原电池,化学电源

1、 第一轮复习资料 （请保管整理好资料） 2014115 第20讲 原电池 化学电源热点考向1.原电池的工作原理分析，尤其是带盐桥的原电池装置。2根据所给自发进行的反应设计原电池，并能绘制装置图。3了解常用化学电源的构造及新型电源的工作原理。4对比化学腐蚀与电化学腐蚀，学会一般的防腐方法。u 自主复习提示问题（要求：一定先完成问题，再做练习）问题1：化学反应有两个基本特征，一是有新物质生成，二是伴随能量的变化。其中，化学能与热能的相互转换是常见形式，而化学能与电能的转化需要在特定条件下完成。请完成以下各小问：（1）是不是所有的化学反应都能够实现把化学能转化为电能？若不是，请举例说明什么样的化学反

2、应类型能够实现这种转化？（2）原电池是把化学能转化为电能的装置。请画出铜锌稀硫酸原电池装置图，标明电极名称，指出电极上电子移动方向，溶液中离子移动方向，电极发生什么反应，写出电极反应方程式和总反应方程式。典例1：（2014年福建）某原电池装置如下图所示，电池总反应为2AgCl22AgCl。下列说法正确的是A正极反应为AgCl eAg ClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子（3）：带盐桥的原电池装置（双池）是今天考试的一个热点，请画出反应Zn+CuSO4=Cu

3、+ ZnSO4的带有盐桥的原电池装置图，指明电子移动方向、离子移动方向。并体会双池与单池相比较的异同点。典例2：（2014年广东）.某同学组装了图4所示的电化学装置，电极为Al，其它均为Cu，则A、 电流方向：电极A电极B、 电极发生还原反应C、 电极逐渐溶解D、 电极的电极反应：Cu2+ + 2e- = Cu （4）原电池不仅可以实现化学能转变为电能，还能改变化学反应速率，请举例说明生产生活中和化学实验中利用原电池原理改变化学反应的例子。（各举一例）典例3：(2010·北京理综)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护

4、B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3问题2:利用原电池原理，科研人员设计出各种化学电源。教材中的各类电池都需要同学们足够重视。请完成以下各小问：（1）请写出锌锰碱性干电池正负极电极反应式和总反应方程式。（其中锌是转化成氢氧化锌，二氧化锰转化成MnOOH）(2) 铅蓄电池中的电解质溶液是浓硫酸，正极是PbO2，请写出正负极电极反应式和总反应化学方程式。典例4.（重庆高考）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO2-42PbSO4+2H2O请回

5、答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:（1） 放电时：正极的电极反应式是_;电解液中H2SO4的浓度将变_;当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。（2） 在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_、B电极上生成_,此时铅蓄电池的正负极的极性将_。（3）燃料电池是当今科研的重要方面，请画出氢氧燃料碱性（氢氧化钾溶液）电池示意图，标出电极和电子移动方向，写出电极反应式和反应方程式。典例4：下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

6、D锌锰干电池中，锌电极是负极典例5：(2010·浙江理综)LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2LiFeS2e=Li2SFe，有关该电池的下列说法中，正确的是()ALiAl在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为1价B该电池的电池反应式为：2LiFeS=Li2SFeC负极的电极反应式为：Al3e=Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2SFe2e=2LiFeS问题3：金属的腐蚀与防护是电化学考点中另一个热点。请完成以下两个问题：（1）请以钢铁腐蚀为例说明吸氧腐蚀和析氢腐蚀的异同点。（可以列表比较）典例6：钢铁生锈过程发生如下反应：2Fe

7、O22H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀（2）：请提出金属防护都有哪些措施？（至少列3个）你能说说利用了什么防护原理？典例7（2014全国）右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是A放电时正极反应为：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为：MHOHH2OMeDMH是

8、一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高典例8（2014浙江）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2MNiOOHMH已知：6NiOOHNH3H2OOH6Ni(OH)2下列说法正确的是ANiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB充电过程中OH从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H2OMeMHOH，H2O中的H被M还原DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液典例8：（2014海南）以石墨为电极，电解KI溶液（含有少量的酚

9、酞和淀粉），下列说法错误的是A、阴极附近溶液呈红色 B、阴极逸出气体C、阳极附近溶液呈蓝色 D、溶液的PH变小典例9（2014全国）. 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是A. a为电池的正极B. 电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC. 放电时，a极锂的化合价发生变化D. 放电时，溶液中的Li+从b向a迁移典例9（2014上海）如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是 AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴

10、极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体典例9（2014天津）已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2 锂硫电池的总反应为：2Li+SLi2S 有关上述两种电池说法正确的是A锂离子电池放电时，Li+向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电典例9（2014海南）、锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：（1）外

11、电路的电流方向是由_极流向_极。（填字母）（2）电池正极反应式为_。（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_（填“是”或“否”）原因是_。（4）MnO2可与KOH和KclO3在高温条件下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。典例11（2014江苏）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。（1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22eS （n1）S+ S2 Sn2写出电解时阴极的电极反应式： 。电解后阳极

12、区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。典例12（2014山东）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7和AlCl4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。（1）钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为 mol。（3）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 。 aKCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg 取少量铝热反

13、应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象， （填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是 （用离子方程式说明）。 典例（2014天津）元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是 。 a原子序数和离子半径均减小 b金属性减弱，非金属性增强 c氧化物对应的水合物碱性减弱，酸性增强 d单质的熔点降低（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ，氧化性最弱的简单阳离子是 。（3）已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物

14、离子化合物共价化合物熔点/28002050714191 工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。（4）晶体硅（熔点1410）是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：写出SiCl4的电子式： ；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。（5）P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是 。a NH3 b HI c SO2 d CO2 （6）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的

15、阴阳离子个数比为1:1。写出该反应的化学方程式： 。 27.(全国)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。回答下列问题:1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式 ·（2）H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银。H3PO2中，P元素的化合价为_ 。利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，则氧化产物为_ （填化学式).NaH2PO2为_ (填“正盐”或“酸式盐”)其溶液显 (填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。（3）H3PO2的工业制法是，将白磷（P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和B

16、a（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 （4）也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示阳膜和阴膜分别只允许阳离子，阴离子通过）:写出阳极的电极反应式 。分析产品室可得到H3PO2原因_ ·早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_ 杂质.该杂质产生的原因是 11.（2014重庆）氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。氢气是清洁能源，其燃烧产物为 。NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO3，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为，反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为。储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。(g)高温FeSO4/Al2O3 (g)3H2(g)在某温度下，向恒容容器中加入环已烷，其起始浓度为amol·L1，平衡时苯的浓度为bm