原电池的工作原理.docx

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原电池的工作原理

原电池的工作原理

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一.知识再现

1.原电池定义：

2.原电池构成条件：

1）

2）

3）

4）按你的理解画出一个原电池，写出电极反应和总反应

4.完成课本13页、14也活动与探究

二、讨论完成例1.银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫代银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：

将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。

试回答：

在此原电池反应中，负极发生的反应为；正极发生的反应为；

反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为

三、自我检测氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为：

H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-，则下列叙述正确的是（）

A.通H2的一极是正极，通O2的一极是负极

B.通O2的一极是正极，通H2的一极是负极

C.工作一段时间后电解质溶液pH增大

D.工作时负极区附近pH减小

2.将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中，反应一段时间后，溶液质量减轻的是（）

A.氯化铝B.硫酸铜C.硝酸银D.稀硫酸在空气中，钢铁与食盐水接触，发生电化腐蚀，在正极上发生的电极反应是（）

A.Fe-2e-===Fe2+B.2H+2e-====H¬2↑

C.Na++e-===NaD.2H2O+O2+4e-H-锂电池是新型高能电池，它以质轻.容量大而受到重视。

目前已经制成多种功能的锂电池。

某种锂电池的总反应可表示为：

Li+MnO2LiMnO2。

若该电池提供0.5C电量，则消耗正极材料的质量约为（其他损耗忽略不计）（）

A.3.5gB.7gC.4.52×10-4gD.43.5g

5.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为（）

2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O

在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）

A.AgB.Zn（OH）2C.Ag2OD.Z下图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是（）

A.（4）＞

（2）＞

（1）＞（3）B.

（2）＞

（1）＞（3）＞（4）

C.（4）＞

（2）＞（3）＞

（1）D.（3）＞

（2）＞（4）＞

（1）

7.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）

A.a为正极，b为负极；NaClO和NaCl

B.a为负极，b为正极；NaClO和NaCla为阳极，b为阴极；HClO和NaCl

D.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。

则下列有关的判断正确的是（）

A.a为负极、b为正极

B.a为阳极、b为阴极电解过程中，d电极质量增加

D.电解过程中，氯离子浓度不变随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）

A.利用电池外壳的金属材料

B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D.收其中石墨电极

10.钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是（）

A.2H++2e-H¬2¬B.2H2O+O2+4e-4OH-Fe-2e-Fe2+D.4OH--4e-2H2O+O2下列叙述正确的是（）

①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率

②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀

③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极

④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解

⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3nH2O

A.①②③④⑤B.①③④⑤C.①③⑤D.②④

12.燃料电池是燃料（例如CO，H2，CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质通常是KOH溶液。

下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（）

A.负极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O

B.正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-随着不断放电，电解质溶液碱性不变

D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大如图所示，在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝，把试管倒插入水中，把这个装置这样放置

约一周后，观察到铁丝发生的变化是，

原因是。

试管里的水面会上升，

最终上升高约为，原因是。

从某铝镁合金上剪下一小片（其质量为2.0g），立刻投入盛有20mL5molL-1氢氧化钠溶液的小烧杯中。

（1）由反应开始到反应结束，可能观察到烧杯中的现象依次为。

（2）反应开始时，合金片表面产生气泡较慢，其原因是，一段时间后反应速率相当快，其原因是。

（3）写出合金片与溶液反应时可能形成的微电池的负极材料是正极的电极反应式：

。

（4）若要利用该反应来测定合金中铝的质量分数，还应测定哪些数据（如有多种可能，请逐一写出）？

答：

有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。

（1）正极材料是，电极反应为。

（2）负极材料是，电极反应为。

工业上处理含Cr2O72-的酸性工业废水用以下方法：

①往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr（OH）3和Fe（OH）¬3沉淀生成，③过滤回收沉淀，废水达排放标准，试回答：

（1）电解时的电极反应，阳极，阴极。

（2）写出Cr2O72-转变成Cr3+的离子反应

（3）电解过程中Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀是怎样产生的？

（4）能否将Fe电极改成石墨电极？

为什么？

碘缺乏症遍及全球，多发于山区，为控制该病的发生，我国政府规定在食盐中添加碘酸钾（KIO3）。

据此回答下列问题。

（1）可用盐酸酸化的碘化钾淀粉溶液检验食盐中的碘酸钾，反应的化学方程式为，现象是。

（2）可用电解方法制得碘酸钾。

以石墨为阳极，不锈钢为阴极来电解KI溶液，总反应方程式为KI+3H2O====KIO3+3H2↑。

若计划每分钟生产5.35gKIO3，电流强度应不低于A。

（3）碘元素位于周期第周期主族。

其最高价氧化物的水化物酸性比HClO4（填强或弱），其氢化物的还原性比HCl（填强或弱）。

航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染等优点。

氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应均可表示为：

2H2+O22H2O。

酸式燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为：

2H2-4e-4H+。

电池的电解质是碱，其正极反应为：

O2+2H2O+4e-4OH-，则负极反应为。

铅蓄电池放电时的总反应方程式为：

PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O

据此判断其正极是，负极是，电解质溶液是，正极反应是，负极反应是，当转移0.5N¬A个电子时，蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为。

20.由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池中，若锌片发生电化学腐蚀，则当铜片上放出3.36L（标态）气体时，硫酸恰好全部作用完。

试计算：

（1）产生这些气体消耗了多少克锌

（2）有多少个电子通过了导线

（3）200mL稀H2SO4的物质的量浓度是多少。

五.能力提高常用的钮扣式银锌电池，放电时的电极反应式分别为：

Zn极：

Zn+2OH-+2e-Zn（OH）2

Ag2O极：

Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-则下列说法中不正确的是（）

A.放电过程中[OH-]不变B.Zn为负极而Ag2O为正极

C.电解质溶液呈碱性D.电子从Ag2O流出经用电器流入Zn极

2.下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）

A.②①③④B.④③①②C.④②①③D.③②④①铁钉和碳棒用导线连接后，浸入0.01molL-1的食盐溶液中，可能发生（）

A.碳棒上放出Cl2B.碳棒附近产生OH-

C.碳棒上放出O2D.铁钉被氧化以下现象与电化腐蚀无关的是（）

A.黄铜（铜锌）制作的铜锣不易产生铜绿

B.生铁比纯铁易生锈

C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D.银质奖牌久置后表面变暗关于金属腐蚀的如下各叙述中，正确的是（）

A.金属被腐蚀的本质是：

M+nH2O=M（OH）n+H2↑

B.马口铁（锡铁）镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化

C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀

D.常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。

有一种银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：

Zn+2OH--2e-====ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH-，总反应式为：

Ag2O+Zn====2Ag+ZnO。

根据上述反应式，下列说法正确的是（）

A.在使用过程中，电池负极区溶液的pH减小

B.使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

C.Zn是负极，Ag2O是正极

D.Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应

7有甲、乙、丙、丁四种金属。

将甲、乙用导线相连放入稀H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解，而甲的表面有气体逸出。

把丁放到乙的硝酸盐溶液中后，丁的表面覆盖一层乙的单质。

用石墨电极电解含相同物质的量浓度的甲和丙两种金属的盐溶液，丙的单质先析出。

将甲放入稀盐酸中有H2析出。

已知四种金属中有一种是铜。

根据以上实验判断铜是（）

A.甲B.乙C.丙D.丁

8.在25℃时，将两个铂电极插入一定量的饱和Na2SO4溶液中，进行电解，通电一段时间后，在阳极逸出amol气体，同时有WgNa2SO410H2O析出，若温度不变，则此时剩余硫酸钠溶液的质量百分比浓度为（）

A.BD美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池

是一种新型的化学电池，其构造如图所示；两个电极

均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在

电极表面放电。

（1）a极是极，b极是极，电极

反应式分别为，。

（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。

已知这种电池发1度电时能生成350g水，试计算能量转化率。

[2H2（g）+O2（g）2H2O（l）+572kJ]

（3）这种电池的输出电压为1.2V。

要使标有1.2V，1.5W的小灯泡连续发光0.5h，应消耗标准状况下的H2多少升？

（4）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。

常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等。

请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：

。

此时电池内总的反应方程式为。

10.将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液（分别为1mol/L）用铂电极电解，且电解足够长的时间。

有以下结论：

①溶液中几乎没有Br-；②电解液变为无色；③最终溶液显碱性；④K+、Na+和SO42-的浓度几乎没有变化。

其中正确的是（）

A.①②③B.只有③C.①④D.①②③④

六、高考聚焦镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：

Cd（OH）2+2Ni（OH）2Cd+2NiO（OH）+2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是（）

A.Cd（OH）2B.Ni（OH）¬2C.CdD.NiO（OH）

2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

阳极反应式：

2CO+2CO32-4CO2+4e-

阴极反应式：

总电池反应：

下列关于铜电极的叙述不正确的是（）

A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼铜时铜作阳极在镀件上镀铜时可用铜作阳极D.电解稀H2SO4制H2、O2时铜做阳极

解析：

由题意“黑色褪去而银不会损失”发生变化Ag2S→Ag，显然这是考察原电池的正极反应：

Ag2S+2e-=2Ag+S2-，负极反应为活泼金属发生氧化反应：

Al-3e-=Al3+。

正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解：

2Al3++3S2-+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑。

答案：

Al-2e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-

3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al（OH）3↓+3H2S↑