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课前导学(化学)

2012年12月12日 08:55:19 来源:黑龙江省延寿县第一中学 访问量:653

一、        原电池

外电路电子由_________通过导线流向__________;溶液中_______离子向正极极移动,________离子向负极极移动

二、        电解池

与电源___________极相连的电极是阳极,发生__________反应,与电源___________极相连的电极是阴极,发生__________反应。

三、        化学电源

1、铅蓄电池——(二次电池,可充电电池)

 

放电时

负极材料:Pb

负极反应:

正极材料:PbO2

正极反应:

电解质溶液:

浓硫酸

总反应:

充电时

阴极:

阴极反应:

阳极:

阳极反应:

电解质溶液:

浓硫酸

总反应:

 2、燃料电池

负极是通入氢气(燃料)的一极,正极是通入氧气(助燃气)的一极,电解质溶液可以是强酸或强碱。

 

酸性电解质

碱性电解质

氢氧燃料电池

负极反应:

 

 

正极反应:

 

 

总反应:

 

 

甲烷空气燃料电池

负极反应:

 

 

正极反应:

 

 

总反应:

 

 

四、        例题与强化训练题

一次电池

1、(2011福建高考11)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(     

A.水既是氧化剂又是溶剂

B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时OH向正极移动

D.总反应为:2Li2H2O===  2LiOHH2

2(2011安徽∙12)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电 池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO22Ag2NaClNa2Mn5O102AgCl,下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是:(     

A.正极反应式:AgCle=AgCl

B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

CNa不断向“水”电池的负极移动

DAgCl是还原产物

3、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s) + 2MnO2(s) + H2O(l) = Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)  

下列说法错误的是     

A电池工作时,锌失去电子 

B电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)H2O(l)2e- Mn2O3(s)2OH-  (aq)

C电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极

D外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g

二次电池

4、(2011新课标全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 ,下列有关该电池的说法不正确的是

 A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3负极为Fe

B. 电池放电时负极反应为

Fe+2OH--2e-=FeOH2

C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时,阳极反应为

2NiOH2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

5(2011海南∙6)一种充电电池放电时的电极反应为

H22OH−2e2H2O     NiO(OH)H2OeNi(OH)2OH

为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是(      

AH2O的还原                                              BNiO(OH)的还原

CH2的氧化                                                 DNi (OH) 2的氧化

6.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,

该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:

3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH

下列叙述不正确的是       (      )  

A.放电时负极反应为:Zn22OHZ(OH)2

B.充电时阳极反应为:Fe(OH)33e5OHFeO424H2O

C.放电时每转移3mol电子,正极有1mol K2FeO4被氧化

D.放电时正极附近溶液的碱性增强

7、镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛的应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是(  

A.充电时阳极反应:Ni(OH)2e-+OH- ==== NiOOH+H2O

B.充电过程是化学能转化为电能的过程

C.放电时负极附近溶液的碱性不变

燃料电池

8、(2010安徽卷).某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2O22H2O,下列有关说法正确的是

固体为电解质传递H,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2O22H2O,下列有关说法正确的是

 

 

 

 

A.电子通过外电路从b极流向a

B.b极上的电极反应式为:O22H2O4e4OH                                                                  

C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 LH2

D.Ha极通过固体酸电解质传递到b

 

9.一种新型燃料电池,它是用两根金属做电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通甲烷和氧气,其电池反应为:X极:  Y极: 下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是(    

A.通甲烷的电极(X)为电池的负极,通氧气的电极(Y)为电池正极

B.放电一段时间后,电解质溶液中KOH的物质的量改变

C.在标准状况下,通56L氧气,完全反应后有10mol的电子发生转移

D.放电时,通甲烷的一极附近的pH升高

10(2012四川∙11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪负极上的反应为

     CH3CH2OH4e+ H2O = CH3COOH + 4H。下列有关说法正确的是    

 A检测时电解质溶液中的H+向负极移动

 B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气

C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O

D.正极上发生的反应为:O2 + 4e + 2H2O = 4OH

 

 11\以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池在酸性介质中,关于该电池的叙述正确的是(    

A.该电池能够在高温下工作

B.电池的负极反应为:C6H12O66H2O24e=6CO2↑+24H

C.放电过程中, 从正极区向负极区迁移

D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体L

12一种新型的燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极通入乙烷和氧气,其总反应为:2C2H6 7O28KOH====4K2CO310H2O,有关此电池的推断正确的是   (       )

A.负极反应为14H2O7O228e====28OH

B.放电一段时间后,负极周围的pH升高

C.每消耗1 mol C2H6 ,则电路上转移的电子为14 mol

D.放电过程中KOH的物质的量浓度不变

 

答案:C,B,C,C,D,C,A,D,D,C,B,C

六、补充资料

资料1:电极的判断

 

原电池

电解池

   

判断方法

看电极材料

看电极反应(氧化还是还原)

看阴阳离子的移向(阴离子移向负极)

看两级上现象

看电子流向

看连接外电源的方式

看电极反应(氧化还是还原)

看阴阳离子的移向(阴离子移向阳极)

看两级上现象

 

资料2:已知原电池总反应书写电极反应式的方法

1.根据总反应化合价变化情况判断得失电子数。

失电子物质在负极处反应,得电子物质在正极处反应。

2.书写时,注意电极产物与周围环境(如酸性、碱性)中物质的反应。

3.配平时,注意应用电荷守恒原则补阳离子(如H+)或阴离子(如OH-)。

资料3:燃料电池总反应和电极反应式的书写方法

1.总反应式书写:

    燃料电池总反应即燃料燃烧的反应,但不用写“点燃”的条件。注意电极产物与周围环境中物质的反应。

2.正极电极反应式书写:

燃料电池正极反应式即O2在不同环境下得电子的电极反应式( O2+4e- = 2O2-)

书写时注意电极产物(O2-)与周围环境中物质的反应。如:

碱性或中性环境:    O2 +4e- +2H2O= 4OH-

酸性环境:    O2+4e- +4H+= 2H2O

熔融碳酸盐和CO2环境:  O2+ 4e- + 2CO2= 2CO32-

熔融金属氧化物环境:    O2+ 4e- =2O2-

3.负极电极反应式书写:

  燃料电池负极反应式即燃料失电子被氧化的过程,书写时先根据化合价升高数计算出失电子数,同时注意电极产物与周围环境中物质的反应(如H+OH-反应、CO2OH-反应等)。配平时,注意应用电荷守恒原则补阳离子(如H+)或阴离子(如OH-)。

以氢氧燃料电池负极为例,在中性或酸性环境:H2 -  -2e- =2H+;

                        在碱性环境:2H2 -4e+40H- = 4H2O

以甲烷燃料电池负极为例,在中性或酸性环境:CH4 - 8e- + 2H2O= CO2+ 8H+

在碱性环境:CH4-8e-  +10 OH- = C032-+7 H2O

当然,也可以用总反应式减去正极反应式,得出负极反应式。

4、注意事项:

     要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒;

两个半反应同时写时,要保证电子得失数相等。

②原电池电极反应式,酸性条件下,不能出现OH-;碱性条件下,不能出现H+

③原电池的总反应=正极反应式+负极反应式,因此,写出总反应式和正极反应式后,两者相减即为负极反应。(注意:做差时要保证总反应式和正极反应式中O2的系数相等)

④原电池反应自发进行,总反应式不写条件;

⑤电子带负电,故减电子相当于加正电。

 

资料4:原电池和电解池的电极反应式的书写对比

1、  相同点:都要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒;

两个半反应同时写时,要保证电子得失数相等。

2、原电池电极反应式,酸性条件下,不能出现OH-;碱性条件下,不能出现H+

电解池的电极反应式,无论酸碱性均可直接写离子放电。

3、原电池的总反应=正极反应式+负极反应式,

电解池总反应不一定等于阳极反应式加阴极反应式。

4、原电池反应自发进行,总反应式不写条件;

电解池反应非自发进行,总反应式必须写电解条件。

 

 

 

资料5:二次电池的放电、充电反应

 

1、  放电和充电过程中的反应(原电池总反应的逆反应):

放电的过程是原电池反应,充电的过程是电解池反应。

充电的过程中的反应:阴极发生的是负极反应的逆反应(还原反应),

阳极发生的是正极反应的逆反应(氧化反应)

2、  如何充电:电池正极连接电源的正极,电池负极连接电源的负极。

3、  放电和充电过程中离子的流向:

原电池中的电解液相当于内电路,放电过程中欲构成回路,则阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;

电解过程中的电解液相当于外电路,因此溶液中的阴、阳离子在外电场的作用下分别向阳极和阴极移动。

 

编辑:谢永明
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