山東省棗莊三中高二化學(xué)《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池》教案

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1、第3講　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池〔第一課時(shí)〕 [課程標(biāo)準(zhǔn)與考綱要求]： 1、理解原電池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式 2、能正確判斷原電池的正、負(fù)極,能夠判斷電極反應(yīng)物與產(chǎn)物； 3、能會(huì)書寫原電極反應(yīng)式和總化學(xué)反應(yīng)方程式. [重點(diǎn)、難點(diǎn)]：理解原電池原理、正確地書寫電極反應(yīng)式. [基礎(chǔ)再現(xiàn)] 教師活動(dòng) 引題,電池已經(jīng)成為現(xiàn)代文明不可缺少的物品 , 小到日常生活 大到人造衛(wèi)星遨游太空都離不開電池 學(xué)生活動(dòng) ：獨(dú)立完成：1、復(fù)習(xí)氧化還原知識(shí)2、閱讀課本、筆記,回顧"原電池原理"；填寫導(dǎo)學(xué)案的下列內(nèi)容.〔10分鐘〕合作互助：同組內(nèi)交換意見(jiàn),檢查更正.〔5分鐘〕 考點(diǎn)

2、一　原電池 1．概念 把________能轉(zhuǎn)化為________能的裝置. 2．工作原理 [學(xué)生活動(dòng)]完成下表 以鋅銅原電池為例 電極名稱 負(fù)極 正極 電極材料 電極反應(yīng) 反應(yīng)類型 電子流向 由Zn沿導(dǎo)線流向Cu 鹽橋中離子移向 鹽橋含飽和KCl溶液,K+移向正極,Cl移向負(fù)極 [學(xué)生活動(dòng)]總結(jié) 3．原電池構(gòu)成條件 <1>兩個(gè)______________的電極. <2>將電極插入________________中. <3>用導(dǎo)線連接電極構(gòu)成__________. <4>能自發(fā)進(jìn)行的____________. [教師活動(dòng)]對(duì)知識(shí)

3、進(jìn)行點(diǎn)評(píng)： 1肯定或糾正 2強(qiáng)調(diào)鹽橋的組成和作用 <1>鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍. <2>鹽橋的作用：①連接內(nèi)電路,形成閉合回路；②平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流. ． 〔3〕單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比 圖1和圖2兩裝置的相同點(diǎn)：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象. 負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同點(diǎn)：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋,會(huì)有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng),該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化,又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能,裝置的溫度會(huì)升高.

4、 圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個(gè)池子中,Zn與Cu2＋不直接接觸,不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過(guò)程,所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能,電流穩(wěn)定,且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng). 關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中,還原劑在負(fù)極區(qū),而氧化劑在正極區(qū). [學(xué)生活動(dòng)]：思考、完成下列各題 1．有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是<　　> A．CaO＋H2O===Ca2,可以放出大量的熱,故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,把其中 的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3===Cu2＋2Ag,裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊 膠的KCl飽和溶液 C．原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成 D．理論

5、上說(shuō),任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池 2．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置,其中結(jié)論正確的是<　　> A．①②中Mg作負(fù)極,③④中Fe作負(fù)極 B．②中Mg作正極,電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ [學(xué)生反思?xì)w納] <1>電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng),與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路. <2>無(wú)論在原電池還是在電解池中,電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液. <3>原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù). <

6、4>原電池電極的"正"極與"負(fù)"極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān). [學(xué)生活動(dòng)]完成下列空白 考點(diǎn)二　化學(xué)電源 1．堿性鋅錳干電池——一次電池 總反應(yīng)式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO＋Zn2. 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO＋2OH－； 負(fù)極反應(yīng)：______________________________________________________________. 2．鋅銀電池——一次電池 負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

7、； 總反應(yīng)式：______________________________________________________________. 3．二次電池<可充電電池> 鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池,負(fù)極材料是________,正極材料是________. <1>放電時(shí)的反應(yīng) ①負(fù)極反應(yīng)：______________________________________________________________ ②正極反應(yīng)：______________________________________________________________ ③總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2S

8、O4===2PbSO4＋2H2O <2>充電時(shí)的反應(yīng) ①陰極反應(yīng)：_____________________________________________________________ ②陽(yáng)極反應(yīng)：_____________________________________________________________ ③總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4 <3>可充電電池原理示意圖 4．燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分酸性和堿性兩種. 酸性 堿性 負(fù)極反應(yīng)式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－=

9、==4H2O 正極反應(yīng)式 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池總 反應(yīng)式 2H2＋O2===2H2O [學(xué)生活動(dòng)]思考、完成下列各題 3．鉛蓄電池是典型的可充電電池,它的正負(fù)極極板是惰性材料, 請(qǐng)回答下列問(wèn)題<不考慮氫、氧的氧化還原>： <1>電解液中H2SO4的濃度將變___________________________________________； 當(dāng)外電路通過(guò)1 mol電子時(shí),理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加__________g. <2>在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí),若按右圖連接,電解一段時(shí)間后,則在A電極上生成________,B電極上生成_______

10、_____,此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將________. 4．<1>氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí),工作一段時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的濃度將 ________,溶液的pH____________________________________________________. <填"變小"、"增大"或"不變"> <2>氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí),工作一段時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的濃度將________,溶液的pH___________________________________________________. <填"變小"、"增大"或"不變"> 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)

11、： 1.、正、負(fù)極判斷 2 [課上鞏固] 1．下圖中能組成原電池產(chǎn)生電流的是<　　> 2．如圖所示,杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球,調(diào)節(jié)杠 桿并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液,一段時(shí)間后,下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是<　　> A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí),均為A端高B端低 B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí),均為A端低B端高 C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端低B端高；杠桿為絕緣體時(shí),A端高B端低 D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端高B端低；杠桿為絕緣體時(shí),A端低B端高 3．某學(xué)生欲完成Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋反應(yīng),設(shè)計(jì)了下列

12、四個(gè)實(shí)驗(yàn),可行的是<　　> 4．查處酒后駕駛采用的"便攜式乙醇測(cè)量?jī)x"以燃料電池為工作原理,在酸性環(huán)境中,理 論上乙醇可以被完全氧化為CO2,但實(shí)際上乙醇被氧化為X,其中一個(gè)電極的反應(yīng)式為CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋.下列說(shuō)法中正確的是<　　> A．電池內(nèi)部H＋由正極向負(fù)極移動(dòng) B．另一極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．乙醇在正極發(fā)生反應(yīng),電子經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極 D．電池總反應(yīng)式為2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O 5．下列敘述正確的是<　　> A．銅、鋅、稀硫酸形成的原電池放電時(shí),溶液中陽(yáng)離子向銅電極移動(dòng) B．充電時(shí),

13、把鉛蓄電池的負(fù)極接在外電源的正極 C．鍍鋅鐵鍍層破損后鐵更易被腐蝕 D．堿性氫氧燃料電池工作時(shí),負(fù)極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 6．銀器皿日久表面會(huì)逐漸變成黑色,這是由于生成硫化銀,有人設(shè)計(jì)用原電池的原 理進(jìn)行"拋光",其處理方法是：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時(shí)間后,黑色會(huì)褪去而銀恢復(fù)光澤,且不會(huì)損失.試回答： <1>食鹽的作用是_______________________________________________________. <2>在此原電池反應(yīng)中,負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為____________

14、___________________ ________________________________________________________________________, 正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________________________________. <3>反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體,溶液中發(fā)生的反應(yīng)為 ____________________________________________________________________, 原電池總反應(yīng)方程式為_______________________________

15、_________________ ________________________________________________________________________. 7．根據(jù)下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池：2FeCl3＋Fe===3FeCl2. 要求：<1>畫出此原電池的裝置圖,裝置可采用燒杯. <2>注明原電池的正、負(fù)極和外電路中電子的流向. <3>寫出兩個(gè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng). 8．<1>將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連,插入稀H2SO4溶液中組成原電池,寫出電極名稱與電 極反應(yīng)式： Al片<　　>________________________________

16、___________________________, Cu片<　　>__________________________________________________________. <2>若將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連,插入濃HNO3中能否組成原電池？________<填"能"或"不能">,若能組成原電池,寫出電極名稱與電極反應(yīng)式： Al片<　　>__________________________________________________________, Cu片<　　>__________________________________________________

17、__________. [課下練習(xí)]高考總復(fù)習(xí)三維達(dá)標(biāo) 第3講　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池〔第二課時(shí)〕 [課程標(biāo)準(zhǔn)與考綱要求]： 1通過(guò)分析銅鐵接觸處形成原電池的例子,使學(xué)生了解金屬腐蝕的電化學(xué)原理以與防護(hù)的原則. 2理解電解原理的應(yīng)用,使學(xué)生進(jìn)一步從能量的角度理解化學(xué)科對(duì)人類生活的貢獻(xiàn). [重點(diǎn)、難點(diǎn)]：理解電解應(yīng)用. [基礎(chǔ)再現(xiàn)] 教師活動(dòng) 引題,復(fù)習(xí)回顧原電池原理有關(guān)內(nèi)容, 學(xué)生活動(dòng) ：獨(dú)立完成：1、 閱讀課本、筆記,回顧 填寫導(dǎo)學(xué)案的下列內(nèi)容.〔10分鐘〕合作互助：同組內(nèi)交換意見(jiàn),檢查更正.〔5分鐘〕 考點(diǎn)三　原電池原理的應(yīng)用 1．加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)

18、進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大.例如,在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快. 2．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí),一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑. 3．金屬的腐蝕和防護(hù) 〔一〕金屬電化學(xué)腐蝕 <1>概念：就是電化學(xué)腐蝕. <2>電化學(xué)腐蝕過(guò)程中由于電解質(zhì)溶液的不同,又可分為和 兩種.　　 吸氧腐蝕 在一塊鉚有鐵鉚釘?shù)你~板暴露在潮濕空氣中的腐蝕情況,其中為負(fù)極,為正極,銅板表面凝結(jié)有一層水膜,空氣中CO2與沿海地區(qū)空氣中的NaCl等物質(zhì)溶解在水膜中形成電解質(zhì)溶液,從而構(gòu)成原電池. 電極反應(yīng)為：負(fù)極：正

19、極： 然后OH－與Fe2+結(jié)合為Fe2, 故該原電池的總反應(yīng)為： Fe2與潮濕空氣中的水、氧氣反應(yīng)生成Fe3： 生成的Fe3分解,從而生成鐵銹,該過(guò)程主要消耗O2,稱為吸氧腐蝕. 　　析氫腐蝕 　　同樣是上述腐蝕,若空氣中SO2含量較高,處于酸雨的環(huán)境下,使水膜酸度較高,即電解質(zhì)溶液為酸性溶液,正極反應(yīng)就變?yōu)椋? 該過(guò)程為析氫腐蝕. 無(wú)論是析氫腐蝕,還是吸氧腐蝕,都是成為原電池的負(fù)極, 金屬電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子而被腐蝕,且金屬越越易發(fā)生腐蝕. 〔二〕金屬的防護(hù) 金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,只要破壞了原電池的構(gòu)成要素就可減

20、少電化學(xué)腐蝕的發(fā)生,常見(jiàn)有以下幾種金屬防護(hù)方法： <1>讓金屬制品處于干燥的環(huán)境.該方法破壞了電解質(zhì)溶液的存在,金屬不易被腐蝕. <2>在金屬表面加一層保護(hù)層.常見(jiàn)的方法是刷一層油漆、搪瓷、陶瓷、塑料、橡膠等保護(hù)層,效果較好的方法還有在金屬表面鍍上一層金屬防護(hù)層. <3>犧牲陽(yáng)極保護(hù)法： 利用原電池原理,讓被保護(hù)的金屬為,用還原性強(qiáng)的金屬為,負(fù)極金屬被消耗,被保護(hù)的金屬避免腐蝕.如：鍍鋅鐵可以保護(hù)鐵,但鍍錫鐵一旦鍍層損壞后會(huì)使鐵更易腐蝕.航海船只的船底四周嵌鋅塊,就是利用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法來(lái)保護(hù)船體的. <4>外加電流陰極保護(hù)法： 電解原理中,陽(yáng)極金屬發(fā)生氧化反應(yīng),陰極金屬再活潑也不參

21、與反應(yīng).故可讓被保護(hù)金屬與外加直流電源的相連讓其成為,從而得到防護(hù),該方法為外加電流陰極保護(hù)法. 　　生產(chǎn)生活中,金屬防護(hù)常是上述方法的綜合使用,以便最大限度地減少金屬的腐蝕.金屬的防護(hù)仍然是一個(gè)重大課題,還需尋找更加完美的方法來(lái)防護(hù)金屬. <5>使金屬表面發(fā)生鈍化作用來(lái)保護(hù)內(nèi)層金屬. 4．制造化學(xué)電源 [學(xué)生活動(dòng)]思考、完成下列各題 1．有A、B、C、D四塊金屬片,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4 溶液中,A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、

22、D相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,D極發(fā)生氧化反應(yīng).據(jù)此,判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是<　　> A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A 2．將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過(guò)量的稀硫酸,同時(shí)向a中加少量CuSO4溶液,下圖 中產(chǎn)生H2的體積V與時(shí)間t的關(guān)系,其中正確的是<　　> [難點(diǎn)突破] 1．電極方程式的書寫 "加減法"書寫電極反應(yīng)式 <1>先確定原電池的正負(fù)極,列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì),并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失. <2>注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存.若不共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子

23、應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2,且電解質(zhì)溶液為中性或堿性,則水必須寫入正極反應(yīng)式中,且O2生成OH－,若電解質(zhì)溶液為酸性,則H＋必須寫入正極反應(yīng)式中,O2生成水. <3>正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式.若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式,可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式,即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式. [例1]　有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料,埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能 源.它依靠跟人體內(nèi)體液中含有的一定濃度的溶解氧、H＋和Zn2＋進(jìn)行工作,試寫出該電池的兩極反應(yīng)式. [答案]　負(fù)極：2Z

24、n－4e－===2Zn2＋, 正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O. [例2]　Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器.該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是 LiAlCl4-SOCl2.電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2. 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： <1>電池的負(fù)極材料為__________,發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________ ______________________________________________________________________. <2>電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為__________

25、________________________________ ________________________________________________________________________. [答案]　<1>鋰　Li－e－===Li＋ <2>2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2 [學(xué)生活動(dòng)]　鋁-空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極,鉑網(wǎng)為正極,海水為電解質(zhì)溶液,空氣中的 氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流. 電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al3 負(fù)極：_________________________________________________

26、________________ 正極：_________________________________________________________________ [答案]　4Al－12e－===4Al3＋ 3O2＋12e－＋6H2O===12OH－ 2．燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 電極：惰性電極. 燃料包含：H2、CO、烴<如CH4、C2H6>、醇<如C2H5OH>等. 電解質(zhì)包含：①酸性電解質(zhì)溶液,如H2SO4溶液；②堿性電解質(zhì)溶液,如NaOH溶液；③熔融氧化物,如Y2O3；④熔融碳酸鹽,如K2CO3等. 第一步：寫出電池總反應(yīng)式 燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一

27、致,若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng). 如氫氧燃料電池的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O； 甲烷燃料電池<電解質(zhì)溶液為NaOH溶液>的反應(yīng)式為 CH4＋2O2===CO2＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② ①式＋②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O 第二步：寫出電池的正極反應(yīng)式 根據(jù)燃料電池的特點(diǎn),一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2,隨著電解質(zhì)溶液的不同,其電極反應(yīng)有所不同,其實(shí),我們只要熟記以下四種情況： <1>酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O <2>堿性

28、電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ <3>固體電解質(zhì)<高溫下能傳導(dǎo)O2－>環(huán)境下電極反應(yīng)式： O2＋4e－===2O2－ <4>熔融碳酸鹽<如：熔融K2CO3>環(huán)境下電極反應(yīng)式： O2＋2CO2＋4e－===2CO. 第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式 電池的總反應(yīng)和正、負(fù)極反應(yīng)之間有如下關(guān)系：電池的總反應(yīng)式＝電池正極反應(yīng)式＋電池負(fù)極反應(yīng)式 故根據(jù)第一、二步寫出的反應(yīng),有：電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式,注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí),要約去正極的反應(yīng)物O2. [例3]　以甲烷燃料電池為例來(lái)分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)

29、式的書寫方法： <1>酸性條件 燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O① 燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O② ①－②×2,得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________. <2>堿性條件 燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O① 燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－② ①－②×2,得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________. <3>固體電解質(zhì)<高溫下能傳導(dǎo)O2－> 燃料電池總反應(yīng)式：CH4

30、＋2O2===CO2＋2H2O① 燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－② ①－②×2,得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________. <4>熔融碳酸鹽<如：熔融K2CO3>環(huán)境下 電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O.正極電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO.電池總反應(yīng)式－正極電極反應(yīng)式得負(fù)極電極反應(yīng)式： _____________________________________________________________________. [答案]　<1>CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8

31、H＋ <2>CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O <3>CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O <4>CH4＋4CO2－3－8e－===5CO2＋2H2O [例4]　某原電池裝置如圖所示.下列有關(guān)敘述中,正確的是<　　> A．Fe作正極,發(fā)生氧化反應(yīng) B．負(fù)極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑ C．工作一段時(shí)間后,兩燒杯中溶液pH均不變 D．工作一段時(shí)間后,NaCl溶液中c增大 [答案]　D　 [學(xué)生活動(dòng)]完成下列各題 1　已知反應(yīng)AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I(xiàn)2＋H2O是可逆反應(yīng).設(shè)計(jì)如圖裝置 ,分別進(jìn)行

32、下述操作： Ⅰ.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸 Ⅱ.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液 結(jié)果發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn). 試回答下列問(wèn)題： <1>兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？ <2>兩次操作過(guò)程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？試用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋之. <3><Ⅰ>操作過(guò)程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為___________________________________； <4><Ⅱ>操作過(guò)程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為_________________________________. <5>操作Ⅱ過(guò)程中,鹽橋中的K＋移向________燒杯溶液<填"A"或"B">. [答案]<1>兩次操

33、作中均能形成原電池,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能. <2><Ⅰ>加酸,c增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),AsO3－4得電子,I－失電子,所以C1極是負(fù)極,C2極是正極.<Ⅱ>加堿,c增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),AsO3－3失電子,I2得電子,此時(shí),C1極是正極,C2極是負(fù)極.故化學(xué)平衡向不同方向移動(dòng),發(fā)生不同方向的反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移方向不同,即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同. <3>2I－－2e－===I2 <4>AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O 2根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag++Cu===Cu2++2Ag設(shè) 計(jì)的原電池如圖所示,其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂

34、-飽和KNO3溶液. 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： <1>電極X的材料是；電解質(zhì)溶液Y是______________ ____________________________________________. <2>銀電極為電池的極,寫出兩電極的電極反應(yīng)式： 銀電極：_____________________________________________________________； X電極：______________________________________________________________. <3>外電路中的電子是從電極流向電極. <4>鹽橋中向CuSO4溶

35、液中遷移的離子是　　　<填序號(hào)>. A．K＋ B．NO C．Ag＋ D．SO <5>其中CuSO4溶液能否被H2SO4<稀>溶液代替________.Ag電極能否被石墨代替 ________. [答案]　<1>Cu　AgNO3溶液 <2>正　2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ <3>Cu　Ag　<4>B <5>能　能 [課上鞏固] 1．控制適合的條件,將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2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Fe3＋被還原 C．

36、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FeCl2固體,乙中的石墨電極為負(fù)極 2．鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為Fe＋Ni2O3＋ 3H2O===Fe2＋2Ni2 下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是<　　> A．電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe B．電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe2 C．電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH降低 D．電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 10．關(guān)于鉛蓄電池的說(shuō)法正確的是<　　> A．在放電時(shí),

37、正極發(fā)生的反應(yīng)是Pb＋SO－2e－===PbSO4 B．在放電時(shí),該電池的負(fù)極材料是鉛板 C．在充電時(shí),電池中硫酸的濃度不斷變小 D．在充電時(shí),陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4＋2e－===Pb＋SO 3．某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋,其基本結(jié)構(gòu)見(jiàn) 下圖,電池總反應(yīng)可表示為：2H2＋O2===2H2O,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是<　　> A．電子通過(guò)外電路從b極流向a極 B．b極上的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極

38、 4 可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為 電解液,鋁合金為負(fù)極,空氣電極為正極.下列說(shuō)法正確的是<　　> A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí),正極反應(yīng)都為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Al＋3OH－－3e－===Al3↓ C．以NaOH溶液為電解液時(shí),電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時(shí),電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極 5科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開 發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池. 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解

39、質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為______________________、正極的反應(yīng)式為____________________.理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ,則該燃料電池的理論效率為____<燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比>. <已知CH3OH的燃燒熱為－726.5 kJ·mol－1> 6．研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源. 該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時(shí)加入水即可放電.關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是<　　> A．水既是氧化劑又是溶劑 B

40、．放電時(shí)正極上有氫氣生成 C．放電時(shí)OH－向正極移動(dòng) D．總反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 7．>Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池,該電池中正極的電極反 應(yīng)式為： 2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe,有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中,正確的是<　　> A．Li-Al在電池中作為負(fù)極材料,該材料中Li的化合價(jià)為＋1價(jià) B．該電池的電池反應(yīng)式為2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋ D．充電時(shí),陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 8 科研、生產(chǎn)中常涉與鈉、硫與其化合物.

41、<1>實(shí)驗(yàn)室可用無(wú)水乙醇處理少量殘留的金屬鈉,化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________.要清洗附著在試管壁上的硫,可用的試劑是________. <2>右圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖.該電池的工作溫度為 320 ℃左右,電池反應(yīng)為2Na+xS===Na2Sx,正極的電極反應(yīng)式 為.M<由Na2O和Al2O3制得>的兩個(gè)作用 是.與鉛蓄電池相比,當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì) 時(shí),鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍. <3>Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?向該溶液中加入少量固體 CuSO4,溶液pH　　<填"增大"、"減少"或"不變">.Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析 出,原因?yàn)?用離子方程式表示>. [課下練習(xí)]高考總復(fù)習(xí)三維達(dá)標(biāo) - 12 - / 12