高中化學(xué)選修四第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》課時(shí)作業(yè)+專題訓(xùn)練+章節(jié)檢測卷（含答案解析）

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)

第一節(jié)原電池

［目標(biāo)要求］1.理解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2.了

解半反應(yīng)、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念。3.會判斷原電池的正、負(fù)極，能夠利用氧化還原

反應(yīng)設(shè)計(jì)簡單的原電池。

基礎(chǔ)落實(shí)?

一、原電池

1.原電池定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

2.實(shí)質(zhì)：將氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。

3.簡單原電池的構(gòu)成條件：

①活潑性不同的兩個(gè)電極，②電解質(zhì)溶液，③形成閉合回路，④能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原

反應(yīng)。

二、原電池的工作原理

工作原理：利用氧化還原反應(yīng)在不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,以適當(dāng)方式連接起來，獲得電流。

以銅鋅原電池為例：

1.在ZnSO4溶液中，鋅片逐漸溶解,即Zn被氧化,鋅原子頭電子，形成Zi?+進(jìn)入溶

液，從鋅片上釋放的電子，經(jīng)過導(dǎo)線流向迎士

CuS04溶液中，量從銅片上得電子，還原成為金屬銅并沉積在銅片上。

2+

鋅為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn—2e=Zn;

銅為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Ci?++2e-=Cu。

總反應(yīng)式為Zn+Cu2+=Zn2++Cu,反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的。

2.閉合回路的構(gòu)成：

外電路：電子從負(fù)極到正極,電流從正極到負(fù)極,

內(nèi)電路：溶液中的陰離子移向ZnS04溶液，恒離子移向CuSCU溶液。

3.鹽橋

鹽橋中通常裝有含瓊膠的KC1飽和溶液。當(dāng)其存在時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，Zn棒中的Zn

原子失去電子成為Zi?+進(jìn)入溶液中，使ZnSOq溶液中Z/+過多，帶正電荷。Cu?+獲得電子

沉積為Cu,溶液中CM+過少，SO/過多，溶液帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液不能保持電中性時(shí)，將阻

止放電作用的繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋的存在就避免了這種情況的發(fā)生，其中CL向ZnSCU溶液遷移，

上向CuSO4溶液遷移，分別中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反應(yīng)可以繼續(xù)進(jìn)行。

對點(diǎn)訓(xùn)練?

知識點(diǎn)一原電池

1.下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是（）

答案B

解析A、D項(xiàng)中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池；B項(xiàng)符合原電

-2++-

池的構(gòu)成條件，兩電極發(fā)生的反應(yīng)分別是Zn-2e=Zn,2H+2e=H2t;C項(xiàng)中酒

精不是電解質(zhì)，故不能構(gòu)成原電池。

2.下列各裝置能形成原電池的是（）

答案D

解析判斷一個(gè)裝置能否構(gòu)成原電池，要看是否符合原電池的構(gòu)成條件：①電極材料（活

動(dòng)性不同的金屬、金屬與非金屬、金屬與金屬氧化物）；②電解質(zhì)溶液；③構(gòu)成閉合回路；

④能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。A裝置：由于兩個(gè)電極是同種金屬，不能形成原電池：B裝

置：酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池；C裝置：沒有形成閉合回路，不能形成原電池：

D裝置：符合原電池構(gòu)成的條件，能形成原電池。

知識點(diǎn)二原電池的原理

3.意端鋅片和純銅色按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是

A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生

B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極

C.兩燒杯中溶液的pH均增大

D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢

答案C

解析因乙杯中鋅片和銅片沒有接觸，故不能構(gòu)成原電池，A、B皆錯(cuò)：因甲燒杯中Zn、

Cu用導(dǎo)線連接后構(gòu)成原電池，加快了Zn的溶解，故D錯(cuò)：又因兩杯中的Zn都能與稀H2SO4

反應(yīng)產(chǎn)生H2而消耗H+,故C正確。

4.把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2sCM中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。

A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連時(shí)，D上有氣泡逸出；A、C相連時(shí)，A極減輕；B、

D相連時(shí)，B為正極。則四種金屬的活動(dòng)性順序由大到小排列為（）

A.A>B>C>DB.A>C>B>DC.A>C>D>BD.B>D>C>A

答案C

解析金屬組成原電池，相對活潑的金屬失去電子作負(fù)極，相對不活潑的金屬作正極。

負(fù)極被氧化，質(zhì)量減輕，正極發(fā)生還原反應(yīng)，有物質(zhì)析出，由題意得活動(dòng)性A>B、A>C、

C>D、D>B,故正確答案為C?

知識點(diǎn)三原電池的應(yīng)用

5.一種新型燃料電池，它以多孔模板為電極插入K0H溶液中，然后分別向兩極通入

乙烷和氧氣，則有關(guān)此電池推斷正確的是（）

A.通入乙烷的電極為正極

B.參加反應(yīng)的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比為7：2

C.放電一段時(shí)間后，KOH的物質(zhì)的量濃度減少

D.負(fù)極反應(yīng)式為C2H6+6H2O-14e=2COs+18H,

答案C

解析乙烷燃燒的化學(xué)方程式為2c2H6+702-4co2+6H2O,在該反應(yīng)中氧氣得電子，

乙烷失電子，因此通入氧氣的電極為正極，而通入乙烷的電極為負(fù)極，故A答案錯(cuò)誤；反

應(yīng)中參加反應(yīng)的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2：7,故B答案錯(cuò)誤；考慮到該電池是以

K0H為電解質(zhì)溶液的，生成的C02會和K0H反應(yīng)轉(zhuǎn)化成K2co3,反應(yīng)中消耗KOH,K0H

的物質(zhì)的量濃度減少，故C答案正確：由于該電池是以K0H溶液為電解液的，D答案中負(fù)

極生成的H+顯然在溶液中是不能存在的，故D答案錯(cuò)誤?？紤]到電解質(zhì)溶液的影響，此時(shí)

該電池的總反應(yīng)式應(yīng)為2c2H6+8KOH+7O2—MK2CO3+10H2O,正極反應(yīng)式為14H2O+

7O2+28e-=28OH-（正極氧氣得電子，理論上形成0?-,但該粒子在水中不穩(wěn)定，必須以

OFT形式存在），負(fù)極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到：2c2H6+36OH--28/

=4COr+24H2Oo

6.已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質(zhì)溶液：CuCL溶液、Fe2（SO4）3

溶

液、硫酸。按要求回答下列問題：

（1）電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請說明原因

（2）若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池？

。若能，請寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極：,正極：

_________________________。（若不能，后兩空不填）

（3）設(shè)計(jì)一種以鐵和稀硫酸反應(yīng)為原理的原電池，要求畫出裝置圖（需標(biāo)明電極材料及電

池的正、負(fù)極）。

答案（1）二者連接在一起時(shí)，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕

⑵能Cu—2e^^=Cu22Fe3*+2e=2Fe2^

-r~i+

鐵廣I廣1石第

.----j—---

（3）稀施酸

解析（1）當(dāng)Cu、Al導(dǎo)線連接時(shí)，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕。

（2）因?yàn)镕eCb能與Cu發(fā)生反應(yīng)：2FeCb+Cu=2FeC12+CuC12,因此根據(jù)給出的條件

可以設(shè)計(jì)成原電池，其負(fù)極為Cu,反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+,正極為石墨，電極反應(yīng)式為

2Fe3++2e~=2Fe2+o

（3）因?yàn)榭偡磻?yīng)式為Fe+H2sCU=FeSO4+H2t,所以負(fù)極為Fe,正極可為Cu、Ag或

石墨，電解質(zhì)為稀硫酸，即可畫出裝置圖。

課時(shí)作業(yè)?

【練基礎(chǔ)落實(shí)】

1.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）

A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡

B.用鋅片作負(fù)極，銅片作正極，在CuS04溶液中，銅片質(zhì)量增加

C.把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵

D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出的速率加快

答案C

解析銅片和鐵片緊靠并浸入稀H2so4中，銅片上的H+獲得由鐵片傳遞過來的電子:

+-

2H+2e-H2t,所以可觀察到銅片表面出現(xiàn)氣泡；鋅片作負(fù)極，銅片作正極，發(fā)生反應(yīng)

Zn+Cu2+=Zn2++Cu,生成的Cu在銅片上析出使其質(zhì)量增加；銅片插入FeCb溶液中，

發(fā)生的反應(yīng)是Cu+2Fe3,=Cu"+2Fe”,并沒有單質(zhì)鐵的析出；向盛有鋅粒和鹽酸的試管

中滴入幾滴CuCb溶液，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu,置換出的Cu與剩余的Zn接觸，

置于鹽酸中，構(gòu)成了原電池，加速2H++2e-==H2t反應(yīng)，可觀察到氣泡放出的速率加快。

2.控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3++2r=2Fe2++h設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列

判斷不正確的是（）

A.反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上的Fe3+被還原

C.電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D.電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCL固體，乙中的石墨電極為負(fù)極

答案D

解析由反應(yīng)2Fe3++2「=2Fe2++L可知，反應(yīng)開始時(shí)，甲中Fe3+發(fā)生還原反應(yīng)，乙

中I

一發(fā)生氧化反應(yīng)；當(dāng)電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中溶入FeCb固

體，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙中12發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中石墨電極為正極；故選D。

3.以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過2mol電

子時(shí)，下列說法正確的是（）

A.鋅片溶解了1mol,銅片上析出1molH2

B.兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等

C.鋅片溶解了31g,銅片上析出了lgH2

D.鋅片溶解了1mol,硫酸消耗了0.5mol

答案A

解析在涉及原電池的有關(guān)計(jì)算中，關(guān)鍵是要把握住一點(diǎn)即兩極得、失電子數(shù)相等。利

用這一特點(diǎn)，我們從電極反應(yīng)式看：負(fù)極：Zn—2e=Zn~+;正極：2H++2e-^=H2t。當(dāng)

溶解1mol鋅時(shí)失去2moi電子，銅片上析出1mol氨氣得到2moi電子，得失電子守恒，

這樣即可推出A正確。

【練方法技巧】

4.以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的

是（）

A.該電池能夠在高溫下工作

B.電池的負(fù)極反應(yīng)式為C6Hl2O6+6H2O—24e=6CO2t+24H-

c.放電過程中，H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移

D.在電池反應(yīng)中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體等L

答案B

解析由葡荀糖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖可知，此燃料電池是以葡萄糖為燃料，以氧

氣為氧化劑，以質(zhì)子交換膜為隔膜，以惰性材料為電極的一種燃料電池。由于是微生物電池，

而微生物的生存溫度有一定的范圍，所以高溫下微生物不一定能夠生存，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，

-

負(fù)極：C6Hl2。6被微生物分解成C02、H+和電子，電極反應(yīng)式：C6Hi2O6+6H2O-24e

+

=6CO2t+24H,B正確；負(fù)極產(chǎn)生的H+透過質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極室，C錯(cuò)誤；負(fù)極產(chǎn)

生的電子沿外電路從負(fù)極流向正極，在正極室與H+和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成水?？偡磻?yīng)方程式

為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,由總反應(yīng)方程式可知：每消耗1mol氧氣，理論上可以

生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.4L,D錯(cuò)誤。

5.據(jù)報(bào)道，我國擁有的完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車已在北京奧運(yùn)會期間為運(yùn)動(dòng)員

提供了服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是

()

A.正極反應(yīng)式為C>2+2H2O+4e-=4OH

B.工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變

C.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2O

D.用該電池電解CuCb溶液，產(chǎn)生2.24LCL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移

答案D

解析本題考查燃料電池的工作原理。氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；該燃料電池

中氧氣與氧氣反應(yīng)生成水，KOH沒有消耗，也沒有生成，故KOH的物質(zhì)的量不變，但其

電解

溶液濃度變小，B正確；H2和。2反應(yīng)生成水是該電池發(fā)生的反應(yīng)，C正確；CuCl2=Cu

+CI2t,2Cr-2e-=Clt,n(Cl)=2.24L/22.4L-mol-1=0.1mol,n(e")=0.2mol,D錯(cuò)

-a22

i天o

【練綜合拓展】

6.某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動(dòng)性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使

用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將里極放入6moiI?的稀H2sO4中，乙同學(xué)將電極放入6

mol-L-i的NaOH溶液中，如圖所示。

甲乙

(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：

負(fù)極,

正極。

(2)寫出乙池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：

負(fù)極,

正極O

總反應(yīng)離子方程式為o

(3)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的

金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出_______活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會判斷出

活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元素符號)。

(4)由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些結(jié)論？o

A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)

B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)

C.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序表已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值

D.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析

(5)上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“利用金屬活動(dòng)性順序表直接判斷原電池中正、負(fù)極”的

做法(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，則請你提出另一個(gè)判斷原電池正、負(fù)

極可行的實(shí)驗(yàn)方案。

答案(l)Mg—2e-=Mg2'2H,+2e—=H2t

(2)2A1+8OH-6e=2A1O2+4H2O

6H2O+6e^=6OH~+3H2t

-

2Al+20H+2H2O=2AIO2+3H2t

(3)MgAl(4)AD

(5)不可靠將兩種金屬電極連上電流表而構(gòu)成原電池，利用電流表檢測電流的方向，

從而判斷電子的流動(dòng)方向，再來確定原電池的正、負(fù)極

解析(1)甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg+H2so4=MgSO4+H2t,Mg作負(fù)極，電極

反應(yīng)式為Mg—2e-：^=Mg2+,Al作正極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2t<.

(2)乙池中電池總反應(yīng)方程式為2Al+2Na0H+2H20=2NaA102+3H2t,負(fù)極上為Al

被氧化生成A-+后與0H-反應(yīng)生成A10L電極反應(yīng)式為2Al-6e-+80H--2A10f+4H2。;

-

正極產(chǎn)物為H2,電極反應(yīng)式為6H2O+6e-=6OH+3H2t。

(3)甲池中Mg為負(fù)極，A1為正極；乙池中A1為負(fù)極，Mg為正極，若根據(jù)負(fù)極材料金

屬比正極活潑，則甲判斷Mg活動(dòng)性強(qiáng)，乙判斷A1活動(dòng)性強(qiáng)。

(4)選AD。Mg的金屬活動(dòng)性一定比A1強(qiáng)，金屬活動(dòng)性順序表是正確的，應(yīng)用廣泛。

(5)判斷正、負(fù)極可根據(jù)回路中電流方向或電子流向等進(jìn)行判斷，直接利用金屬活動(dòng)性

順序表判斷原電池的正、負(fù)極是不可靠的。

第二節(jié)化學(xué)電源

［目標(biāo)要求］1.了解依據(jù)原電池原理開發(fā)的技術(shù)產(chǎn)品——化學(xué)電池。2.了解一次電池、

二次電池、燃料電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍。3.正確書寫原電池的電極反

應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。

基礎(chǔ)落實(shí)?

一、化學(xué)電池

化學(xué)電池是利用原電池原理,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

二、常用電池

1.一次電池

堿性鋅鎬電池鋅銀電池

負(fù)極：Zn負(fù)極：Zn

電池結(jié)構(gòu)正極：MnO2正極：Ag^O

電解質(zhì)溶液：KOH溶液電解質(zhì)溶液：KOH溶液

2MnO+2e+2HO=2MnOOH

電極正極22AgO+2b+HO=2Ag+20H

+20H-22

反應(yīng)

---

負(fù)極Zn-2e+2OH=Zn(OH)2Zn+20H--2e=Zn(OH)2

Zn+2MnO+2HO=2MnOOHZn+Ag2。+H2O^=Zn(OH)2+

總反應(yīng)式22

+Zn(OH)22Ag

2.二次電池

鉛蓄電池氫氧燃料電池

負(fù)極：Pb負(fù)極：H2

電池結(jié)構(gòu)正極：PbO2正極：

電解質(zhì)溶液：H2SO4溶液電解質(zhì)：酸性電解質(zhì)

PbO(s)+SOl(aq)+4H+(aq)+2e

電極正極2O2+4H+4e=2H2O

反應(yīng)=PbSO4(s)+2H2O(l)

Pb(s)+SO4(aq)—2。一

負(fù)極2H2—4e=4H

=PbSC)4⑸

Pb(s)+PbO2(s)+

總反應(yīng)式2H2sO4(aq)=2PbSO4⑸+2H2+O2=2H2O

2H2O(1)

對點(diǎn)訓(xùn)練?

知識點(diǎn)—化學(xué)電池

1.球i電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅鎰電池以氫

氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2

下列說法中，錯(cuò)誤的是()

A.電池工作時(shí)，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為

MnO+2HO+2e-=Mn(OH)2+2OH

C.［2池工2作時(shí)，電子由正極施過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g

答案C

解析本題要求利用原電池的原理，分析堿性鋅鎰電池：鋅為負(fù)極，在反應(yīng)中失去電子，

故A正確；電池工作時(shí)，電流由正極通過外電路流向負(fù)極，而電子定向移動(dòng)方向與電流方

向相反，故C錯(cuò)誤；由電子守恒知D項(xiàng)正確：由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式和原電池的原理寫

出正極反應(yīng)式知B正確。

2.某新型可充電電池，能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應(yīng)式為3Zn+

2K2FeO4+8H2O勿里3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,以下說法不正確的是()

充電

A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

B.放電時(shí)正極反應(yīng)式為FeO/+4H2(D+3e=Fe(OH)3+5OH

C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molKzFeCU被氧化

D.充電時(shí)陽極附近的溶液的堿性減弱

答案C

解析選項(xiàng)A,放電時(shí)，在堿性條件下，Zn失去電子為電池的負(fù)極：Zn-2e-+2OH-

=Zn(OH)2;選項(xiàng)B,根據(jù)放電時(shí)總電池反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式(電子數(shù)需相等)可得放電時(shí)

正極反應(yīng)式為FeO干+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-;選項(xiàng)C,放電時(shí)，LFeCh被還原：

選項(xiàng)D,充電是放電的逆向反應(yīng)，所以充電時(shí)，陽極消耗OH,導(dǎo)致陽極附近的溶液的堿

性減弱。

3.生產(chǎn)鉛蓄電池時(shí)，在兩極板上的鉛、錦合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSO4,干燥后

、放中.一

再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是2PbSO4+2H2O充電PbO2+Pb+2H2SO4

下列對鉛蓄電池的說法錯(cuò)誤的是()

A.需要定期補(bǔ)充硫酸

B.工作時(shí)鉛是負(fù)極，PbCh是正極

-

C.工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb-2e+SOr=PbSO4

D.工作時(shí)電解質(zhì)的密度減小

答案A

解析鉛蓄電池放電時(shí)相當(dāng)于原電池，Pb是負(fù)極，PbO2是正極，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Pb

失去電子生成Pb2+,Pb?+與溶液中的SOF生成PbSCU沉淀，放電時(shí)消耗的硫酸與充電時(shí)生

成的硫酸相等，在電池制備時(shí)，PbSCU的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明H2s04

不用補(bǔ)充；放電時(shí)，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度

也隨之減小。

知識點(diǎn)二燃料電池

4.固體氧化物燃料電池是以固體氧化錯(cuò)一氧化鈕為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下

允許氧離子（。2-）在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與

電極反應(yīng)。

下列判斷正確的是（）

A.有。2參加反應(yīng)的a極為電池的負(fù)極

B.b極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+C>2-=H2O

C.a極對應(yīng)的電極反應(yīng)式為C）2+2H2O+4e-=40FT

D.該電池的總反應(yīng)式為2H2+O2望

答案D

解析因?yàn)殡娮訌腷電極流向a電極，所以b電極為負(fù)極，也在該極發(fā)生氧化反應(yīng)；a

電極為正極，0?在該極發(fā)生還原反應(yīng)。由此推斷該原電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2—2e=2H,

正極電極反應(yīng)式為102+2屋=02，則電池總反應(yīng)式為2H2+O2盤=240。

5.有位科學(xué)家說：“甲烷是21世紀(jì)的新燃料?！奔淄樽鳛槿剂系挠猛局痪褪怯糜谥?/p>

作燃料電池。有科技工作者制造了-一種甲烷燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入

甲烷，電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)。2一。以下判斷錯(cuò)誤的是（）

A.電池正極發(fā)生的反應(yīng)：O2+4e-=2O2

2

B.電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)：CH4+40^-8e=C02+2H2O

C.固體電解質(zhì)里的-的移動(dòng)方向：由正極流向負(fù)極

D.向外電路釋放電子的電極：正極（即電子由正極流向負(fù)極）

答案D

解析因?yàn)榉烹姇r(shí)，電池正極發(fā)生還原反應(yīng)（元素化合價(jià)降低），負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)（元素

化合價(jià)升高）。所以正極反應(yīng)■式是O2+4e-=2O”「，負(fù)極反應(yīng)式是CH4+4O?--8e-=CO2

+2氏0。由上述電池的正、負(fù)極反應(yīng)式可以看出：正極反應(yīng)''源源不斷”她產(chǎn)生。2-，負(fù)

極反應(yīng)要持續(xù)進(jìn)行，則需要“持續(xù)不斷”的-供應(yīng)，故電池內(nèi)-的移動(dòng)方向是由正極流

向負(fù)極。電池的負(fù)極發(fā)生兔化反應(yīng)，失去電子，故外電路電子從負(fù)極流出，所以D錯(cuò)誤。

課時(shí)作業(yè)?

【練基礎(chǔ)落實(shí)】

1.鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2,電解質(zhì)溶液為H2so4,工作時(shí)的電池反應(yīng)式為

Pb+Pb02+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,下列結(jié)論正確的是（）

A.Pb為正極被氧化B.溶液的pH不斷減小

C.S05只向PbCh處移動(dòng)D.電解質(zhì)溶液的pH不斷增大

答案D

解析由題給電極反應(yīng)式可以看出H2s04不斷被消耗，故pH不斷增大，所以B不正確，

D正確；由Pb元素化合價(jià)的變化，可以看出Pb是負(fù)極，所以A不正確；原電池工作時(shí)，

整個(gè)電路中負(fù)電荷的流向是一致的，外電路中，電子由Pb極流向PbCh極；內(nèi)電路中，負(fù)

電荷（S0,和0IT）移向Pb極，所以C不正確。

2.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AgzO和

Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)式為

Zn+20H-2e=ZnO+H2O

Ag2O+H2O+2e-=2Ag+20H

總反應(yīng)式為Ag2O+Zn=ZnO+2Ag

根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述中正確的是（）

A.在使用過程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的pH增大

B.在使用過程中，電子由Ag2。經(jīng)外電路流向Zn極

C.Zn是負(fù)極，Ag20是正極

D.Zn極發(fā)生還原反應(yīng)，AgzO極發(fā)生氧化反應(yīng)

答案C

解析（1）根據(jù)電極反應(yīng)式可知Zn失電子被氧化而溶解，Ag2。得電子被還原，故Zn是

負(fù)極，AgzO是正極，所以C正確；（2）負(fù)極（即Zn極）在反應(yīng)時(shí)消耗0H，則負(fù)極區(qū)溶液的

pH應(yīng)減小，故A錯(cuò)誤：（3）發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路到正極，即電子從Zn

極經(jīng)外電路到Ag2O極，故B錯(cuò)誤；（4）在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反

應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

3.有人設(shè)計(jì)出利用CH,和02的反應(yīng)，用伯電極在K0H溶液中構(gòu)成原電池。電池的總

反應(yīng)類似于CH4在02中燃燒，則下列說法正確的是（）

①每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole②負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式

為CH4+10OFT-8e==COM+7H2O③負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O

+4e-=4OH~④電池放電后，溶液的pH不斷升高

A.①②B.①③C.①④D.③④

答案A

解析CH4在粕電極上發(fā)生類似于CH4在02中燃燒的反應(yīng)，即CH4fCCh,嚴(yán)格地講

生成的C02還與KOH反應(yīng)生成K2co3,化合價(jià)升高，失去電子，是電池的負(fù)極，電極反應(yīng)

--

式為CH4-8e+1OOH=COr+7H20,1molCH4參加反應(yīng)有8mol院發(fā)生轉(zhuǎn)移，Ch在正

極上發(fā)生反應(yīng)，獲得電子，電極反應(yīng)式為02+2比0+4屋=4（汨，雖然正極產(chǎn)生OH,

負(fù)極消耗OH,但從總反應(yīng)式CH4+2O2+2KOH=K2co3+3比0可看出是消耗了KOH,

所以電池放電時(shí)溶液的pH值不斷下降，故①②正確，&④錯(cuò)誤。

【練方法技巧】

4.鋅鐳干電池在放電時(shí)，電池總反應(yīng)方程式可以表示為Zn+2MnO2+2NH；=Zn2++

Mn2O3+2NH3+H2O,此電池放電時(shí)，在正極（碳棒）上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）

碳棒

A.ZnB.碳C.MnCh和NH；D.Zi?+和NH3

答案C

解析根據(jù)原電池原理，鋅為負(fù)極，碳棒為正極，鋅應(yīng)參加負(fù)極反應(yīng)，而MnO?在反應(yīng)

中得到電子，應(yīng)當(dāng)在正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)，又由于NH；移向正極，在正極發(fā)生反應(yīng)生成NH3。

本題考查原電池電極反應(yīng)式的書寫，陽離子移動(dòng)的方向。

5.氫氧燃料電池用于航天飛機(jī)，電極反應(yīng)產(chǎn)生的水經(jīng)冷凝后可作為航天員的飲用水，

其電極反應(yīng)式如下：

負(fù)極：2%+401—46一=4}120

正極：O2+2H2O+4e=4OH

當(dāng)?shù)玫?.8L飲用水時(shí)，電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為（）

A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol

答案D

1.8XIO?g

解析n（HO）=-------^-=100mol

218g-mol

-

2H2+O4e2=2H2O

即每生成1molbkO則轉(zhuǎn)移2moie，當(dāng)生成100molH2O時(shí)，轉(zhuǎn)移200moie，

6.乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑,在200℃左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)式為C2H50H

+3O2=2CO2+3H2O,電池示意圖，下列說法中正確的是()

A.電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移

B.電池工作時(shí)，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極

C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)是C2H50H+3H2。+12e^=2CO2+12H*

D.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2H20+02+4。=4OH-

答案B

解析通入乙醇的一極(a極)為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；通入氧氣的一極(b極)為正極，發(fā)

生還原反應(yīng)。電池工作時(shí)，陽離子(質(zhì)子)向電池的正極遷移，A項(xiàng)不正確；電流方向與電子

流向相反，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極，B項(xiàng)正確；a極上乙醇應(yīng)該失電子被氧化，所以C

項(xiàng)不正確；因?yàn)殡姵刂惺褂玫氖腔撬犷愘|(zhì)子溶劑，所以電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH，D項(xiàng)

不正確。

【練綜合拓展】

7.科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國已計(jì)劃將甲醇燃料電

池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鈉或碳化鴇作為電極催化劑，在稀硫酸電解質(zhì)中直接

加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣。回答下列問題：

(1)這種電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：

(1)此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng):

負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：o

(3)電解液中H+向極移動(dòng)，向外電路釋放電子的電極是。

(4)使用該燃料電池的另一個(gè)好處是__________________________________________

___________________________________________________________________________O

答案(1)2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

+

(2)3O2+12H+12e=6H2O

+

2CH3OH+2H2O-12e=2CO2+12H

(3)正負(fù)極(4)對環(huán)境無污染

解析(1)燃料電池的電池反應(yīng)為燃料的氧化反應(yīng)，在酸性條件下生成的CO2不與H2s。4

反應(yīng)，故電池總反應(yīng)式為2cH3OH+3O2=2CO2+4H2O?

(2)電池的正極O2得電子，由于是酸性環(huán)境，所以會生成H2O,用電池總反應(yīng)式減去正

極反應(yīng)式即可得出負(fù)極的電極反應(yīng)式。

(3汨+移向正極，在正極生成水。

(4)產(chǎn)物是CO2和H2O,不會對環(huán)境造成污染。

8.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電

極表面鍍了一層細(xì)小的柏粉，伯吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：

KOH溶液

(1)氫氧燃料電弱的能量轉(zhuǎn)化主要形式是，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?/p>

(用a、b表示)。

(2)負(fù)極反應(yīng)式為。

(3)電極表面鍍伯粉的原因?yàn)開_______________________________________________

(4)該電池工作時(shí)，山和02連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此，大量

安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。

金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：

I.2Li+H2=^=2LiH

11.LiH+H2O=LiOH+H2t

①反應(yīng)I中的還原劑是,反應(yīng)H中的氧化劑是。

②已知LiH固體密度為0.82g-cm-3,用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)山，生成的LiH體積與

被吸收的氏體積比為。

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)

線中通過電子的物質(zhì)的量為mol。

答案⑴化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔躠至ijb(2)2氏+40七—4。=4氏0或H2+2OH——2e「

=2H2O(3)增大電極單位面積吸附H2、02的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率⑷①LiH2O

②1/1148或8.71X10-4③32

解析(1)電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；在電池中，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，

而氫氧燃料電池中通入H?的一極是負(fù)極，故電子由a流動(dòng)到bo

(2)比在負(fù)極失電子，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)式為2H2+4OIT—4e

一=4比0。

(3)電極表面鍍伯粉可以增大電極單位面積吸附上、的分子數(shù)，從而增大反應(yīng)速率。

(4)Lill中Li為+1價(jià)，H為一1價(jià)，故反應(yīng)I中還原劑是Li,反應(yīng)H中氧化劑是1120?

由反應(yīng)I可知吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下224LH2時(shí)生成160gLiH,則生成的LiH的體積是77~壽一J

則生成的LiH的體積與被吸收的H2的體積之比為「由②生成的20mol

U.oZAA1U1i<to

LiH與H2反應(yīng)，由反應(yīng)H可知生成20moiH2,H??2e\能量轉(zhuǎn)化率為80%,則通過的電

子的物質(zhì)的量為20molX2X80%=32mol。

第三節(jié)電解池

第1課時(shí)電解原理

［目標(biāo)要求］1.理解電解原理，初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法。2.掌握電解電

極反應(yīng)方程式的書寫。3.了解電解反應(yīng)的一般規(guī)律。

基礎(chǔ)落實(shí)?

一、電解

1.概念

使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。

2.特點(diǎn)

(1)電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段,是不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的。

(2)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。

二、電解池

1.定義

把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置。

2.形成條件

(1)直流電源;

(2)兩個(gè)電極：與電源正極相連的一極是陽極；與電源負(fù)極相連的一極是圓極;

(3)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；

(4)形成閉合回路。

3.裝置及電極反應(yīng)

以電解CuCh溶液為例

⑴裝置

r-ngy-^iliFH

陰極A店陽極

CuCb溶液的電解

(2)電極反應(yīng)

陰極Cu2+2e-^=Cu發(fā)生還原反應(yīng)

-

陽極2cr-2e=Cl2發(fā)生氧化反應(yīng)

總反應(yīng)CuCI2=^=Cu+C12t

4.電子流向和離子流向

(1)電子流向

電源負(fù)極一電解池陰極

電解池阻極一電源正極

(2)離子流向

陽離子一電解池陽極

陰離子一電解池陽極

對點(diǎn)訓(xùn)練?

知識點(diǎn)一電解池

1.如圖是電解CuC12溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是()

電

流

方

向

正極

，b為

負(fù)極

a為

A.

陰極

，b為

陽極

a為

B.

加

量增

極質(zhì)

，d電

過程中

電解

C.

變

濃度不

氯離子

程中，

電解過

D.

C

答案

為