+3H2C.中中FE作为负极作为负极,电极反应式为电极反应式为FE-2E-=FE2+D.中中CU作为正极作为正极,电极反应式为电极反应式为2H+2E-=H2解析解析:MG比比AL活泼活泼,在在中中MG做负极做负极,但在但在NAOH溶液中溶液中,MG不反应不反应,而而AL可以反应可以反应,故故中中AL是负极是负极 在浓在浓HNO3中中铁会钝化铁
57、会钝化,故故CU为负极为负极,FE为正极为正极 在在中由于不断向中由于不断向CU极极附近通入空气附近通入空气,而而O2比溶液中的比溶液中的H+得得E-能力强能力强,故故FE失去的电失去的电子子,在在CU极被极被O2得到得到 电极反应式应为电极反应式应为:O2+2H2O+4E-=4OH- 答案答案:B6.(2008石家庄石家庄)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是以下叙述正确的是( )A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极甲中铜片是正极,乙中铜片是负极乙中铜片是负极C
58、.两烧怀中溶液的两烧怀中溶液的PH均增大均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢产生气泡的速度甲比乙慢解析解析:本题是关于原电池问题本题是关于原电池问题 解决问题的关键是抓住原电池解决问题的关键是抓住原电池的原理的原理,即氧化还原反应即氧化还原反应 甲是原电池甲是原电池,锌是负极锌是负极,铜是正极铜是正极,H+在正极被还原在正极被还原,铜片上有气泡铜片上有气泡 乙中乙中ZN和硫酸发生化学反应和硫酸发生化学反应,消消耗了硫酸耗了硫酸,所以甲和乙中硫酸浓度都减小所以甲和乙中硫酸浓度都减小,C说法正确说法正确,A B错误错误 D电化学腐蚀的速率快于普通化学腐蚀电化学腐蚀的速率快于普通化学腐蚀,所以甲中气泡速
59、率所以甲中气泡速率快于乙快于乙 答案答案:C7.(2009广西柳州模拟广西柳州模拟,12)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生发生的原电池反应为的原电池反应为:2FE+2H2O+O2=2FE(OH)2 以下说法正确以下说法正确的是的是( )A.负极发生的反应为负极发生的反应为:FE-2E-=FE2+B.正极发生的反应为正极发生的反应为:2H2O+O2+2E-=4OH-C.原电池是将电能转变为化学能的装置原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀解析解析:吸氧腐蚀过程中吸氧腐蚀过程中,1 MOL
60、O2应得到应得到4 MOL电子电子,B错错 原原电池是将化学能转化为电能的装置电池是将化学能转化为电能的装置,C错错 水下氧气含量少水下氧气含量少,不不易发生吸氧腐蚀易发生吸氧腐蚀,D错错 答案答案:A8.(2009盐城模拟盐城模拟)最近最近,科学家研制出一种纸质电池科学家研制出一种纸质电池,这种这种“软软电池电池”采用薄层纸片作为载体和传导体采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌在一边附着锌,在另在另一边附着二氧化锰一边附着二氧化锰 电池总反应为电池总反应为:ZN+2MNO2+H2O=ZNO+2MNOOH 下列说法不正确的是下列说法不正确的是( )A.该电池该电池ZN为负极为负极,MNO
61、2为正极为正极B.该电池的正极反应为该电池的正极反应为:MNO2+E-+H2O=MNOOH+OH-C.导电时外电路电子由导电时外电路电子由ZN流向流向MNO2,内电路电子由内电路电子由MNO2流流向向ZND.电池工作时水分子和电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片都能通过薄层纸片解析解析:原电池反应中原电池反应中ZN失电子失电子 MNO2得电子得电子,因此该电池负极因此该电池负极为为ZN,正极为正极为MNO2 由电池总反应式减去负极反应式由电池总反应式减去负极反应式ZN-2E-+2OH-=ZNO+H2O即得正极反应式即得正极反应式MNO2+E-+H2O=MNOOH+OH- 电子只能由电子只能
62、由ZN经外电路流向经外电路流向MNO2,而不能通过内电路而不能通过内电路 答案答案:C9.镁及其化合物一般无毒镁及其化合物一般无毒(或低毒或低毒) 无污染无污染,镁电池放电时电压镁电池放电时电压高而平稳高而平稳,因而成为人们研制绿色电池所关注的重点因而成为人们研制绿色电池所关注的重点 有一种有一种镁电池的反应为镁电池的反应为:XMG+MO3S4 MGXMO3S4 下列说下列说法正确的是法正确的是( )A.放电时电池内部放电时电池内部MG2+向负极迁移向负极迁移B.放电时负极反应为放电时负极反应为:MG-2E-=MG2+C.充电时电池负极发生还原反应生成镁充电时电池负极发生还原反应生成镁D.此电
63、池可以用稀此电池可以用稀H2SO4做电解质溶液做电解质溶液解析解析:本题考查电极反应的书写本题考查电极反应的书写 放电时放电时,负极反应为负极反应为MG-2E-=MG2+,正极反应为正极反应为MO3S4+3MG2+6E-=MG3MO3S4,则则MG2+向正极移动向正极移动,并在正极发生反应并在正极发生反应,A选项错误选项错误,B选项正确选项正确,充电时与负极相连的阴极发生还原反应充电时与负极相连的阴极发生还原反应,C选项正确选项正确;若电解质若电解质为酸性为酸性,则则MG3MO3S4会与会与H+反应反应,D选项错误选项错误 答案答案:BC10.(2009江苏江苏)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池
64、结构示意以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示图如下图所示 关于该电池的叙述正确的是关于该电池的叙述正确的是( )A.该电池能够在高温下工作该电池能够在高温下工作B.电池的负极反应为电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24E-=6CO2+24H+C.放电过程中放电过程中,H+从正极区向负极区迁移从正极区向负极区迁移D.在电池反应中在电池反应中,每消耗每消耗1 MOL氧气氧气,理论上能生成标准状况理论上能生成标准状况下下CO2气体气体解析解析:A选项选项:湿度过高湿度过高,不利于微生物的生存不利于微生物的生存;C选项中选项中,原电池原电池工作时工作时,电解质溶中的阳离子电解质
65、溶中的阳离子(H+)应从负极向正极做定向运动应从负极向正极做定向运动;D选项中选项中,原电池工作的总反应为原电池工作的总反应为:C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,所以每消耗所以每消耗1 MOL O2,就能生就能生成成1 MOL CO2气体气体 答案答案:B11.(2009山东聊城山东聊城)如图如图X为单质硅为单质硅,Y为金属铁为金属铁,a为为NaOH溶溶液液,按图组装成一个原电池按图组装成一个原电池,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是( )A.X为负极为负极,电极反应为电极反应为SI-4E-=SI4+B.Y为负极为负极,电极反应为电极反应为4H2O+4E-=4OH-+2H2C.
66、X为负极为负极,电极反应为电极反应为SI+6OH-4E-= +3H2OD.Y为负极为负极,电极反应为电极反应为FE-2E=FE2+解析解析:该原电池反应的总化学方程式是该原电池反应的总化学方程式是SI+2NAOH+H2O=NA2SIO3+2H2,SI为还原剂为还原剂,失电子失电子 答案答案:C12.(2009荆州模拟荆州模拟)铁生锈是比较常见的现象铁生锈是比较常见的现象,某实验小组某实验小组,为为研究铁生锈的条件研究铁生锈的条件,设计了以下快速设计了以下快速 易行的方法易行的方法:首先检查制氧气装置的气密性首先检查制氧气装置的气密性,然后按图连接好装置然后按图连接好装置,点燃酒点燃酒精灯给药品
67、加热精灯给药品加热,持续持续3分钟左右分钟左右,观察到的实验现象为观察到的实验现象为:直直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀发生锈蚀;直形管中干燥的铁丝表面依然光亮直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀没有发生锈蚀;烧烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮杯中潮湿的铁丝表面依然光亮 (1)由于与金属接触的介质不同由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型金属腐蚀分成不同类型,本实本实验中铁生锈属于验中铁生锈属于_ 能表示其原理的反应方程式为能表示其原理的反应方程式为 _ 电化学腐蚀电化学腐蚀负极负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极
68、正极:2H2O+O2+4e-=4OH-(也可写总反应方程式也可写总反应方程式,多多写写Fe(OH)2 Fe(OH)3的反应方程式也不算错的反应方程式也不算错)(2)仪器仪器A的名称为的名称为_,其中装的药品可以其中装的药品可以是是_,其作用是其作用是_ (3)由实验可知由实验可知,该类铁生锈的条件为该类铁生锈的条件为_ 球形干燥管球形干燥管碱石灰碱石灰(或无水或无水CaCl2)干燥干燥O2与与O2接触接触,与水接触与水接触解析解析:钢铁在潮湿环境下形成原电池钢铁在潮湿环境下形成原电池,发生电化学腐蚀发生电化学腐蚀,此实验此实验在直形管中的现象说明在直形管中的现象说明,潮湿是铁生锈的前提潮湿是铁
69、生锈的前提,而没有潮湿程而没有潮湿程度对生锈快慢的影响度对生锈快慢的影响,直形管实验与烧杯实验的对比直形管实验与烧杯实验的对比,则说明则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素浓度是影响生锈快慢的一个重要因素 13.某校化学研究性学习小组欲设计实验验证某校化学研究性学习小组欲设计实验验证FE CU的金属的金属活动性活动性,他们提出了以下两种方案他们提出了以下两种方案 请你帮助他们完成有关实请你帮助他们完成有关实验项目验项目:方案方案:有人提出将大小相等的铁片和铜片有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫分别同时放入稀硫酸酸(或稀盐酸或稀盐酸)中中,观察产生气泡的快慢观察产生气泡的快慢,
70、据此确定它们的活动性据此确定它们的活动性 该原理的离子方程式为该原理的离子方程式为_ Fe+2H+=Fe2+H2方案方案:有人利用有人利用FE CU作电极设计成原电池作电极设计成原电池,以确定它们的以确定它们的活动性活动性 试在下面的方框内画出原电池装置图试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的标出原电池的电极材料和电解质溶液电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式并写出电极反应式 正极反应式正极反应式: _;负极反应式负极反应式: _ Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2方案方案:结合你所学的知识结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证帮助他们再设计一个验证FE CU活动性的简单实验
71、方案活动性的简单实验方案(与方案与方案 不能雷同不能雷同);_,用离子方程式表示其反应原理用离子方程式表示其反应原理:_ 把铁片插入把铁片插入CuSO4溶液中溶液中,一段时间后一段时间后,观察铁片表面是否生观察铁片表面是否生成红色物质成红色物质Fe+Cu2+=Fe2+Cu解析解析:比较或验证金属活动性方案有很多比较或验证金属活动性方案有很多,可以利用金属与酸可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证反应的难易来判断或验证;也可以利用原电池原理也可以利用原电池原理,负极是较负极是较活泼的金属活泼的金属 也可以利用金属单质间的置换反应来完成也可以利用金属单质间的置换反应来完成 14.(2009天津理综
72、天津理综,10)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置新型发电装置 如图为电池示意图如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细该电池电极表面镀一层细小的铂粉小的铂粉,铂吸附气体的能力强铂吸附气体的能力强,性质稳定性质稳定 请回答请回答:(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_,在在导线中电子流动方向为导线中电子流动方向为_(用用A B表示表示) (2)负极反应式为负极反应式为_ (3)电极表面镀铂粉的原因为电极表面镀铂粉的原因为_ 增大电极单位面积吸附增大电极单位面积吸附H2 O2分子数分子数,加快电极反应速率加快电极反应速率
73、由化学能转变为电能由化学能转变为电能由由a到到b2H2+4OH-4e-=4H2O或或H2+2OH-2e-=2H2O(4)该电池工作时该电池工作时,H2和和O2连续由外部供给连续由外部供给,电池可连续不断提电池可连续不断提供电能供电能 因此因此,大量安全储氢是关键技术之一大量安全储氢是关键技术之一 金属锂是一种重金属锂是一种重要的储氢材料要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下吸氢和放氢原理如下:.2LI+H22LIH.LIH+H2O=LIOH+H2反应反应中的还原剂是中的还原剂是_,反应反应中的氧化剂是中的氧化剂是_ 已知已知LIH固体密度为固体密度为0.82 G/CM3,用锂吸收用锂吸收224 L(
74、标准状况标准状况)H2,生成的生成的LIH体积与被吸收的体积与被吸收的H2体积比为体积比为_ 由由生成的生成的LIH与与H2O作用作用,放出的放出的H2用作电池燃料用作电池燃料,若能若能量转化率为量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为则导线中通过电子的物质的量为_MOL LiH2O32解析解析:(1)氢氧燃料电池中氢氧燃料电池中,负极通负极通H2,正极通正极通O2,所以导线中电所以导线中电子由子由A到到B (2)负极负极H2被氧化被氧化,写反应式时要注意电解质溶液的组成写反应式时要注意电解质溶液的组成 (3)本题考查读题能力本题考查读题能力,铂粉作用在题设中有说明铂粉作用在题设中有说明,在学习中要在学习中要注意自学能力的培养注意自学能力的培养 (4)2LI+H2 2LIH 22.4 L 16 G吸收吸收224 L H2时时,生成的生成的LIH的质量为的质量为160 G,LIH的体积与被的体积与被吸收的吸收的H2体积比为体积比为:LIH+H2O=LIOH+H28 G1 MOL160 G LIH与与H2O作用生成作用生成20 MOL H2,H2完全被氧化失完全被氧化失40 MOL电子电子,若能量转化率为若能量转化率为80%,则导线中通过的电子的物质则导线中通过的电子的物质的量为的量为40 MOL80%=32 MOL
