江苏省扬州市宝应县城镇中学高三化学一轮复习-原电池和化学电源学案

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1、原电池和化学电源【复习目的】1.理解原电池的工作原理,能写出电极反映式和电池反映方程式。2.理解常用的化学电源的种类及其工作原理。【知识建构】一、原电池的工作原理1.概念:把化学能转化为电能的装置。2.构成条件(1）有两上活动性不同的电极(常用为金属或石墨)。（2)具有电解质溶液。(3)两电极间形成闭合回路。.工作原理如图是两种CZn原电池示意图,请填空:(）电极：负极为Zn,正极为C。(2)电极反映;负极:Ze-=Zn2,正极:C2+2e=Cu。(3)电子移动方向和电流方向：电子从负极流出经外电路流入正极；电流从正极流出经外电路流入负极。(4）离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移，

2、阳离子向正极迁移。(5）两种装置的比较:装置中还原剂n与氧化剂Cu+直接接触，易导致能量损耗；装置能避免能量损耗；装置中盐桥的作用是提供阴阳离子定向移动的通路,导电。二、化学电源1一次电池碱性锌锰干电池负极材料：Zn电极反映:n2H-2e-=Zn(H）2正极材料:碳棒电极反映:2MO2H2O+2e=2MnOH2O-总反映：ZMnH2O=MnOHZn(OH）22二次电池(以铅蓄电池为例）(1）放电时的反映:负极：Pb（s)+SO(aq）-2e=PbS4(s)正极:PO2（)H（aq)SO(aq）+2e-=PbO4(）+2H2O()总反映：Pb(s)PO2(）HSO4（a)=2PbSO4(s)+2

3、HO(l）。（)充电时的反映:阴极：SO4(s)2-=b（s)+S（aq)阳极:PbSO(s)+2H2O(l）-2=PbO（s)+4H+（aq）SO(a)。总反映:2PSO（s）+2H2O（l)=b(s)+PO2(s）+22SO4(aq)。3.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反映式2He=4H2H4OH-e-=4H2O正极反映式H4e=HO2H24e-=4O电池总反映式2H2+O=2H2【典型例析】1银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2的缘故。根据电化学原理可进行如下解决：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现

4、黑色会褪去。下列说法对的的是( ）A解决过程中银器始终保持恒重B.银器为正极，g2S被还原生成单质银C该过程中总反映为2Al+3gS=6AgAl2S.黑色褪去的因素是黑色2S转化为白色AgCl2 Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时,下列说法对的的是( )AMg电极是该电池的正极.H22在石墨电极上发生氧化反映C石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中l向正极移动高考组合题书写如下电极反映式或电池反映方程式。(1)二甲醚(CH3OCH)直接燃料电池具有启动快、效率高的特点,若电解质为酸性,其负极反映式为_。()高铁酸钾（2FeO4）是一种

5、强氧化剂，可作为水解决剂和高容量电池材料。FeCl3和C在强碱性条件下反映可制取2FeO4，其反映的离子方程式为_;与MnOn电池类似,KFO4Zn也可以构成碱性电池，K2F在电池中作为正极材料,其电极反映式为_，该电池总反映的离子方程式为_。()一般锌锰电池放电时发生的重要反映为:+2NH4Cl2nO=Zn（NH3）2Cl2+2MOH该电池中,负极材料重要是_,电解质的重要成分是_，正极发生的重要反映是_。（）用吸取H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用H表达),NiO（OH)作为电池正极材料,OH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反映为：Ni(OH)HN

6、i(H)2+M电池放电时，负极的电极反映式为_。4.有A、B、C、E五块金属片，进行如下实验：A、用导线相连后,同步浸入稀SO4溶液中,A极为负极;、D用导线相连后，同步浸入稀H2S4溶液中,电流由D导线C；A、C相连后，同步浸入稀HS溶液中,C极产生大量气泡；、D相连后，同步浸入稀H2溶液中，D极发生氧化反映;用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液,E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是( )A.ABCDE ACDBECCADE BDCE5某原电池总反映为:Cu+Fe3+=Cu+2Fe2+,下列能实现该反映的原电池是（ )ACD电极材料Cu、Znu、CF、ZnCu、A电解液eCl3F(N3

7、）2CuSOFe2(4)6.选择合适的图像:(1)将等质量的两份锌粉a、分别加入过量的稀硫酸中，同步向a中加入少量的CuS溶液,产生2的体积V(）与时间t(min)的关系是_。()将过量的两份锌粉、分别加入定量的稀硫酸,同步向中加入少量的CuO4溶液,产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(）将(1)中的CS4溶液改成CH3COONa溶液,其她条件不变,则图像是_。原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答如下问题：(1)肼(H)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池,产物无污染，电解质溶液是2%3的O溶液。肼空气燃料电池放电时：正极的

8、电极反映式是_;负极的电极反映式是_。(）有人设想谋求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反映物,以NH4C为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反映式:_。(3）请运用原电池原理设计实验,验证I2、F+氧化性的强弱，请画出实验装置图并写出电极反映式。【仿真练习】 1下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( ）ABD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶某一同窗根据离子反映方程式2F3+Fe=3F+来设计原电池。下列设计方案中可行的是()A.电极材料为铁和锌，电解质溶液为eCl3溶液B.电极材料为铁和铜，电解质溶液为Fe(O3）3溶液C.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为FeC

9、l2溶液D电极材料为石墨，电解质溶液为FCl溶液3有关下列四个常用电化学装置的论述中,对的的是()图碱性锌锰电池图铅硫酸蓄电池图 电解精炼铜图银锌纽扣电池A.图所示电池中，MnO2的作用是催化剂B.图所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C图所示装置工作过程中,电解质溶液中u2浓度始终不变图所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为4电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KH溶液,其电极反映式是:Zn+2e-=nO2O;gOH2O2e=2Ag+2。总反映式为:AgO+Zn=Ag+Zn,下列说法对的的是(）A.Zn为正极,2O为负极B.n为负极,g2O为正极C原电池工作时

10、，正极区溶液值减小D.原电池工作时,负极区溶液pH值增大5.控制适合的条件，将反映Fe3+AgFe2+A+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂硝酸钾溶液；敏捷电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知,接通后，观测到电流计指针向右偏转。下列判断对的的是（ ).在外电路中,电子从石墨电极流向银电极B盐桥中的K移向乙烧杯C一段时间后,电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转D.电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转把a、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用导线两两连接构成多种原电池,若、b相连， a为负极;c、d相连，d上有气泡逸出;、c相连，a极减轻；b、d相连，b为正极。

11、则四种金属的活泼性顺序为( ）Aabcd B.acbacdb dc.将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本构成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量运用率可高达0(一般柴油发电机只有0%左右）,产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是()A.上述燃料电池的负极反映材料是氢气、甲烷、乙醇等物质B氢氧燃料电池常用于航天飞行器，因素之一是该电池的产物为水，通过解决之后可供宇航员使用.乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反映为:C2H5H-12e=2CO+3H2OD甲烷燃料电池的正极反映为+H2O4e-=O-8.LiFeP4电池具有

12、稳定性高、安全、对环境和谐等长处,可用于电动汽车。电池反映为：FPO4+LiLieO，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨,含U导电固体为电解质。下列有关LiFPO4电池说法对的的是( )A可加入硫酸以提高电解质的导电性.放电时电池内部i向负极移动C充电过程中,电池正极材料的质量增多放电时电池正极反映为:FPO4i=LiePO49空气常参与设计原电池以以便人们的生活。()国内首创以铝空气海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水数分钟,就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是_，负极反映为_；正极材料是_,正极反映为_

13、。（)熔盐电池具有高的发电效率,因而受到注重， 可用Li2CO3和aCO的熔融盐混合物作电解质,C为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在60下工作的燃料电池，完毕有关电池反映式。阳极反映式：2O+2-=4C2,阴极反映式：_，电池总反映式：_。10常用铅蓄电池是二次电池,其电极材料分别为Pb和PbO,电解液为稀H2O4溶液，工作时的总反映式为bPbO+ 2H2SO4PbO4+2H。请根据上述状况判断:(1)铅蓄电池的负极材料是_。()请根据两极材料和总反映,写出放电时正极反映是_。(3)请根据总反映式和正极反映式,写出放电时负极反映是_。(4)放电时，电解质溶液中阴离子移向_极；

14、电流方向从_极流向_极。（5)放电时,电解质溶液的酸性_（填“增强”、“削弱”或“不变”)。（6)充电时PbO2极发生_反映,电极反映式_；P极发生_反映，电极反映式_。11.化学在能源开发与运用中起着十分核心的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：（）对于氢氧燃料电池,下列论述不对的的是_。Aa电极是负极，OH移向负极.电极的电极反映为:O22H2=4OH-C.电池总反映式为：22+O22HOD.电解质溶液的p保持不变E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂所

15、有储藏在电池内的新型发电装置(2)上图右边装置中盛有10 m 0. mol1 AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112 m(原则状况下)时，此时AgN溶液的p=_（溶液体积变化忽视不计)。.已知甲醇的燃烧热726.5 kml1，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性,负极的反映式为_，正极的反映式为_。抱负状态下,该燃料电池消耗1 l甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反映所能释放的所有能量之比)。第3讲 原电池和化学电源【仿真练习】 1. D2 B . B5. D C7 D9. (1）铝 4l2e=4Al+石墨等惰性电极O6H2O+12=12OH-(2)O2C24-=2CO 2COO222.（)铅（P)(2）PbO24+SO2e-=PbSO42HO （3)Pb +S-2=S4(4)负氧化铅(PO2)铅(P) (5)削弱(6）氧化PbS4H2O-2eO24H+S还原 PbSO4+ 2=P O1.（1)CD (2)1.CH3OHH2Oe=CO+6O+4H4e-=H2O 9.6%