原電池與化學(xué)電源 復(fù)習(xí)

1、個(gè)性化輔導(dǎo)學(xué)案高中化學(xué)中學(xué)輔導(dǎo)原電池與化學(xué)電源 復(fù)習(xí)一、原電池的工作原理【例題】某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液下列說(shuō)法正確的是（）AZn為電池的負(fù)極B正極反應(yīng)式為2FeO42+10H+6e=Fe2O3+5H2OC該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變D電池工作時(shí)OH向負(fù)極遷移【解答】解：A根據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn化合價(jià)只能上升，故為負(fù)極材料，K2FeO4為正極材料，故A正確；BKOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極電極方程式為2FeO42+6e+8H2O=2Fe（OH）3+10OH，故B錯(cuò)誤；C該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度減小，故錯(cuò)誤；D電池工作時(shí)陰離子OH向負(fù)極遷移，故

2、D正確【變式訓(xùn)練1】MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池下列敘述錯(cuò)誤的是（）A負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2+B正極反應(yīng)式為Ag+e=AgC電池放電時(shí)Cl由正極向負(fù)極遷移D負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2【變式訓(xùn)練2】圖1是銅鋅原電池示意圖圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示（）A銅棒的質(zhì)量Bc（Zn2+）Cc（H+）Dc（SO42）【變式訓(xùn)練3】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na+和SO42可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室下

3、列敘述正確的是（）A通電后中間隔室的SO42離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負(fù)極反應(yīng)為2H2O4e=O2+4H+，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成二、電極反應(yīng)方程式書寫【例題】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(yīng)式為：2Li+FeS+2e=Li2S+Fe有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中，正確的是（）ALiAl在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價(jià)為+1價(jià)B該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS=Li2S+FeC負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al3e=Al3+D充電時(shí)，

4、陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2S+Fe2e=2Li+FeS【解答】解：A、Li和Al都屬于金屬，所以LiAl應(yīng)該屬于合金而不是化合物，因此化合價(jià)為0價(jià)，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)正極反應(yīng)2Li+FeS+2e=Li2S+Fe與負(fù)極反應(yīng)2Li2e=2Li+相加可得反應(yīng)的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS=Li2S+Fe，故B正確；C、由正極反應(yīng)式知負(fù)極應(yīng)該是Li失去電子而不是Al，故C錯(cuò)誤；D、充電時(shí)為電解池原理，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，正確的反應(yīng)式是2Li+2e=2Li，故D錯(cuò)誤；【變式訓(xùn)練1】一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水（l）和二氧化碳該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是（）ACH3OH（g）

5、+O2（g）2eH2O（l）+CO2（g）+2H+（aq）BO2（g）+4H+（aq）+4e2H2O（l）CCH3OH（g）+H2O（l）6eCO2（g）+6H+（aq）DO2（g）+2H2O（l）+4e4OH（aq）【變式訓(xùn)練2】已知空氣鋅電池的電極反應(yīng)為鋅片：Zn+2OH2e=ZnO+H2O；碳棒：O2+2H2O+4e=4OH，據(jù)此判斷，鋅片是（）A正極，被還原B正極，被氧化C負(fù)極，被還原D負(fù)極，被氧化【變式訓(xùn)練3】如果將氧化還原反應(yīng)：4NH3+3O22N2+6H2O設(shè)計(jì)成原電池，則其正極或負(fù)極的電極反應(yīng)式不可能是（）AO2+4H+4e=2H2OBO2+2H2O+4e=4OHCN2H4+4

6、OH4e=N2+4H2ODN2H4+4H+2e=2NH4+三、化學(xué)電源（一）鉛蓄電池【例題】如圖為鉛蓄電池的示意圖下列說(shuō)法正確的是（）A放電時(shí)，N為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為：PbO2+SO42+4H+2e=PbSO4+2H2OB放電時(shí)，c（H2SO4）不變，兩極的質(zhì)量增加C充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為：PbSO4+2e=Pb+SO42D充電時(shí)，若N連電源正極，則該極生成PbO2【解答】解：A由鉛蓄電池的總反應(yīng)PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O可知，放電時(shí)，Pb被氧化，應(yīng)為電池負(fù)極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Pb2e+SO42=PbSO4，故A錯(cuò)誤；B放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)：Pb2e+SO42=PbSO4

7、，正極上：4H+PbO2+SO42+2e=2H2O+PbSO4，兩個(gè)電極質(zhì)量增加，但是反應(yīng)中硫酸被消耗，濃度減小，故B錯(cuò)誤；C充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，2H2O+PbSO42e=4H+PbO2+SO42，故C錯(cuò)誤；D充電時(shí)，若N連電源正極，該極上硫酸鉛發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2H2O+PbSO42e=4H+PbO2+SO42，該極生成PbO2，故D正確【變式訓(xùn)練1】用鉛蓄電池電解甲、乙電解池中的溶液已知鉛蓄電池的總反應(yīng)為：Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）2PbSO4（s）+2H2O（l）電解一段時(shí)間后向c極和d極附近分別滴加酚酞試劑，c極附近溶液變紅，下列說(shuō)法正確的是（）

8、Ad極為陰極B放電時(shí)鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為：PbO2（s）+4H+（aq）+SO42（aq）+4ePbSO4（s）+2H2O（l）C若利用甲池精煉銅，b極應(yīng)為粗銅D若四個(gè)電極材料均為石墨，當(dāng)析出6.4gCu時(shí)，兩池中共產(chǎn)生氣體3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）【變式訓(xùn)練2】用氟硼酸（HBF4，屬于強(qiáng)酸）代替硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時(shí)的性能更優(yōu)良，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Pb+PbO2+4HBF42Pb（BF4）2+2H2O，Pb（BF4）2為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是（）A放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：PbO2+4H+2e=Pb2+2H2OB充電時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極質(zhì)量增加23.9g時(shí)轉(zhuǎn)

9、移0.4mol電子C放電時(shí)，正極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH增大D充電時(shí)，Pb電極與電源的正極相連【變式訓(xùn)練3】鉛蓄電池的工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，下列判斷不正確的是（）AK閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO4+2H2O2ePbO2+4H+SO42B當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，I中消耗的H2SO4為0.2molCK閉合時(shí)，II中SO42向c電極遷移DK閉合一段時(shí)間后，II可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極（二）鋰電池【例題】已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC+Li1xCoO2C+LiCoO2；鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li+SLi2S有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是（）A鋰離

10、子電池放電時(shí)，Li+向負(fù)極遷移B鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C理論上兩種電池的比能量相同D圖中表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電【解答】解：A、原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則鋰離子電池放電時(shí)，Li+向正極遷移，故A錯(cuò)誤；B、鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極與外接電源的負(fù)極相連，鋰電極上Li+得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C、比能量是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，鋰硫電池放電時(shí)負(fù)極為L(zhǎng)i，鋰離子電池放電時(shí)負(fù)極為L(zhǎng)ixC，兩種電池的負(fù)極材料不同，所以比能量不同，故C錯(cuò)誤；D、圖中表示鋰硫電池給鋰離子電池充電，右邊電極材料是Li和S，鋰負(fù)極，硫?yàn)檎龢O，左邊電極材料是C和LiCoO2，由鋰離子

11、電池的總反方程式可知C+LiCoO2LixC+Li1xCoO2為充電過(guò)程即為電解池，則鋰硫電池給鋰離子電池充電，LiCoO2為陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)：LiCoO2xexLi+=Li1xCoO2；C為陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)：C+xe+xLi+=LixC，則C與負(fù)極Li相連，LiCoO2應(yīng)與正極S相連，故D錯(cuò)誤；【變式訓(xùn)練1】LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車電池反應(yīng)為：FePO4+LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)下列有關(guān)LiFePO4電池說(shuō)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

12、Li+向負(fù)極移動(dòng)C充電過(guò)程中，電池正極材料的質(zhì)量減少D放電時(shí)電池正極反應(yīng)為：FePO4+Li+e=LiFePO4【變式訓(xùn)練2】天津是我國(guó)研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷（LiCoO2），充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化，Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳（C6）中，以LiC6表示電池反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2+C6CoO2+LiC6，下列說(shuō)法正確的是（）A充電時(shí)，電池的負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)iC6e=Li+C6B放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li+e=LiCoO2C羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低【變式訓(xùn)練3】

13、某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)放電時(shí)的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4Li2Mn2O4下列說(shuō)法正確的是（）A放電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)B放電時(shí)，正極反應(yīng)為：Li+LiMn2O4+eLi2Mn2O4C充電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)D充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為：Li+eLi（三）燃料電池【例題】某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)，以C4H10為燃料時(shí)，該電池工作原理如圖下列說(shuō)法正確的是（）Aa為C4H10，b為CO2B在熔融電解質(zhì)中，CO32向正極移動(dòng)C此電池在常溫時(shí)也能工作D通入丁烷的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為：C

14、4H1026e+13CO32=17CO2+5H2O【解答】解：A燃料電池中通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，根據(jù)電子流向知，左邊電極是負(fù)極、右邊電極是正極，所以a是C4H10，b為O2，故A錯(cuò)誤；B原電池放電時(shí)，碳酸根離子向負(fù)極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，需要高溫條件，故C錯(cuò)誤；D通入丁烷的一極是負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為C4H1026e+13CO32=17CO2+5H2O，故D正確；【變式訓(xùn)練1】有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說(shuō)法正確的是（）每消耗1mol CH4可以向外電路提供

15、8mole負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式CH4+10OH8e=CO32+7H2O負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH電池放電后，溶液pH不斷升高ABCD【變式訓(xùn)練2】一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2下列對(duì)該燃料電池說(shuō)法正確的是（）A在熔融電解質(zhì)中，O2由負(fù)極移向正極B通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：2C4H10+26e+13O2=4CO2+5H2OC通入空氣的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為：O2+4e=2O2D電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O28CO2+10H2O【變式訓(xùn)

16、練3】將鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和O2，即可產(chǎn)生電流，此裝置稱為甲烷燃料電池下列敘述中正確的是（）通入CH4的電極為正極；正極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=4OH；通入CH4的電極反應(yīng)式為：CH4+2O2+4e=CO2+2H2O；負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4+10OH8e=+7H2O；放電時(shí)溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)；放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)ABCD四、綜合訓(xùn)練1由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：（1）裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是 （2）裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是 （3）裝

17、置丙中溶液的pH（填“變大”、“變小”或“不變”）（4）四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是2甲醇是燃料電池的常見原料，現(xiàn)以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，以甲醇為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極圖是甲醇燃料電池模型，試回答下列問(wèn)題：寫出該燃料電池的正極反應(yīng)式b處應(yīng)該通入（填空氣或者甲醇）M、N是陰離子交換膜，則陰離子移動(dòng)的方向是（填“從左到右”或“從右到左”）用該電池電解500mL，0.2mol/L的CuSO4溶液，消耗3.2g甲醇時(shí)，陰極析出Cu的質(zhì)量為3蓄電池是一種反復(fù)充電、放電的特定裝置已知一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下：NiO2+Fe+2H2O Fe（O

18、H）2+Ni（OH）2（1）此蓄電池在充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)與外加電源的極連接，電極反應(yīng)式為：（2）以銅為電極，用此蓄電池作電源，電解以下溶液，開始階段發(fā)生反應(yīng)：Cu+2H2OCu（OH）2+H2的有A稀H2SO4BNaOH溶液CNa2SO4溶液 DCuSO4溶液 ENaCl溶液（3）假如用此蓄電池電解以下溶液 （電解池兩極均為惰性電極），工作一段時(shí)間后，蓄電池內(nèi)部消耗了0.36 g水請(qǐng)回答下列問(wèn)題：電解足量N（NO3）x溶液時(shí)某一電極析出了a g金屬N，則金屬N的相對(duì)原子質(zhì)量R的計(jì)算公式為R=（用含a、x的代數(shù)式表示）電解含有0.1 molL1的CuSO4溶液100 mL，陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為L(zhǎng)；將電解后的溶液加水稀釋至2L，溶液的pH=（4）熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)、CH4為燃料、空氣為氧化劑、稀土金屬材料為電極的新型電池已知該熔融鹽電池的負(fù)極的電極反應(yīng)是：CH48e+4 CO5CO2+2H2O，則正極的電極反應(yīng)式為。（5）有一種用CO2為主要原料生產(chǎn)甲醇燃料的方法：已知：CO2（