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文檔簡介
1、高中常見的原電池電極反應(yīng)式的書寫(教師卷) 一次電池1、伏打電池:(負極Zn、正極Cu、電解液H2SO4) 負極: Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極: 2H+2e-=H2 (還原反應(yīng))離子方程式 Zn + 2H+ = H2+ Zn2+ 2、鐵碳電池:(負極Fe、正極C、電解液H2CO3 弱酸性) 負極: Fe2e-=Fe2+ (氧化反應(yīng)) 正極:2H+2e-=H2 (還原反應(yīng))離子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+ (析氫腐蝕)3、鐵碳電池:(負極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負極: 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反應(yīng)) 正極:O2+2H2O+4e-=4 (還原反應(yīng))化學方程式
2、 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蝕) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3 H2O (鐵銹的生成過程)4.鋁鎳電池:(負極Al、正極Ni 電解液 NaCl溶液、O2)負極: 4Al12e-=4Al3+ (氧化反應(yīng)) 正極:3O2+6H2O+12e-=12(還原反應(yīng))化學方程式 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋燈標電池)5、普通鋅錳干電池:(負極Zn、正極C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)負極:Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極:2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (還原反應(yīng))化學方程
3、式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH36、堿性鋅錳干電池:(負極Zn、正極C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物)負極: Zn + 2OH 2e-= Zn(OH)2 (氧化反應(yīng))正極:2MnO2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH (還原反應(yīng))化學方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH7、銀鋅電池:(負極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負極 :Zn+2OH2e-= Zn(OH)2 (氧化反應(yīng))正極 :Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (還原反應(yīng))化學方程式 Zn + Ag2O +
4、H2O = Zn(OH)2 + 2Ag8、鋁空氣海水(負極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水)負極 :4Al12e=4Al3+ (氧化反應(yīng))正極 :3O2+6H2O+12e=12OH (還原反應(yīng))總反應(yīng)式為: 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面)9、鎂-鋁電池 (負極-Al、正極-Mg 電解液KOH)負極(Al): 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應(yīng))正極(Mg): 6H2O + 6e- 3H2+6OH (還原反應(yīng))化學方程式: 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H210、鋰電池一型:(負極-金
5、屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2)負極 :8Li 8e8 Li + (氧化反應(yīng))正極 :3SOCl28eSO322S6Cl (還原反應(yīng))化學方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S, 二次電池(又叫蓄電池或充電電池)1、鉛蓄電池:(負極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸) 放電時 負極: Pb2eSO42=PbSO4 (氧化反應(yīng))正極: PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (還原反應(yīng)) 充電時 陰極: PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4 (還原反應(yīng))陽極: PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2
6、H+ (氧化反應(yīng))總化學方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O2、鐵-鎳電池:(負極- Fe 、正極NiO 2、電解質(zhì)溶液為KOH溶液)放電時 負極: Fe2e+ 2 OH = Fe (OH)2 (氧化反應(yīng))正極: NiO2 + 2H2O + 2e= Ni(OH)2 + 2 OH (還原反應(yīng))充電時 陰極: Fe (OH)2 + 2e= Fe + 2 OH (還原反應(yīng))陽極: Ni(OH)2 2e+ 2 OH = NiO 2 + 2H2O (氧化反應(yīng))總化學方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4電池(正極LiFeP
7、O4,負極石墨,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì))放電時 負極: Li e =Li + (氧化反應(yīng))正極: FePO4 + Li+ + e= LiFePO4 (還原反應(yīng))充電時: 陰極: Li+ + e= Li (還原反應(yīng))陽極: LiFePO4e= FePO4 + Li+ (氧化反應(yīng))總化學方程式 FePO4 + Li LiFePO44、鎳-鎘電池(負極-Cd 、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液)放電時 負極: Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反應(yīng))Ni(OH)2+Cd(OH)2 正極: 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (還原反應(yīng))充電時
8、 陰極: Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (還原反應(yīng))陽極:2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反應(yīng))總化學方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氫-鎳電池:(負極-LaNi5儲氫合金、正極NiOOH、電解質(zhì)KOH+LiOH)放電時 負極: LaNi5H 66e+ 6OH= LaNi5 + 6H2O (氧化反應(yīng))正極: 6NiOOH +6e+ 6H2O =6 Ni(OH)2 + 6OH (還原反應(yīng)) 充電時 陰極: LaNi5 +6e+ 6H2O= LaNi5H 6+ 6OH (還原反應(yīng))陽極
9、: 6 Ni(OH)2 6e+ 6OH= 6NiOOH + 6H2O (氧化反應(yīng))總化學方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)26、高鐵電池:(負極Zn、正極-石墨、電解質(zhì)為浸濕固態(tài)堿性物質(zhì))放電時 負極:3Zn 6e- + 6 OH= 3 Zn(OH)2 (氧化反應(yīng)) 正極:2FeO42 +6e-+ 8H2O =2 Fe (OH)3 + 10OH (還原反應(yīng)) 充電時 陰極:3Zn(OH)2 +6e-=3Zn + 6 OH (還原反應(yīng)) 陽極:2Fe(OH)3 6e-+ 10OH=2FeO42+ 8H2O (氧化反應(yīng)) 總化學方程式 3Zn + 2K2Fe
10、O4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、鋰電池二型(負極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時LiCoO2中Li被氧化,Li+還原以Li原子形式嵌入電池負極材料碳C6中,以LiC6表示)放電時 負極: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反應(yīng))正極: Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2 (還原反應(yīng))充電時 陰極: Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- LiC6 (還原反應(yīng)) 陽極: LiCoO2 xe- Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 Li(1-x)
11、CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料電池一、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑(Pt)或石墨 做電極材料,負極通入H2,正極通入 O2,總反應(yīng) 為:2H2 + O2 = 2H2O 電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì),有下列三種情況:1、電解質(zhì)是KOH溶液(堿性電解質(zhì))負極:H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應(yīng))正極:O2 + H2O + 4e- = OH(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O 2、電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì)) 負極:H2 2e- = 2H+ (氧化反應(yīng)) 正極:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反
12、應(yīng)) 總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O 3、電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì)) 負極:H2 2e- = 2H+(氧化反應(yīng))正極:O2 + H2O + 4e- = 4OH總反應(yīng)方程式 2H2 + O2 = 2H2O 說明1、堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+ 2、.水溶液中不能出現(xiàn)O2-3、中性溶液反應(yīng)物中無H+ 和OH- 4、酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH- 二、甲醇燃料電池1堿性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液KOH溶液) 正極:3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (還原反應(yīng)) 負極:2CH3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方
13、程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 2. 酸性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液)正極:3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O (還原反應(yīng))(注:乙醇燃料電池與甲醇負極:2CH3OH 12e- +2H2O=12H+2CO2 (氧化反應(yīng)) 燃料電池原理基本相) 總反應(yīng)式 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O (氧化反應(yīng)) 三、CO燃料電池 (總反應(yīng)方程式均為: 2CO O2 2CO2)1、熔融鹽(鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣)正極: O2 4e- 2C
14、O2 2CO32- (還原反應(yīng))負極: 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反應(yīng))2、酸性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液)正極: O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (還原反應(yīng))負極: 2CO 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H+ (氧化反應(yīng))四、肼燃料電池(鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH (還原反應(yīng))負極: N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O五、甲烷燃料電池1堿性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極: 2O2 + 2H
15、2O + 8e- = 8 OH (還原反應(yīng))負極: CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O2、酸性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液)正極: 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O (還原反應(yīng))負極: CH4 - 8e- + 2H2O = 8H+ + CO2 (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O六、丙烷燃料電池(鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負極通入丙烷、電解液有三種)1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽(K2CO3或Na2CO3)正極 : 5O2 +
16、20e- + 10CO2 = 10CO32- (還原反應(yīng))負極 : C3H8 - 20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O2、酸性電解質(zhì) (電解液H2SO4溶液)正極 : 5O2 + 20e- + 26H+ = 10H2O (還原反應(yīng))負極 : C3H8 - 20e- + 6H2O = 3CO2 + 20 H+ (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O3、堿性電解質(zhì)(鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極 : 5O2 + 20e- + 10H2O = 20OH (還原反應(yīng))負極
17、 : C3H8 - 20e-+ 26 OH = 3CO32- + 17H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O七、乙烷燃料電池 (鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極 : 7O2 + 28e- + 14H2O = 28OH (還原反應(yīng))負極 : 2C2H6 - 28e-+ 36 OH = 4CO32- + 24H2O (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O原電池針對性練習1.下列各項正確的是( )電極反應(yīng)式出現(xiàn)環(huán)境AH2-2e-=2H+堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負極反應(yīng)B4OH-4e
18、-=O2+2H2O中性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕C2H+2e-=H2用Cu作電極電解NaOH溶液的陰極反應(yīng)DH2-2e-=2H+用惰性電極電解H2SO4的陽極反應(yīng)AA BB CC DD【答案】1.分析:A氫氧燃料堿性電池中,負極上生成水;B中性環(huán)境下,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕;C銅作電極電解氫氧化鈉溶液時,開始陰極上氫離子放電;D用惰性電解稀硫酸時陽極上氧氣離子放電解答:解:A氫氧燃料堿性電池中,負極上生成水,電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O,故A錯誤;B中性環(huán)境下,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-,故B錯誤;C銅作電極電解氫氧化鈉溶液
19、時,開始陰極上氫離子放電,電極反應(yīng)式為2H+2e-=H2,故C正確;D用惰性電解稀硫酸時陽極上氧離子放電,電極反應(yīng)式為4OH-4e-=O2+2H2O,故D錯誤;故選C2.下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語中,正確的是( )A鋼鐵腐蝕時可能發(fā)生的正極反應(yīng)為:4OH-+4e-2H2O+O2B明硯水解反應(yīng)的離子方程式:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+C氯化銨濃溶液與氫氧化鈉溶液混合的離子方程式為:NH4+OH-NH3+H2OD氯化鋁溶液中加入過量氨水的離子方程式:Al3+4NH3H2OAlO2-+4NH4+2H2O【答案】2.分析:A鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),發(fā)生析氫腐蝕時
20、,正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng);B鹽類水解反應(yīng)存在水解平衡,要用可逆號;C氯化銨和氫氧化鈉濃溶液混合時反應(yīng)生成氨氣;D氫氧化鋁能溶于強堿但不能溶于弱堿解答:解:A鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2H2O+O2+4e-=4OH-,發(fā)生析氫腐蝕時,正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:4H+4e-=2H2,故A錯誤;B鹽類水解反應(yīng)存在水解平衡,要用可逆號,所以明礬水解方程式為:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,故B錯誤;C氯化銨和氫氧化鈉濃溶液混合時反應(yīng)生成氨氣,反應(yīng)方程式為:NH4+OH-NH3+H2O,故C正確;D氫氧化鋁能溶于強堿但不能溶于弱堿
21、,所以氯化鋁和氨水反應(yīng)方程式為:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+,故D錯誤;故選C3.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的時候,發(fā)生還原反應(yīng)的電極方程式是( )AFe-2e-Fe2+ B2H+2e-H2C4OH-4e-2H2O+O2 D2H2O+O2+4e-4OH-【答案】3.分析:鋼鐵在弱酸性、中性或堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕,鐵易失電子而作負極,碳作正極,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)解答:解:鋼鐵在弱酸性、中性或堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕,鐵易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,碳作正極,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-4OH-,故選D4.鎳
22、鉻( NiCd)可充電電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,它的充、放電反應(yīng)按下式進行:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2;已知Ni(OH)2、Cd(OH)2和NiOOH都不溶于KOH溶液則下列有關(guān)電極反應(yīng)式正確的是( )A放電時負極:Cd-2e-Cd 2+B放電時正極:2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-C充電時陽極:2Ni(OH)2-2e-+4H+2Ni3+4H2OD充電時陰極:Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-【答案】4.分析:當該電池放電時為原電池,負極上鉻失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上NiOOH得電子發(fā)
23、生還原反應(yīng);當該電池充電時為電解池,陽極上Ni(OH)2失電子發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上Cd(OH)2得電子發(fā)生還原反應(yīng),據(jù)此分析解答解答:解:A放電時負極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,故A錯誤;B放電時正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-,故B正確;C充電時陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:2Ni(OH)2+2OH-2e-2NiOOH+2H2O,故C錯誤;D充電時陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,故D正確;故選BD5.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池,該電池在放電時的反應(yīng)如下:Pb (s)+ PbO2(s
24、) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l),根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是( )APbO2是電池的負極 B負極的電極反應(yīng)式為:Pb(s)+SO42(aq)2e = PbSO4(s)C鉛蓄電池屬于一次電池 D電池放電時,溶液酸性增強【答案】5.B【解析】試題分析:A. 在放電時PbO2是電池的正極,錯誤;B. 負極的電極反應(yīng)式為:Pb(s)+SO42(aq)2e = PbSO4(s),正確;C. 鉛蓄電池屬于可充電電池,是二次電池,錯誤; D. 電池放電時,由于不斷消耗硫酸,所以溶液酸性減弱,錯誤。6.電子表所用的某種紐扣電池的電極材料為Zn和Ag2O,電解質(zhì)溶液是KOH
25、其電極反應(yīng)式為:Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,下列敘述正確的是( )A負極反應(yīng)為Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- B負極材料是ZnO,正極材料是Ag2OC電流方向是由Zn到Ag2O D電池總反應(yīng)為Zn+Ag2O=ZnO+2Ag【答案】6.分析:根據(jù)化合價變化可知Zn被氧化,應(yīng)為原電池的負極,則正極為Ag2O,原電池中電流從正極流向負極,根據(jù)電極反應(yīng)式可得電池總反應(yīng)為Zn+Ag2O=ZnO+2Ag解答:解:A、由電極反應(yīng)式可知,Zn的化合價由0價升高到+2價,被氧化,為原電池的負極,電極反應(yīng)為Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-,
26、故A錯誤;B、Zn被氧化,應(yīng)為原電池的負極,Ag2O被還原,應(yīng)為原電池的正極,故B錯誤;C、原電池中電流從正極流向負極,即從Ag2O到Zn,故C錯誤;D、根據(jù)電極反應(yīng)式可得電池總反應(yīng)為Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,故D正確故選D7.人造地球衛(wèi)星用的一種高能電池銀鋅電池,該電池的電極反應(yīng)式為:Zn2OH- 2e- = ZnOH2O;Ag2OH2O2e-2Ag2OH-,據(jù)此判斷氧化銀是( )A負極,并被氧化 B正極,并被還原 C負極,并被還原 D正極,并被氧化【答案】7.B【解析】 試題分析:由銀鋅電池的工作原理可知:Zn作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化;氧化銀作正極,發(fā)生還原反應(yīng),被還原。故選項是
27、B。8.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時的總反應(yīng)為FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2 下列有關(guān)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FeB電池放電時,負極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2C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(yīng)為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O【答案】8.C【解析】試題分析:A電池的電解液為堿性溶液,氧化性物質(zhì)Ni2O3為正極、活潑金屬Fe為負極,正確;B電池放電時,負極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2,正確;C電池充電過程中,原電池是負極變?yōu)殛帢O,F(xiàn)e(OH)2+2e=Fe
28、2OH,附近溶液的pH升高,故原說法錯誤;D電池充電時,陽極反應(yīng)是原電池的正極反應(yīng)的逆反應(yīng),故為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O,正確。9.理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池(1)將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度同體積的稀硫酸中一段時間,則甲、乙兩種裝置中屬于原電池的是_,甲裝置中銅片上的現(xiàn)象是_(2)利用反應(yīng)“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”可以設(shè)計一個化學電池,若正極材料用石墨碳棒,則該電池的負極材料是_,電解質(zhì)溶液是_(3)據(jù)報道,最近摩托羅拉公司研制了一種由甲醇和氧氣以及強堿作電解質(zhì)溶液的新型手機電池,電量可達現(xiàn)用鎳氫電池或鋰電池的10倍已知該電池的
29、總反應(yīng)為:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,則該燃料電池的正極上的電極反應(yīng)式為_,當外電路通過1.2mol e-時,理論上消耗甲醇_g【答案】9.分析:(1)原電池的構(gòu)成條件:活潑型不同的兩個電極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路;原電池的正極上的現(xiàn)象是冒氣泡或者析出金屬;(2)氧化還原反應(yīng)中,失電子的極是負極,電解質(zhì)溶液根據(jù)氧化還原反應(yīng)來確定;(3)燃料電池中,正極上發(fā)生的反應(yīng)是氧氣得電子的過程,根據(jù)電子守恒可以計算甲醇的量解答:解:(1)甲裝置符合原電池的構(gòu)成條件,乙裝置沒有閉合回路,將純鋅片和純銅片插入稀硫酸中,銅片是正極,該極上是氫離子得電子的反應(yīng),會有無色無味
30、的氣體產(chǎn)生,故答案為:甲;有無色無味的氣體產(chǎn)生;(2)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中,Cu失電子,做負極,可溶性的銀鹽即AgNO3溶液作電解質(zhì),故答案為:Cu;AgNO3溶液;(3)燃料電池中,正極上發(fā)生的反應(yīng)是氧氣得電子的過程,在堿性環(huán)境下的電極反應(yīng)為:O2+4e-+2H2O4OH-,電池反應(yīng)2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O中轉(zhuǎn)移的電子為12mol,消耗甲醇2mol,當外電路通過1.2mole-時,消耗甲醇0.2mol,即6.4g,故答案為:O2+4e-+2H2O4OH-;6.410.(1)寫出以石墨為電極,H2、O2、Na2SO4溶液構(gòu)成的燃料電
31、池的電極反應(yīng)式:負極:_;正極:_(2)寫出以石墨為電極,H2、O2、H2SO4溶液構(gòu)成的燃料電池的電極反應(yīng)式:負極:_;正極:_(3)寫出以石墨為電極,H2、O2、NaOH溶液構(gòu)成的燃料電池的電極反應(yīng)式:負極:_;正極:_【答案】10.分析:氫氧燃料電池的負極一定是氫氣失電子的過程,在中性和酸性環(huán)境下,氫氣失電子成為氫離子,而在堿性電解質(zhì)環(huán)境下成為水,正極上一定是氧氣得電子的過程,在酸性環(huán)境下成為水分子,在堿性和中性環(huán)境下生成的是氫氧根離子解答:解:(1)氫氧燃料電池的電解質(zhì)是硫酸鈉時,電池總反應(yīng)式均可表示為:2H2+O2=2H2O,其負極反應(yīng)為:2H2-4e-=4H+,正極反應(yīng)為:O2+4
32、e-+2H2O=4OH-,故答案為:2H2-4e-=4H+;O2+4e-+2H2O=4OH-;(2)氫氧燃料電池的電解質(zhì)是酸時,電池總反應(yīng)式均可表示為:2H2+O2=2H2O,其負極反應(yīng)為:2H2-4e-=4H+,則正極反應(yīng)為 -,即O2+4e-+4H+=2H2O,故答案為:2H2-4e-=4H+;O2+4e-+4H+=2H2O;(3)氫氧燃料電池的電解質(zhì)是堿時,電池總反應(yīng)式均可表示為:2H2+O2=2H2O,其正極反應(yīng)表示為:O2+2H2O+4e-=4OH-,則負極反應(yīng)為-,即2H2-4e-+4OH-=4H2O,故答案為:2H2-4e-+4OH-=4H2O; O2+4e-+2H2O
33、=4OH-;11.(1)我國首創(chuàng)的海洋電池,總反應(yīng)為:4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,負極為_,負極發(fā)生_反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),負極反應(yīng)_;正極為鉑網(wǎng),_ (填“電子”或“電流”)從鉑極流出;海水為電解質(zhì)溶液,海水中的Na+移向_ (填“正極”或“負極”)(2)航天技術(shù)使用氫氧電池具有高能、輕便,不污染優(yōu)點,氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,它們放電時的電池總反應(yīng)式均可表示為:2H2+O22H2O酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)是酸,其負極反應(yīng)為:2H2-4e-4H+,則正極反應(yīng)為_;堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)是堿,其正極反應(yīng)表示為:O2+2H2O+4e-4OH-,則負
34、極反應(yīng)為:_(3)蓄電池Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放電時,正極電極反應(yīng)式_,當電路中通過0.5mol電子時,消耗H2SO4的物質(zhì)的量_,負極增重_g【答案】11.分析:(1)根據(jù)電池反應(yīng)式判斷正負極;根據(jù)得失電子判斷反應(yīng)類型;根據(jù)電子流向判斷電流流向及離子移動方向;(2)根據(jù)電池反應(yīng)式=正極反應(yīng)式+負極反應(yīng)式,寫出正極反應(yīng)式或負極反應(yīng)式;(3)根據(jù)正極反應(yīng)的特點和總電池反應(yīng)來分析解答:解:(1)根據(jù)反應(yīng)方程式知,活潑的金屬作負極,所以負極是Al,負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng);正極為鉑網(wǎng),電子從負極經(jīng)外電路到正極,電流正好相反,從正極經(jīng)外電路到負極;正極上聚集大量電
35、子,根據(jù)異性相吸,所以鈉離子移向正極 故答案為:Al;氧化;電流;正極(2)酸式氫燃料電池的電解質(zhì)是酸、電池總反應(yīng)式均可表示為:2H2+O2=2H2O其負極反應(yīng)為:2H2-4e-=4H+ ,則正極反應(yīng)為 -,即O2+4e-+4H+=2H2O;堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)是堿,其正極反應(yīng)表示為:O2+2H2O+4e-=4OH-,則負極反應(yīng)為-,即2H2-4e-+4OH-=4H2O故答案為:O2+4e-+4H+=2H2O; 2H2-4e-+4OH-=4H2O (3)放電時,該裝置是把化學能轉(zhuǎn)化為電能,所以是原電池原電池中正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),二氧化鉛得電子和硫酸根離子、氫離子反應(yīng)生成硫酸
36、鉛和水,所以電極反應(yīng)式為:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O設(shè)消耗硫酸xmolPbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 轉(zhuǎn)移電子Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 轉(zhuǎn)移電子 2mol
37、160; 2mol x mol 0.5mol 所以x=0.5mol設(shè)負極增重yg負極電極反應(yīng)式為:Pb+SO42-2e-=PbSO4 轉(zhuǎn)移電子 負極增重質(zhì)量(硫酸鉛-鉛)&
38、#160; 2mol 96g
39、60; 0.5mol yg y=24g
40、 故答案為:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O;0.5mol;2412.(1)在下圖的裝置中,屬于原電池的是_(2)以鋅、石墨棒為兩極,硫酸銅溶液為電解液組成的原電池的正極反應(yīng)式是_,負極反應(yīng)式是_【答案】12.分析:(1)原電池的構(gòu)成條件是
41、:有兩個活潑性不同的電極,將電極插入電解質(zhì)溶液中,兩電極間構(gòu)成閉合回路,能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng),根據(jù)原電池的構(gòu)成條件判斷;(2)原電池中較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O,正極上得電子;較活潑的金屬作負極,負極失電子生成離子進入溶液解答:解:(1)A、B中沒有兩個活潑性不同的電極,故A、B錯誤;C、兩個電極材料相同,故C錯誤;E、酒精不是電解質(zhì),故E錯誤;H、沒有構(gòu)成閉合回路,故H錯誤;D、F、G符合原電池的構(gòu)成條件,故D、F、G正確;故答案為:D、F、G;(2)該原電池中石墨作正極,正極上銅離子得電子生成銅單質(zhì),電極反應(yīng)式為Cu2+2e-=Cu;鋅作負極,鋅失電子生成鋅離子進入溶液,電極反
42、應(yīng)式為 Zn-2e-=Zn2+故答案為:Cu2+2e-=Cu;Zn-2e-=Zn2+13.阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池,其電池總反應(yīng)為:2H2+O22H2O試回答下列問題:(1)若電解質(zhì)溶液為KOH溶液,構(gòu)成燃料電池,則:負極反應(yīng)式為_正極反應(yīng)式為_工作一段時間后,溶液pH_(填“增大”或“減小”或“不變”)(2)如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì),則:負極反應(yīng)式為_正極反應(yīng)式為_工作一段時間后,溶液pH_(填“增大”或“減小”或“不變”)(3)如把H2改為甲烷,KOH作電解質(zhì),則正極反應(yīng)式為_【答案】13.分析:(1)(2)根據(jù)反應(yīng)2H2+O2=2H2O可知,反應(yīng)中氫氣失電
43、子被氧化,應(yīng)在負極上的反應(yīng),氧氣得電子被還原,應(yīng)在正極上的反應(yīng),根據(jù)得失電子及反應(yīng)類型寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式,根據(jù)溶液中氫離子濃度的變化判斷溶液PH值的變化(3)甲烷燃燒生成二氧化碳和水,甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,所以是在負極上的反應(yīng);氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子解答:解:(1)該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化,氫氣失電子生成氫離子,氫離子和溶液中的氫氧根離子生成水,所以電極反應(yīng)式為2H2+4OH-4e-=4H2O氧氣得電子被還原,氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,所以電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-隨著反應(yīng)的進行,生成的水越來越多,溶質(zhì)氫氧化鉀
44、的量不變,所以導(dǎo)致溶液的濃度降低,所以溶液的PH值減小故答案為:2H2+4OH-4e-=4H2O;O2+2H2O+4e-=4OH-; 減?。?)該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化,氫氣失電子生成氫離子,所以電極反應(yīng)式為2H2-4e-4H+氧氣得電子被還原,氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水,所以電極反應(yīng)式為O2+4H+4e-2H2O;隨著反應(yīng)的進行,生成的水越來越多,溶質(zhì)硫酸的量不變,所以導(dǎo)致溶液的濃度降低,所以溶液的PH值增大故答案為:2H2-4e-4H+;O2+4H+4e-2H2O;增大(3)負極上甲烷燃燒生成二氧化碳和水,甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳和溶液中的氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和
45、水;正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,所以電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-故答案為:O2+2H2O+4e-4OH-14.(1)寫出圖中電解池陰陽兩極的電極反應(yīng)式和該電解池的總反應(yīng)式:陰極: ;陽極: ;電解池總反應(yīng)式: (2)寫出圖中原電池正負兩極的電極反應(yīng)式和該原電池的總反應(yīng)式:正極: ;負極: ;原電池總反應(yīng)式: 【答案】14.分析:(1)惰性電極作電極材料,電
46、解硫酸銅溶液時,陽極上氫氧根離子放電,陰極上銅離子放電,據(jù)此寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)式;(2)銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成的原電池中,較活潑的金屬鋅作負極,銅作正極,負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),據(jù)此寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)式解答:解:(1)惰性電極作電極材料,電解硫酸銅溶液時,陰極上銅離子放電,電極反應(yīng)式為:Cu2+2e-=Cu,陽極上氫氧根離子放電,電極反應(yīng)式為:4OH-4e-=O2+2H2O,電池反應(yīng)式為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,故答案為:Cu2+2e-=Cu;4OH-4e-=O2+2H2O;2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4;
47、(2)銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成的原電池中,較活潑的金屬鋅作負極,銅作正極,正極上氫離子得電子生成氫氣,電極反應(yīng)式為:2H+2e-=H2,負極上鋅失電子生成鋅離子,電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,電池反應(yīng)式為Zn+2HCl=ZnCl2+H2,故答案為:2H+2e-=H2;Zn-2e-=Zn2+;Zn+2HCl=ZnCl2+H215.將鉑絲插入KOH溶液中做電極,并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣,形成一種燃料電池,在該電池反應(yīng)中,甲烷發(fā)生類似于燃燒的反應(yīng),根據(jù)以上判斷:(1)通甲烷的鉑絲為原電池的_極,發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)該電池工作時(放電)反應(yīng)的總化學方程式為_。鉛蓄電池是化學電源,它工作時的
48、電池反應(yīng)為:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;試回答:(3)鉛蓄電池正極的電極材料是_。(4)工作時該鉛蓄電池負極的電極反應(yīng)是_。(5)鉛蓄電池工作時,電解質(zhì)溶液的密度_(填“減小”“增大”或“不變”,下同),pH_。(6)如果用鉛蓄電池做電源電解飽和食鹽水制取Cl2,當制得005molCl2時,在理論上電池內(nèi)部消耗的H2SO4的物質(zhì)的量是_?!敬鸢浮?5.I (1)負(1分);CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O(2分);(2) CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O(2分);(3)PbO2(1分);(4)Pb+SO42-2e-PbSO4(2分)(5)減
49、?。?分);增大(1分);(6)01mol(1分)?!窘馕觥吭囶}分析:I (1)燃料燃燒時失電子發(fā)生氧化反應(yīng),原電池的負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以通甲烷的鉑絲為原電池的負極;甲烷燃燒生成二氧化碳和水,二氧化碳是酸性氧化物能和氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水,所以該電極上的電極反應(yīng)式為:CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O;(2)甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng),氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,所以該反應(yīng)的電池反應(yīng)式為:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。II(3)該反應(yīng)中,PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng),發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極,所以PbO2是正極PbO2;(4)
50、放電時,負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)電池反應(yīng)式知,鉛失電子發(fā)生氧化會反應(yīng),所以負極上電極反應(yīng)式為:Pb+SO42-2e-PbSO4;(5)根據(jù)電池反應(yīng)式知,硫酸參加反應(yīng),且反應(yīng)中生成水,導(dǎo)致溶質(zhì)的量減少,溶劑的量增大,所以溶液的密度較小,溶液中氫離子濃度減小,則溶液的pH增大,故答案為:減??;增大;(6)當制得005mol Cl2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=005mol×2=01mol,根據(jù)PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O知,當轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為01mol時,消耗硫酸的物質(zhì)的量=×2=01mol。16.明礬KAl(SO4)2·12H2
51、O 在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途:飲用水的凈化;造紙工業(yè)上作施膠劑;食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料鋁灰(含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3)可制備明礬。工藝流程如下:回答下列問題: (1)明礬凈水的原理是(用離子方程表示) (2)操作是 ,操作是蒸發(fā)濃縮、 、過濾、 干燥。(3)檢驗濾液A中是否存在Fe2+的方法是 (只用一種試劑)(4)在濾液A中加入高錳酸鉀的目的是 ,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(該條件下Fe2+ 轉(zhuǎn)化為Fe3+,MnO4- 轉(zhuǎn)化為Mn2+) 。已知:生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3開始沉淀時3.46
52、.31.5完全沉淀時4.78.32.8注:金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L-1根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋調(diào)pH=3的目的 。(5)己知:在pH=3、加熱條件下,MnO4- 可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: 。濾渣2含有的物質(zhì)是 。(6)以Al和NiO(OH)為電極,KOH溶液為電解液可組成新型、高效電池,充放電過程中,發(fā)生Ni(OH)2與NiO(OH)之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時電池反應(yīng)的化學方程式 ?!敬鸢浮?6.(1) Al3+ +3H2O Al(OH)3 +3H+ ;(2)過濾 冷卻結(jié)晶 洗滌(3)取適量濾液A于試管中,滴加鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍色沉淀,證明Fe2+存在。(4)使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ ;5Fe2+ +MnO4- +8H+ =5Fe3+ +Mn2+ +4H2O;使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀5)3Mn2+ +2MnO4- +2H2O=5MnO2 +4H+; MnO2 Fe(OH)3(6) Al+3NiO(OH)+KOH +H2O=KAlO2+3Ni(OH)2【解析】 試題分析:(1)明礬是強酸弱堿鹽,弱酸根離
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