6.3.2化學(xué)電源-高一化學(xué)講義（蘇教2019）

專(zhuān)題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第2課時(shí)化學(xué)電源[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道干電池、充電電池、燃料電池等化學(xué)電源的特點(diǎn)。2.知道電解池，了解電解池的工作原理課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)01化學(xué)電源1．概念及分類(lèi)（1）利用原電池原理，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能?；瘜W(xué)電源的能量轉(zhuǎn)化率比燃料燃燒高得多。（2）化學(xué)電源有一次電池、二次電池和燃料電池等。一次電池用過(guò)之后不能復(fù)原，二次電池充電后能繼續(xù)使用。2．常見(jiàn)的化學(xué)電源（1）一次電池：鋅錳干電池。（2）二次電池：銀鋅紐扣電池、鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等。（3）燃料電池：氫氧燃料電池、甲醇空氣燃料電池等。3．燃料電池（1）燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。（2）氫氧燃料電池：在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是H2，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的是O2，產(chǎn)物是H2O。（3）以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下：負(fù)極：2H2+4OH4e=4H2O(氧化反應(yīng))；正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(還原反應(yīng))；電池反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O。知識(shí)點(diǎn)02電解和電解池1．電解池電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池中，與直流電源正極相連的電極為陽(yáng)極，與負(fù)極相連的電極為陰極。2．電解在物質(zhì)制備中的應(yīng)用（1）電解水制取氫氣和氧氣：2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))H2↑+O2↑（2）電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2NaOH+H2↑+Cl2↑（3）冶煉Na、Mg、Al等活潑金屬（寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式）①冶煉金屬鈉：2NaCleq\o(=====,\s\up7(通電))2Na+Cl2↑②冶煉金屬鎂：MgCl2eq\o(=====,\s\up7(通電))Mg+Cl2↑③冶煉金屬鋁：2Al2O3eq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al+3O2↑（4）電解氧化鋁的電極反應(yīng)式：陰極：Al3++3e===Al陽(yáng)極：2O24e===O2↑知識(shí)點(diǎn)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、常見(jiàn)的化學(xué)電源1、鋅錳干電池(1)結(jié)構(gòu)鋅錳干電池是以鋅筒為負(fù)極，石墨棒為正極，在石墨棒周?chē)畛浜隣畹腗nO2和NH4Cl作電解質(zhì)。(2)原理鋅錳電池是一次電池，放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的。(3)電極反應(yīng)負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。(4)缺陷與改進(jìn)措施鋅錳干電池電量小，而且在放電過(guò)程中容易發(fā)生氣脹或漏液，會(huì)導(dǎo)致電器設(shè)備的腐蝕。改進(jìn)措施：①在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池；②將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，制成堿性鋅錳電池。2．充電電池(1)充電電池又稱(chēng)二次電池。其能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)能電能。(2)常見(jiàn)的充電電池①鉛蓄電池常作汽車(chē)電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液。②鎳鎘電池以Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極，以KOH為電解質(zhì)，壽命比鉛蓄電池長(zhǎng)，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄的鎳鎘電池如不回收，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。③鋰離子電池堿金屬中的Li是最輕的金屬，活動(dòng)性極強(qiáng)，是制造電池的理想物質(zhì)。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。3．燃料電池(1)燃料電池是利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源。(2)燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。考點(diǎn)2電解池電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。在生產(chǎn)、生活實(shí)際中，許多化學(xué)反應(yīng)都是通過(guò)電解的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，電解水制得氫氣和氧氣:電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣和氫氣、電解鋁。在這些例子中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。利用電解我們可以獲得普通化學(xué)方法難以制備的物質(zhì)。【大招總結(jié)】1.鋅錳電池是一次電池，放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的。2．電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法（1）負(fù)極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)先判斷負(fù)極材料，然后再分析其反應(yīng)特點(diǎn)，并注意電解質(zhì)溶液的成分對(duì)電極產(chǎn)物的影響。（2）正極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)①首先判斷在正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液中的某種微粒；當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不能自發(fā)的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是溶解在電解質(zhì)溶液中的O2。②再根據(jù)具體情況寫(xiě)出正極反應(yīng)式，在書(shū)寫(xiě)時(shí)也要考慮正極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的問(wèn)題，若參與反應(yīng)也要書(shū)寫(xiě)疊加式。3．原電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)要點(diǎn)（1）正確判斷原電池的負(fù)極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。（2）確認(rèn)電極得失電子后的產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，則應(yīng)寫(xiě)與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。（3）在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原，提供該離子的電解質(zhì)無(wú)論電離難易如何，一律寫(xiě)離子符號(hào)(而在原電池反應(yīng)中，要遵循離子方程式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則，只有易溶的強(qiáng)電解質(zhì)用離子符號(hào)表示)。典型例題典型例題【例1】下列說(shuō)法中正確的是(????)A.鎳氫電池、鋰離子電池和鋅錳干電池都是二次電池B.氫氧燃料電池是一種高效且不會(huì)污染環(huán)境的新型電池C.鉛蓄電池放電的時(shí)候正極材料是鉛，負(fù)極材料是二氧化鉛D.鉛蓄電池充電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【答案】B【解析】A.鎳氫電池、鋰電池為二次電池，鋅錳干電池為一次電池，故A錯(cuò)誤；B.氫氧燃料電池產(chǎn)物為H2C.鉛蓄電池放電的時(shí)候，Pb被氧化，為原電池的負(fù)極，PbOD.鉛蓄電池充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D錯(cuò)誤；故選B?！纠?】我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na?CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為3COA.放電時(shí)，ClO4B.充電時(shí)釋放CO2C.放電時(shí)，正極反應(yīng)為3CD.充電時(shí)，正極反應(yīng)為N【答案】D【解析】放電時(shí)，該裝置為原電池，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則ClO4?向負(fù)極移動(dòng)，據(jù)電池總反應(yīng)可知，放電時(shí)吸收CO2生成Na2C放電時(shí)，CO2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成C和CO32?充電時(shí)，Na+在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Na【例3】下列關(guān)于原電池和電解池的比較中正確的是(

)A.能量轉(zhuǎn)化形式相同B.兩電極的名稱(chēng)相同C.向負(fù)極和陰極上移動(dòng)的離子類(lèi)別相同D.負(fù)極和陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型相同【答案】D【解析】A.電解池中有外接電源，是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，原電池向外提供電能，是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；B.原電池中的電極分別為正負(fù)極，電解池中的電極為陰陽(yáng)極，故B錯(cuò)誤；C.原電池中陰離子向負(fù)極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，電解池中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以負(fù)極和陰極上移向的離子類(lèi)別不相同，故C錯(cuò)誤；D.原電池中負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池中陽(yáng)極上的電極反應(yīng)物失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確。

【例4】如下圖所示，A、B、C三個(gè)裝置中的三個(gè)燒杯分別盛有足量的CuCl(1)A、B、C三個(gè)裝置中屬于原電池的是________(填標(biāo)號(hào)，下同)，屬于電解池的是________。(2)A池中Zn是________極，發(fā)生________(填“氧化”或“還原”，下同)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)_______；Cu是________極，發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。A中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。(3)B池中石墨是________極，發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)為_(kāi)_______；Pt是________極，發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)為_(kāi)_______。B池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。(4)C池中Zn是________極，發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)為_(kāi)_______；Cu是________極，發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)為_(kāi)_______。反應(yīng)過(guò)程中，電解質(zhì)溶液濃度________(填“變大”、“變小”或“不變”)?！敬鸢浮?1)A；BC；(2)負(fù)；氧化；Zn?2e?=Zn2+(3)陰；還原；Cu2++2e?(4)陰；還原；Cu2++2【解析】(1)把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置是電解池，所以電解池有外接電源，所以A為原電池，B、C有外加電源，應(yīng)為電解池；故答案為：A；BC；(2)A為原電池，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Zn?2e?=Zn2+故答案為：負(fù)；氧化；Zn?2e?=Zn2+(3)B為電解池，左邊石墨電極連接電源負(fù)極，為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為Cu2++2e?=Cu，右邊(4)裝置C中陽(yáng)極為活性電極Cu，當(dāng)陽(yáng)極不是惰性電極時(shí)，電極本身會(huì)被強(qiáng)迫失電子而發(fā)生氧化反應(yīng)Cu?2e?=Cu2+故答案為：陰；還原；Cu2++2e【例5】燃料電池是一種將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。某研究性學(xué)習(xí)小組在一次活動(dòng)中，參照下圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置，以外面纏繞棉花的碳棒為電極，電解質(zhì)溶液用0.5mol·L－1Na2SO4溶液，電源用3～6V直流電源，發(fā)光二極管起輝電壓為1.7V，電流為0.6mA。(1)在碳棒電極外面纏繞棉花的作用是________________________。(2)按下開(kāi)關(guān)S1，半分鐘后兩碳棒上產(chǎn)生明顯的氣泡，此時(shí)碳棒C1為_(kāi)_______極，裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________。(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，按下開(kāi)關(guān)S2，可觀察到的明顯現(xiàn)象為_(kāi)_______；碳棒C2為_(kāi)_______極，其電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________。答案：(1)使碳棒吸附較多的氣體，有利于形成燃料電池(2)陽(yáng)極2H2O通電,O2↑＋2H2↑(3)發(fā)光二極管發(fā)光負(fù)H2－2e－=2H＋強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1．下列電池不屬于二次電池（可充電電池）的是A．鋅錳電池 B．鋰離子電池C．鉛蓄電池 D．鎳鎘電池【答案】A【分析】鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等屬于可充電電池，是二次電池，堿性鋅錳電池不能充電，是一次電池?！驹斀狻裤U蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等可以反復(fù)充電放電屬于可充電電池，是二次電池；堿性鋅錳電池不能充電，完全放電后不能再使用，是一次電池；答案選A?！军c(diǎn)睛】本題考查了一次電池和二次電池的辨別，注意常見(jiàn)的化學(xué)電源，題目難度不大，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的考查。2．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．鋅錳干電池中，鋅筒是負(fù)極，不斷被消耗B．的鋰離子電池屬于二次電池C．構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極的材料必須是兩種活潑性不同的金屬D．太陽(yáng)能電池的主要材料是高純硅【答案】C【詳解】A．鋅錳干電池中，鋅筒是負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，不斷被消耗，故A正確；B．的鋰離子電池可以充電，屬于二次電池，故B正確；C．構(gòu)成燃料電池的正極和負(fù)極的材料必須是能導(dǎo)電的材料，電極材料可以是金屬，也可以是非金屬如石墨等，故C錯(cuò)誤；D．硅屬于半導(dǎo)體材料，太陽(yáng)能電池的主要材料是高純硅，故D正確；故答案：C。3．鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O。由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是A．Cd(OH)2 B．Cd C．Ni(OH)2 D．NiO(OH)【答案】B【詳解】放電的總反應(yīng)式是Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，由方程式可知，放電時(shí)，Cd元素化合價(jià)升高，被氧化，在原電池負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，則Cd為原電池的負(fù)極，故選：B。4．下列說(shuō)法正確的是A．鈉硫可充電電池充電時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接錫塊可以減緩管道的腐蝕C．一定溫度下，CH3COOH稀溶液中加入少量的冰醋酸，溶液中增大D．常溫常壓下，銅與稀硝酸反應(yīng)生成22.4LNO，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.806×1024個(gè)【答案】C【詳解】A項(xiàng)、鈉硫可充電電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)、地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接錫塊構(gòu)成了原電池，較活潑的鐵作負(fù)極，加速了管道的腐蝕，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)、向CH3COOH稀溶液中加入少量的冰醋酸，溶液中c(H＋)增大，由電離常數(shù)K=不變可知，=變小，則變大，故C正確；D項(xiàng)、常溫常壓下，氣體的摩爾體積大于22.4L·mol?1，則室溫下22.4LNO物質(zhì)的量小于1mol，所以反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)小于1.806×1024，故D錯(cuò)誤。故選C。5．鎂鋰雙離子新型二次電池如圖所示，下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，Mg作負(fù)極，溶液中由右向左移動(dòng)B．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為C．充電時(shí)，Y應(yīng)與外加電源的正極相連，此電極上的物質(zhì)發(fā)生了還原反應(yīng)D．放電時(shí)，導(dǎo)線上每通過(guò)，左室溶液質(zhì)量增重【答案】D【詳解】放電時(shí)，Mg電極失電子，X為負(fù)極，Y為正極。A.放電時(shí)，Mg電極失電子，Mg作負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極，所以由左向右移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B.充電時(shí)是電解池原理，陽(yáng)極失去電子，電極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；C.充電時(shí)，外加電源的正極與二次電池的正極相連，所以外加電源的正極與Y相連，作陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.放電時(shí)，導(dǎo)線上每通過(guò)1mole，左室中將溶解12gMg成為進(jìn)入溶液，但同時(shí)將有1molLi+從左室移入右室，減輕7g，故溶液質(zhì)量只增重5g，故D正確；故選D。6．化學(xué)與生活密切相關(guān)，下列敘述正確的是A．SO2是一種有毒物質(zhì)，因此不能作為食品添加劑使用B．SO2、CO2和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)C．硫酸鋇在醫(yī)療上可用作消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑，俗稱(chēng)“鋇餐”D．常用的鋅錳干電池和鉛酸蓄電池都屬于二次電池【答案】C【詳解】A．SO2的使用較為廣泛,它可作為食品漂白劑、防腐劑、抗氧化劑和防褐變劑等，故A錯(cuò)誤；B．SO2形成硫酸型酸雨氮氧化物形成硝酸型酸雨，二氧化碳不會(huì)形成酸雨，故B錯(cuò)誤；C．硫酸鋇在醫(yī)療上可用作消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑，俗稱(chēng)“鋇餐”，故C正確；D．常用的鋅錳干電池為一次電池，鉛酸蓄電池屬于二次電池，故D錯(cuò)誤。答案為：C。7．球形尖晶石（LiMn2O4）屬于等軸晶系，可作耐火材料，常用低溫電解法制備，制備過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化形式是（

）A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】A【分析】球形尖晶石(LiMn2O4)屬于等軸晶系，可作耐火材料，常用低溫電解法制備，是電化學(xué)中的電解原理應(yīng)用?！驹斀狻款}干信息可知，球形尖晶石(LiMn2O4)屬于等軸晶系，常用低溫電解法制備，制備過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化形式是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。答案選A。8．下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述錯(cuò)誤的是A水果電池圖B干電池C鉛蓄電池D氫氧燃料電池A．水果電池中電流從銅片流出B．干電池中鋅皮作負(fù)極C．鉛蓄電池放電過(guò)程中硫酸溶液濃度減小D．燃料電池正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e=4OH【答案】D【詳解】A．鋅的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，鋅作負(fù)極，銅作正極，水果電池中電流從銅片流出經(jīng)導(dǎo)線到鋅片，A正確；B．鋅為金屬，石墨為非金屬，干電池中鋅皮作負(fù)極，B正確；C．鉛蓄電池中Pb作負(fù)極，PbO2作正極，總反應(yīng)為：PbO2+2H2SO4+Pb=2PbSO4+2H2O，消耗了硫酸，放電過(guò)程中硫酸溶液濃度減小，C正確；D．氫氧燃料電池中氫氣為負(fù)極，氧氣為正極，正極氧氣得電子結(jié)合氫離子生成水，電極反應(yīng)式為：O2+4e+4H+=2H2O，D錯(cuò)誤；答案選D。9．鉛蓄電池的工作原理為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)，下列判斷正確的是A．該反應(yīng)是可逆反應(yīng)B．充電時(shí)電池的鉛電極連接電源的正極C．電池工作一段時(shí)間后需要補(bǔ)充硫酸D．鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加【答案】D【詳解】A．鉛蓄電池中的充電和放電條件不一樣，不屬于可逆反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．充電相當(dāng)于是放電的逆反應(yīng)，放電時(shí)鉛電極作負(fù)極，則充電時(shí)鉛電極發(fā)生還原反應(yīng)作陰極，因此鉛蓄電池充電時(shí)，鉛電極應(yīng)接外加電源的負(fù)極，B錯(cuò)誤；C．由鉛蓄電池的工作原理知，原電池放電消耗硫酸生成硫酸鉛，充電過(guò)程中，硫酸鉛生成鉛、氧化鉛和硫酸，水蒸發(fā)減少，不需要補(bǔ)充硫酸，C錯(cuò)誤；D．由負(fù)極反應(yīng)式：可知鉛蓄電池放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量增加，正極反應(yīng)式：可知正極質(zhì)量也增加，D正確；故選D。10．下列說(shuō)法正確的是A．圖1所示裝置可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．圖2所示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．鋅錳干電池中，鋅筒作正極D．蓄電池充電時(shí)，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)【答案】D【詳解】A．圖1裝置沒(méi)有形成閉合回路，無(wú)法形成原電池，化學(xué)能無(wú)法轉(zhuǎn)化為電能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．圖2中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．鋅錳干電池中，鋅筒上發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．蓄電池在充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，屬于電解池，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)D正確；答案選D。11．汽車(chē)的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池，該電池在放電時(shí)的總反應(yīng)方程式為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(1)，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述正確的是A．PbO2是電池的負(fù)極B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Pb+SO2e－=PbSO4C．鉛蓄電池放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子消耗1molH2SO4D．電池放電時(shí)，兩電極質(zhì)量均增加，且每轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)正極質(zhì)量增加48g【答案】B【分析】鉛蓄電池放電時(shí)的總反應(yīng)為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(1)，Pb發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成PbSO4，PbO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成PbSO4，則Pb電極作負(fù)極，PbO2電極作正極，負(fù)極反應(yīng)為Pb+SO－2e－＝PbSO4，正極反應(yīng)為PbO2+4H++SO+2e－＝PbSO4+2H2O，據(jù)此分析解答。【詳解】A．該鉛蓄電池中，Pb電極作負(fù)極，PbO2電極作正極，故A錯(cuò)誤；B．該鉛蓄電池中，Pb電極作負(fù)極，Pb發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成PbSO4，負(fù)極反應(yīng)為Pb+SO－2e－＝PbSO4，故B正確；C．鉛蓄電池放電時(shí)的總反應(yīng)為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(1)，每轉(zhuǎn)移2mol電子消耗2molH2SO4，故C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)，負(fù)極Pb→PbSO4，正極PbO2→PbSO4，兩極質(zhì)量均增加，正極反應(yīng)為PbO2+4H++SO+2e－＝PbSO4+2H2O，每轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)正極質(zhì)量增加64g×=32g，故D錯(cuò)誤；故選B。12．2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了在鋰離子電池領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。一類(lèi)鋰離子電池的電池總反應(yīng)為L(zhǎng)ixC6＋Li1xYC6(石墨)+LiY。已知電子電量為1.6×10－19C，下列關(guān)于這類(lèi)電池的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．金屬鋰的價(jià)電子密度約為13760C/g B．從能量角度看它們都屬于蓄電池C．在放電時(shí)鋰元素發(fā)生了還原反應(yīng) D．在充電時(shí)鋰離子將嵌入石墨電極【答案】C【詳解】A．7g金屬鋰價(jià)電子1mol，其電量約為(6.02×1023)×(1.6×10－19C)，故金屬鋰的價(jià)電子密度約為(6.02×1023)×(1.6×10－19C)÷7g=13760C/g，故A正確；B．鋰離子電池在放電時(shí)釋放電能、在充電時(shí)消耗電能，從能量角度看它們都屬于蓄電池，故B正確；C．在放電時(shí)，無(wú)鋰單質(zhì)生成，故鋰元素沒(méi)有被還原，故C錯(cuò)誤；D．在充電時(shí)發(fā)生“C6→LixC6”，即鋰離子嵌入石墨電極，故D正確；答案選C。13．下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是A．上用的鋰離子電池屬于二次電池B．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極【答案】D【詳解】A．在工作時(shí)，鋰離子電池放電，相當(dāng)于原電池；充電時(shí)，鋰離子電池相當(dāng)于電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，鋰離子電池可多次充放電，屬于二次電池，A項(xiàng)正確；B．在鋅錳電池中，Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，B項(xiàng)正確；C．燃料電池，利用原電池原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C項(xiàng)正確；D．銅鋅原電池中，Zn作負(fù)極，Cu作正極，電子從負(fù)極沿外電路流向正極，因此是電子沿外電路從鋅電極流向銅電極，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。14．磷酸鐵鋰電池放電時(shí)正極的反應(yīng)式為。該電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．充電時(shí)，電子由鋁箔經(jīng)溶液流向銅箔B．放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：C．放電時(shí)，Li+通過(guò)隔膜移向正極D．該電池放電過(guò)程中C、Fe、P元素化合價(jià)均發(fā)生變化【答案】C【分析】磷酸鐵鋰電池放電時(shí)正極的反應(yīng)式為FePO4+Li++e═LiFePO4，根據(jù)電池裝置圖知，鋁箔電極為正極，銅箔電極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6xe=xLi++6C，放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，內(nèi)電路中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，據(jù)此分析解答。【詳解】A．該電池放電時(shí)鋁箔電極為正極，銅箔電極為負(fù)極，放電時(shí)，電子由銅箔經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向鋁箔，電子不能進(jìn)入溶液中，故A錯(cuò)誤；B．該電池放電時(shí)銅箔電極為負(fù)極，負(fù)極上LixC6失去電子生成Li+和C，反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6xe=xLi++6C，故B錯(cuò)誤；C．原電池放電時(shí)，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，即放電時(shí)，Li+通過(guò)隔膜移向正極，故C正確；D．正極的反應(yīng)式為FePO4+Li++e═LiFePO4，負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6xe=xLi++6C，所以放電過(guò)程中C和P的化合價(jià)未變化，故D錯(cuò)誤。答案選C。15．目前汽車(chē)最常用的啟動(dòng)電源為鉛蓄電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。鉛蓄電池放電時(shí)的電池總反應(yīng)為。下列敘述錯(cuò)誤的是A．是金屬氧化物，固態(tài)不能導(dǎo)電，不能作電極B．放電時(shí)，得到電子，被還原生成C．放電時(shí)，Pb作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)D．放電時(shí)，移向正極，溶液的酸性減弱【答案】A【分析】放電時(shí)為原電池反應(yīng)，由電池總反應(yīng)PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O可知，Pb化合價(jià)升高、在反應(yīng)中失去電子，Pb為電池的負(fù)極，PbO2中Pb的化合價(jià)降低、在放電過(guò)程中發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則PbO2是原電池的正極，放電時(shí)陽(yáng)離子移向正極、陰離子移向負(fù)極，放電的過(guò)程中消耗硫酸，溶液的酸性減弱，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．由電池總反應(yīng)PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O可知，Pb失去電子、為負(fù)極，PbO2為正極，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，PbO2中Pb的化合價(jià)降低、在放電過(guò)程中發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，被還原生成，故B正確；C．Pb為電池的負(fù)極，Pb元素化合價(jià)升高、在反應(yīng)中失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；D．放電時(shí)，移向正極，電池總反應(yīng)PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，消耗硫酸，溶液的酸性減弱，故D正確；故選：A。16．I．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)埋在地下的光導(dǎo)纖維如果裸露在堿性土壤中，會(huì)導(dǎo)致短路，用離子方程式說(shuō)明原因：。Ⅱ．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，如圖所示流程是工業(yè)上制取純硅的一種方法。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(2)在上述生產(chǎn)過(guò)程中，屬于置換反應(yīng)的有(填標(biāo)號(hào))；反應(yīng)②和③是否為可逆反應(yīng)并說(shuō)明理由：。(3)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：。(4)化合物W的用途很廣，可用于制備硅膠和木材防火劑等，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，可生成化合物W，其化學(xué)方程式是。(5)微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)式為，。根據(jù)上述反應(yīng)式，完成下列題目。①判斷下列敘述中正確的是。A．在使用過(guò)程中，電解質(zhì)KOH不斷被消耗B．使用過(guò)程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極C．Zn是負(fù)極，Ag2O是正極D．Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)②寫(xiě)出電池的總反應(yīng)式：。③使用時(shí)，負(fù)極區(qū)的c(OH)(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，電解質(zhì)溶液中的c(OH)。【答案】(1)(2)①②③否，因?yàn)棰诤廷鄣姆磻?yīng)不是在同一條件下進(jìn)行的(3)(4)(5)C減小增大【詳解】（1）埋在地下的光導(dǎo)纖維如果裸露在堿性土壤中，會(huì)導(dǎo)致短路，是因?yàn)槎趸枘芘c堿反應(yīng)生成硅酸鹽，用離子方程式可表示為。故答案為：；（2）在上述生產(chǎn)過(guò)程中，①②③都是置換反應(yīng)，只有④不屬于置換反應(yīng)；可逆反應(yīng)在同一條件下反應(yīng)既向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，②和③的反應(yīng)不在同一條件下進(jìn)行，所以不屬于可逆反應(yīng)。故答案為：①②③；否，因?yàn)棰诤廷鄣姆磻?yīng)不是在同一條件下進(jìn)行的；（3）反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：。故答案為：；（4）根據(jù)反應(yīng)原理可得，，故答案為：；（5）①A.根據(jù)電極反應(yīng)式可寫(xiě)出總反應(yīng)式：，KOH沒(méi)有被消耗，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)原電池工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，紐扣電池中，Zn為負(fù)極，Ag2O為正極，電子從Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極，故B錯(cuò)誤；C.原電池中，負(fù)極失去電子，有元素化合價(jià)升高，根據(jù)電極反應(yīng)式可知，Zn為負(fù)極，正極得到電子，有元素化合價(jià)降低，Ag2O極為正極，故C正確；D.Zn為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O極為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故答案為：C；②由①中分析可知電池總反應(yīng)式：，故答案為：；③負(fù)極反應(yīng)式：，消耗OH，減小，根據(jù)電池總反應(yīng)，可知，反應(yīng)中會(huì)消耗水，則KOH的物質(zhì)的量濃度增大，即電解質(zhì)溶液中增大。故答案為：減??；增大。17．按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題：（1）判斷裝置的名稱(chēng)：A池為，B池為。（2）銅極為極，電極反應(yīng)式為。（3）B裝置中，C1與C2均為石墨棒，石墨棒C1為極，電極反應(yīng)式為，石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為。【答案】原電池電解池正Cu2＋＋2e－===Cu陽(yáng)2Cl－－2e－===Cl2↑有無(wú)色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色【詳解】（1）由圖示可知A池是鋅銅原電池，作為電源電解B池，所以A為原電池，B為電解池，故答案為原電池；電解池。（2）鋅比銅活潑，銅是正極，電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu，故答案為正；

Cu2＋＋2e－=Cu。（3）連接Zn負(fù)極的C2電極為陰極，連接Cu正極的C1電極為陽(yáng)極，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e－=H2↑+2OH－，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有無(wú)色氣體放出，溶液變紅；石墨棒C1是陽(yáng)極，溶液中的氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，故答案為陽(yáng)；2Cl－－2e－=Cl2↑；有無(wú)色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色?！军c(diǎn)睛】原電池與電解池的區(qū)別，就是看有沒(méi)有外加電源，沒(méi)有的是原電池，有的電解池。在電解池中，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，和電源正極相接的是陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的是陰極。18．鋰—空氣電池能夠提供相當(dāng)于普通鋰離子電池l0倍的能量，因此它是最有前途的電池技術(shù)。下圖是鋰—空氣電池放電和充電時(shí)的工作示意圖。

（1）圖I中電極a是極。（2）用鋰一空氣電池電解100mL0.5mol/LCuSO4溶液，當(dāng)電池中消耗1.4gLi時(shí)，在陰極會(huì)析出g銅。（3）電池中間的固體電解質(zhì)（含陽(yáng)離子交換膜）能阻止H2O、N2、O2等物質(zhì)的通過(guò)，防止Li和這些物質(zhì)反應(yīng)。Li和水在常溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（4）當(dāng)給圖Ⅱ中的鋰空氣電池充電時(shí)，d極應(yīng)接電源的極，該電極的電極反應(yīng)式為?！敬鸢浮控?fù)3.2正【分析】在鋰空氣電池中，金屬鋰化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，a為負(fù)極；空氣中的氧氣化合價(jià)降低得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b為正極；在充電時(shí)，電源負(fù)極應(yīng)與金屬鋰電極相連，鋰離子得到電子，被還原為鋰單質(zhì)，c為陰極，電源正極應(yīng)與通空氣一極相連，d為陽(yáng)極，據(jù)此解題?！驹斀狻浚?）由題目中的示意圖可知，在b極上空氣中的氧氣得電子，故其作正極，a極金屬鋰失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作電池負(fù)極；（2）電池中消耗1.4gLi時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol，由串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子守恒可知，電解時(shí)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol。