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文档简介

1、高中常见的原电池电极反应式的书写(教师卷) 一次电池1、伏打电池:(负极Zn、正极Cu、电解液H2SO4) 负极: Zn2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极: 2H+2e-=H2 (还原反应)离子方程式 Zn + 2H+ = H2+ Zn2+ 2、铁碳电池:(负极Fe、正极C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极: Fe2e-=Fe2+ (氧化反应) 正极:2H+2e-=H2 (还原反应)离子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极Fe、正极C、电解液 中性或碱性)负极: 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-=4 (还原反应)化学方程式

2、 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极Al、正极Ni 电解液 NaCl溶液、O2)负极: 4Al12e-=4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-=12(还原反应)化学方程式 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极Zn、正极C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程

3、式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH36、碱性锌锰干电池:(负极Zn、正极C、 电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极: Zn + 2OH 2e-= Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH (还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH7、银锌电池:(负极Zn、正极-Ag2O、电解液NaOH )负极 :Zn+2OH2e-= Zn(OH)2 (氧化反应)正极 :Ag2O + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O +

4、H2O = Zn(OH)2 + 2Ag8、铝空气海水(负极-铝、正极-石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液-海水)负极 :4Al12e=4Al3+ (氧化反应)正极 :3O2+6H2O+12e=12OH (还原反应)总反应式为: 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (铂网增大与氧气的接触面)9、镁-铝电池 (负极-Al、正极-Mg 电解液KOH)负极(Al): 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反应)正极(Mg): 6H2O + 6e- 3H2+6OH (还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2+ 3H210、锂电池一型:(负极-金

5、属锂、正极-石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极 :8Li 8e8 Li + (氧化反应)正极 :3SOCl28eSO322S6Cl (还原反应)化学方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S, 二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极Pb 正极PbO2 电解液 浓硫酸) 放电时 负极: Pb2eSO42=PbSO4 (氧化反应)正极: PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (还原反应) 充电时 阴极: PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4 (还原反应)阳极: PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2

6、H+ (氧化反应)总化学方程式 PbPbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O2、铁-镍电池:(负极- Fe 、正极NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时 负极: Fe2e+ 2 OH = Fe (OH)2 (氧化反应)正极: NiO2 + 2H2O + 2e= Ni(OH)2 + 2 OH (还原反应)充电时 阴极: Fe (OH)2 + 2e= Fe + 2 OH (还原反应)阳极: Ni(OH)2 2e+ 2 OH = NiO 2 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极LiFeP

7、O4,负极石墨,含Li+导电固体为电解质)放电时 负极: Li e =Li + (氧化反应)正极: FePO4 + Li+ + e= LiFePO4 (还原反应)充电时: 阴极: Li+ + e= Li (还原反应)阳极: LiFePO4e= FePO4 + Li+ (氧化反应)总化学方程式 FePO4 + Li LiFePO44、镍-镉电池(负极-Cd 、正极NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时 负极: Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反应)Ni(OH)2+Cd(OH)2 正极: 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (还原反应)充电时

8、 阴极: Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢-镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极NiOOH、电解质KOH+LiOH)放电时 负极: LaNi5H 66e+ 6OH= LaNi5 + 6H2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e+ 6H2O =6 Ni(OH)2 + 6OH (还原反应) 充电时 阴极: LaNi5 +6e+ 6H2O= LaNi5H 6+ 6OH (还原反应)阳极

9、: 6 Ni(OH)2 6e+ 6OH= 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极Zn、正极-石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时 负极:3Zn 6e- + 6 OH= 3 Zn(OH)2 (氧化反应) 正极:2FeO42 +6e-+ 8H2O =2 Fe (OH)3 + 10OH (还原反应) 充电时 阴极:3Zn(OH)2 +6e-=3Zn + 6 OH (还原反应) 阳极:2Fe(OH)3 6e-+ 10OH=2FeO42+ 8H2O (氧化反应) 总化学方程式 3Zn + 2K2Fe

10、O4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时 负极: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极: Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2 (还原反应)充电时 阴极: Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- LiC6 (还原反应) 阳极: LiCoO2 xe- Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反应)总反应方程式 Li(1-x)

11、CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料电池一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨 做电极材料,负极通入H2,正极通入 O2,总反应 为:2H2 + O2 = 2H2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反应)正极:O2 + H2O + 4e- = OH(还原反应)总反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O 2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极:H2 2e- = 2H+ (氧化反应) 正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (还原反

12、应) 总反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O 3、电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极:H2 2e- = 2H+(氧化反应)正极:O2 + H2O + 4e- = 4OH总反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O 说明1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2-3、中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 二、甲醇燃料电池1碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液) 正极:3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (还原反应) 负极:2CH3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反应)总反应方

13、程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 2. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O (还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇负极:2CH3OH 12e- +2H2O=12H+2CO2 (氧化反应) 燃料电池原理基本相) 总反应式 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O (氧化反应) 三、CO燃料电池 (总反应方程式均为: 2CO O2 2CO2)1、熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极: O2 4e- 2C

14、O2 2CO32- (还原反应)负极: 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (还原反应)负极: 2CO 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H+ (氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH (还原反应)负极: N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O五、甲烷燃料电池1碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 2O2 + 2H

15、2O + 8e- = 8 OH (还原反应)负极: CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2O (氧化反应)总反应方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O (还原反应)负极: CH4 - 8e- + 2H2O = 8H+ + CO2 (氧化反应)总反应方程式 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极 : 5O2 +

16、20e- + 10CO2 = 10CO32- (还原反应)负极 : C3H8 - 20e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O2、酸性电解质 (电解液H2SO4溶液)正极 : 5O2 + 20e- + 26H+ = 10H2O (还原反应)负极 : C3H8 - 20e- + 6H2O = 3CO2 + 20 H+ (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极 : 5O2 + 20e- + 10H2O = 20OH (还原反应)负极

17、 : C3H8 - 20e-+ 26 OH = 3CO32- + 17H2O (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H2O七、乙烷燃料电池 (铂为两极、电解液KOH溶液)正极 : 7O2 + 28e- + 14H2O = 28OH (还原反应)负极 : 2C2H6 - 28e-+ 36 OH = 4CO32- + 24H2O (氧化反应)总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O原电池针对性练习1.下列各项正确的是( )电极反应式出现环境AH2-2e-=2H+碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH-4e

18、-=O2+2H2O中性环境下钢铁的吸氧腐蚀C2H+2e-=H2用Cu作电极电解NaOH溶液的阴极反应DH2-2e-=2H+用惰性电极电解H2SO4的阳极反应AA BB CC DD【答案】1.分析:A氢氧燃料碱性电池中,负极上生成水;B中性环境下,钢铁发生吸氧腐蚀;C铜作电极电解氢氧化钠溶液时,开始阴极上氢离子放电;D用惰性电解稀硫酸时阳极上氧气离子放电解答:解:A氢氧燃料碱性电池中,负极上生成水,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故A错误;B中性环境下,钢铁发生吸氧腐蚀,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故B错误;C铜作电极电解氢氧化钠溶液

19、时,开始阴极上氢离子放电,电极反应式为2H+2e-=H2,故C正确;D用惰性电解稀硫酸时阳极上氧离子放电,电极反应式为4OH-4e-=O2+2H2O,故D错误;故选C2.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )A钢铁腐蚀时可能发生的正极反应为:4OH-+4e-2H2O+O2B明砚水解反应的离子方程式:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+C氯化铵浓溶液与氢氧化钠溶液混合的离子方程式为:NH4+OH-NH3+H2OD氯化铝溶液中加入过量氨水的离子方程式:Al3+4NH3H2OAlO2-+4NH4+2H2O【答案】2.分析:A钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应,发生析氢腐蚀时

20、,正极上氢离子得电子发生还原反应;B盐类水解反应存在水解平衡,要用可逆号;C氯化铵和氢氧化钠浓溶液混合时反应生成氨气;D氢氧化铝能溶于强碱但不能溶于弱碱解答:解:A钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-,发生析氢腐蚀时,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:4H+4e-=2H2,故A错误;B盐类水解反应存在水解平衡,要用可逆号,所以明矾水解方程式为:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,故B错误;C氯化铵和氢氧化钠浓溶液混合时反应生成氨气,反应方程式为:NH4+OH-NH3+H2O,故C正确;D氢氧化铝能溶于强碱但不能溶于弱碱

21、,所以氯化铝和氨水反应方程式为:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+,故D错误;故选C3.钢铁发生吸氧腐蚀的时候,发生还原反应的电极方程式是( )AFe-2e-Fe2+ B2H+2e-H2C4OH-4e-2H2O+O2 D2H2O+O2+4e-4OH-【答案】3.分析:钢铁在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀,铁易失电子而作负极,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应解答:解:钢铁在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀,铁易失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-,故选D4.镍

22、铬(NiCd)可充电电池的电解质溶液为KOH溶液,它的充、放电反应按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2;已知Ni(OH)2、Cd(OH)2和NiOOH都不溶于KOH溶液则下列有关电极反应式正确的是( )A放电时负极:Cd-2e-Cd 2+B放电时正极:2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-C充电时阳极:2Ni(OH)2-2e-+4H+2Ni3+4H2OD充电时阴极:Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-【答案】4.分析:当该电池放电时为原电池,负极上铬失电子发生氧化反应,正极上NiOOH得电子发生还原反应;当该电池充电时为电解池,阳极上Ni(

23、OH)2失电子发生氧化反应,阴极上Cd(OH)2得电子发生还原反应,据此分析解答解答:解:A放电时负极上发生的电极反应式为:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,故A错误;B放电时正极上发生的电极反应式为:2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-,故B正确;C充电时阳极上发生的电极反应式为:2Ni(OH)2+2OH-2e-2NiOOH+2H2O,故C错误;D充电时阴极上发生的电极反应式为:Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,故D正确;故选BD5.汽车的启动电源常用铅蓄电池,该电池在放电时的反应如下:Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)

24、+2H2O(l),根据此反应判断下列叙述中正确的是( )APbO2是电池的负极 B负极的电极反应式为:Pb(s)+SO42(aq)2e = PbSO4(s)C铅蓄电池属于一次电池 D电池放电时,溶液酸性增强【答案】5.B【解析】试题分析:A. 在放电时PbO2是电池的正极,错误;B. 负极的电极反应式为:Pb(s)+SO42(aq)2e = PbSO4(s),正确;C. 铅蓄电池属于可充电电池,是二次电池,错误; D. 电池放电时,由于不断消耗硫酸,所以溶液酸性减弱,错误。6.电子表所用的某种纽扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液是KOH其电极反应式为:Zn+2OH-=ZnO+H2O+

25、2e-;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,下列叙述正确的是( )A负极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- B负极材料是ZnO,正极材料是Ag2OC电流方向是由Zn到Ag2O D电池总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag【答案】6.分析:根据化合价变化可知Zn被氧化,应为原电池的负极,则正极为Ag2O,原电池中电流从正极流向负极,根据电极反应式可得电池总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag解答:解:A、由电极反应式可知,Zn的化合价由0价升高到+2价,被氧化,为原电池的负极,电极反应为Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-,故A错误;B、Zn被氧化,应为原电池的负极,Ag

26、2O被还原,应为原电池的正极,故B错误;C、原电池中电流从正极流向负极,即从Ag2O到Zn,故C错误;D、根据电极反应式可得电池总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,故D正确故选D7.人造地球卫星用的一种高能电池银锌电池,该电池的电极反应式为:Zn2OH- 2e- = ZnOH2O;Ag2OH2O2e-2Ag2OH-,据此判断氧化银是( )A负极,并被氧化 B正极,并被还原 C负极,并被还原 D正极,并被氧化【答案】7.B【解析】 试题分析:由银锌电池的工作原理可知:Zn作负极,发生氧化反应,被氧化;氧化银作正极,发生还原反应,被还原。故选项是B。8.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应

27、为FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(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FeB电池放电时,负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C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2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O【答案】8.C【解析】试题分析:A电池的电解液为碱性溶液,氧化性物质Ni2O3为正极、活泼金属Fe为负极,正确;B电池放电时,负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2,正确;C电池充电过程中,原电池是负极变为阴极,Fe(OH)2+2e=Fe2OH,附近溶液的pH升高,故原说法错误;D电池

28、充电时,阳极反应是原电池的正极反应的逆反应,故为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O,正确。9.理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池(1)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间,则甲、乙两种装置中属于原电池的是_,甲装置中铜片上的现象是_(2)利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”可以设计一个化学电池,若正极材料用石墨碳棒,则该电池的负极材料是_,电解质溶液是_(3)据报道,最近摩托罗拉公司研制了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池,电量可达现用镍氢电池或锂电池的10倍已知该电池的总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO

29、32-+6H2O,则该燃料电池的正极上的电极反应式为_,当外电路通过1.2mole-时,理论上消耗甲醇_g【答案】9.分析:(1)原电池的构成条件:活泼型不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路;原电池的正极上的现象是冒气泡或者析出金属;(2)氧化还原反应中,失电子的极是负极,电解质溶液根据氧化还原反应来确定;(3)燃料电池中,正极上发生的反应是氧气得电子的过程,根据电子守恒可以计算甲醇的量解答:解:(1)甲装置符合原电池的构成条件,乙装置没有闭合回路,将纯锌片和纯铜片插入稀硫酸中,铜片是正极,该极上是氢离子得电子的反应,会有无色无味的气体产生,故答案为:甲;有无色无味的气体产生;(2)自发的

30、氧化还原反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中,Cu失电子,做负极,可溶性的银盐即AgNO3溶液作电解质,故答案为:Cu;AgNO3溶液;(3)燃料电池中,正极上发生的反应是氧气得电子的过程,在碱性环境下的电极反应为:O2+4e-+2H2O4OH-,电池反应2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O中转移的电子为12mol,消耗甲醇2mol,当外电路通过1.2mole-时,消耗甲醇0.2mol,即6.4g,故答案为:O2+4e-+2H2O4OH-;6.410.(1)写出以石墨为电极,H2、O2、Na2SO4溶液构成的燃料电池的电极反应式:负极:_;正极:_(2)写出以石墨为电极,H

31、2、O2、H2SO4溶液构成的燃料电池的电极反应式:负极:_;正极:_(3)写出以石墨为电极,H2、O2、NaOH溶液构成的燃料电池的电极反应式:负极:_;正极:_【答案】10.分析:氢氧燃料电池的负极一定是氢气失电子的过程,在中性和酸性环境下,氢气失电子成为氢离子,而在碱性电解质环境下成为水,正极上一定是氧气得电子的过程,在酸性环境下成为水分子,在碱性和中性环境下生成的是氢氧根离子解答:解:(1)氢氧燃料电池的电解质是硫酸钠时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O,其负极反应为:2H2-4e-=4H+,正极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:2H2-4e-=4H+;

32、O2+4e-+2H2O=4OH-;(2)氢氧燃料电池的电解质是酸时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O,其负极反应为:2H2-4e-=4H+,则正极反应为 -,即O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:2H2-4e-=4H+;O2+4e-+4H+=2H2O;(3)氢氧燃料电池的电解质是碱时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O,其正极反应表示为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则负极反应为-,即2H2-4e-+4OH-=4H2O,故答案为:2H2-4e-+4OH-=4H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-;11.(1)我国首创的海洋电池,总反应为:4Al+3O2+6

33、H2O4Al(OH)3,负极为_,负极发生_反应(填“氧化”或“还原”),负极反应_;正极为铂网,_(填“电子”或“电流”)从铂极流出;海水为电解质溶液,海水中的Na+移向_(填“正极”或“负极”)(2)航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便,不污染优点,氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式均可表示为:2H2+O22H2O酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应为:2H2-4e-4H+,则正极反应为_;碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应表示为:O2+2H2O+4e-4OH-,则负极反应为:_(3)蓄电池Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电时,正极电极反应式

34、_,当电路中通过0.5mol电子时,消耗H2SO4的物质的量_,负极增重_g【答案】11.分析:(1)根据电池反应式判断正负极;根据得失电子判断反应类型;根据电子流向判断电流流向及离子移动方向;(2)根据电池反应式=正极反应式+负极反应式,写出正极反应式或负极反应式;(3)根据正极反应的特点和总电池反应来分析解答:解:(1)根据反应方程式知,活泼的金属作负极,所以负极是Al,负极失电子发生氧化反应;正极为铂网,电子从负极经外电路到正极,电流正好相反,从正极经外电路到负极;正极上聚集大量电子,根据异性相吸,所以钠离子移向正极故答案为:Al;氧化;电流;正极(2)酸式氢燃料电池的电解质是酸、电池总

35、反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O其负极反应为:2H2-4e-=4H+ ,则正极反应为 -,即O2+4e-+4H+=2H2O;碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应表示为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则负极反应为-,即2H2-4e-+4OH-=4H2O故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O; 2H2-4e-+4OH-=4H2O (3)放电时,该装置是把化学能转化为电能,所以是原电池原电池中正极上得电子发生还原反应,二氧化铅得电子和硫酸根离子、氢离子反应生成硫酸铅和水,所以电极反应式为:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O设消耗硫酸xmolPbO2+2e-+

36、SO42-+4H+=PbSO4+2H2O转移电子Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O转移电子 2mol 2molx mol 0.5mol所以x=0.5mol设负极增重yg负极电极反应式为:Pb+SO42-2e-=PbSO4 转移电子 负极增重质量(硫酸铅-铅) 2mol 96g 0.5mol ygy=24g故答案为:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O;0.5mol;2412.(1)在下图的装置中,属于原电池的是_(2)以锌、石墨棒为两极,硫酸铜溶液为电解液组成的原电池的正极反应式是_,负极反应式是_【答案】12.分析:(1)原电池的构成条件是:有两个活泼性

37、不同的电极,将电极插入电解质溶液中,两电极间构成闭合回路,能自发的进行氧化还原反应,根据原电池的构成条件判断;(2)原电池中较不活泼的金属或导电的非金属作正极,正极上得电子;较活泼的金属作负极,负极失电子生成离子进入溶液解答:解:(1)A、B中没有两个活泼性不同的电极,故A、B错误;C、两个电极材料相同,故C错误;E、酒精不是电解质,故E错误;H、没有构成闭合回路,故H错误;D、F、G符合原电池的构成条件,故D、F、G正确;故答案为:D、F、G;(2)该原电池中石墨作正极,正极上铜离子得电子生成铜单质,电极反应式为Cu2+2e-=Cu;锌作负极,锌失电子生成锌离子进入溶液,电极反应式为Zn-2

38、e-=Zn2+故答案为:Cu2+2e-=Cu;Zn-2e-=Zn2+13.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池总反应为:2H2+O22H2O试回答下列问题:(1)若电解质溶液为KOH溶液,构成燃料电池,则:负极反应式为_正极反应式为_工作一段时间后,溶液pH_(填“增大”或“减小”或“不变”)(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质,则:负极反应式为_正极反应式为_工作一段时间后,溶液pH_(填“增大”或“减小”或“不变”)(3)如把H2改为甲烷,KOH作电解质,则正极反应式为_【答案】13.分析:(1)(2)根据反应2H2+O2=2H2O可知,反应中氢气失电子被氧化,应在负极上的反应

39、,氧气得电子被还原,应在正极上的反应,根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式,根据溶液中氢离子浓度的变化判断溶液PH值的变化(3)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳,所以是在负极上的反应;氧气在正极上得电子发生还原反应,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子解答:解:(1)该反应中氢气失电子被氧化,氢气失电子生成氢离子,氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水,所以电极反应式为2H2+4OH-4e-=4H2O氧气得电子被还原,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-随着反应的进行,生成的水越来越多,溶质氢氧化钾的量不变,所以导致溶液的浓

40、度降低,所以溶液的PH值减小故答案为:2H2+4OH-4e-=4H2O;O2+2H2O+4e-=4OH-; 减小(2)该反应中氢气失电子被氧化,氢气失电子生成氢离子,所以电极反应式为2H2-4e-4H+氧气得电子被还原,氧气得电子和溶液中的氢离子生成水,所以电极反应式为O2+4H+4e-2H2O;随着反应的进行,生成的水越来越多,溶质硫酸的量不变,所以导致溶液的浓度降低,所以溶液的PH值增大故答案为:2H2-4e-4H+;O2+4H+4e-2H2O;增大(3)负极上甲烷燃烧生成二氧化碳和水,甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳,二氧化碳和溶液中的氢氧化钾反应生成碳酸钾和水;正极上氧气得电子和水反

41、应生成氢氧根离子,所以电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-故答案为:O2+2H2O+4e-4OH-14.(1)写出图中电解池阴阳两极的电极反应式和该电解池的总反应式:阴极: ;阳极: ;电解池总反应式: (2)写出图中原电池正负两极的电极反应式和该原电池的总反应式:正极: ;负极: ;原电池总反应式: 【答案】14.分析:(1)惰性电极作电极材料,电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,据此写出电极反应式及电池反应式;(2)铜、锌和稀硫酸构成的原电池中,较活泼的金属锌作负极,铜作正极,负极上锌失电子发生氧化反应,正极上氢离子得电子发生还原反应,据此写出电极反应式及电池反

42、应式解答:解:(1)惰性电极作电极材料,电解硫酸铜溶液时,阴极上铜离子放电,电极反应式为:Cu2+2e-=Cu,阳极上氢氧根离子放电,电极反应式为:4OH-4e-=O2+2H2O,电池反应式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,故答案为:Cu2+2e-=Cu;4OH-4e-=O2+2H2O;2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4;(2)铜、锌和稀硫酸构成的原电池中,较活泼的金属锌作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为:2H+2e-=H2,负极上锌失电子生成锌离子,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,电池反应式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2,故答

43、案为:2H+2e-=H2;Zn-2e-=Zn2+;Zn+2HCl=ZnCl2+H215.将铂丝插入KOH溶液中做电极,并在两极片上分别通入甲烷和氧气,形成一种燃料电池,在该电池反应中,甲烷发生类似于燃烧的反应,根据以上判断:(1)通甲烷的铂丝为原电池的_极,发生的电极反应为_。(2)该电池工作时(放电)反应的总化学方程式为_。铅蓄电池是化学电源,它工作时的电池反应为:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;试回答:(3)铅蓄电池正极的电极材料是_。(4)工作时该铅蓄电池负极的电极反应是_。(5)铅蓄电池工作时,电解质溶液的密度_(填“减小”“增大”或“不变”,下同),pH_。(6

44、)如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2,当制得005molCl2时,在理论上电池内部消耗的H2SO4的物质的量是_。【答案】15.I (1)负(1分);CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O(2分);(2) CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O(2分);(3)PbO2(1分);(4)Pb+SO42-2e-PbSO4(2分)(5)减小(1分);增大(1分);(6)01mol(1分)。【解析】试题分析:I (1)燃料燃烧时失电子发生氧化反应,原电池的负极上失电子发生氧化反应,所以通甲烷的铂丝为原电池的负极;甲烷燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳是酸性氧化物能和氢氧化钾反应生成

45、碳酸钾和水,所以该电极上的电极反应式为:CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O;(2)甲烷失电子发生氧化反应,氧气得电子发生还原反应,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以该反应的电池反应式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。II(3)该反应中,PbO2得电子发生还原反应,发生还原反应的电极是正极,所以PbO2是正极PbO2;(4)放电时,负极上失电子发生氧化反应,根据电池反应式知,铅失电子发生氧化会反应,所以负极上电极反应式为:Pb+SO42-2e-PbSO4;(5)根据电池反应式知,硫酸参加反应,且反应中生成水,导致溶质的量减少,溶剂的量增大,所以溶液的密度较小,溶

46、液中氢离子浓度减小,则溶液的pH增大,故答案为:减小;增大;(6)当制得005molCl2时,转移电子的物质的量=005mol2=01mol,根据PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O知,当转移电子的物质的量为01mol时,消耗硫酸的物质的量=2=01mol。16.明矾KAl(SO4)212H2O 在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化;造纸工业上作施胶剂;食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料铝灰(含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下:回答下列问题: (1)明矾净水的原理是(用离子方程表示) (2)操作是 ,操作是蒸发浓缩、 、过滤

47、、 干燥。(3)检验滤液A中是否存在Fe2+的方法是 (只用一种试剂)(4)在滤液A中加入高锰酸钾的目的是 ,发生反应的离子方程式为(该条件下Fe2+ 转化为Fe3+,MnO4- 转化为Mn2+) 。已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注:金属离子的起始浓度为0.1 molL-1根据表中数据解释调pH=3的目的 。(5)己知:在pH=3、加热条件下,MnO4- 可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为: 。滤渣2含有的物质是 。(6)以Al和NiO(OH)为电极,KOH溶液为电解液可组成新型、高效电池,充放电过程中,发生Ni(OH)2与NiO(OH)之间的转化,写出放电时电池反应的化学方程式 。【答案】16.(1) Al3+ +3H2O Al(OH)3 +3H+ ;(2)过滤 冷却结晶 洗涤(3)取适量滤液A于试管中,滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色

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