电池与电解.docx

1、电池与电解化学能转化为电能 考试目标1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式2了解常见化学电源的种类及其工作原理，并能进行计算要点精析一、原电池的工作原理1定义：能将化学能转化为电能的装置称为原电池2形成条件（1）具有不同的电极（2）具有电解质溶液（3）具有导线相连组成闭合回路，或具备将化学能转化为电能的条件3电极判断负极：易失电子的极正极：易得电子的极4电极反应负极：失电子氧化反应 正极：得电子还原反应5能量转化：化学能转化为电能 （提供电流）外电路 电子移动方向：负极正极； 电流方向：正极负极二、化学电池1锌锰干电池负极Zn +2OH Zn（OH）2 +2e正极2MnO2（S

2、）+ H2O（l）+ 2e Mn2O3 + 2OH电池反应为： Zn +2MnO2 +H2O = Zn（OH）2 + Mn2O32铅蓄电池负极Pb + PbSO4 +2e正极 PbO2 + 4H+ + + 2e PbSO4 + 2H2O 电池反应PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 3氢氧燃料电池（以KOH为电解质溶液）负极2H2 + 4OH 4H2O + 4e正极 O2 + 2H2O + 4e 4OH电池反应 2H2 + O2 = 2H2O三、金属的腐蚀与防腐1金属腐蚀分类 化学腐蚀：腐蚀过程中无电流产生 电化学腐蚀：腐蚀过程中有电流产生2钢铁腐蚀的电化学原理（1

3、）析氢腐蚀（酸性环境中）负极：Fe Fe2+ + 2e正极：2H+ + 2e H2电池反应为 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2（2）吸氧腐蚀（中性或碱性环境中）负极： Fe Fe2+ + 2e正极：2H2O + O2 + 4e 4OH电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O = Fe（OH）23金属的保护（1）再金属表面覆盖保护层（如油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶、电镀）（2）电化学保护法（3）改变金属的内部组织结构（4）钝化四、方法突破（一）原电池的判定1先分析有无外接电源，有外接电源的是电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是四看：（1）看电极

4、两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）（2）看溶液两极插在溶液中（3）看回路形成闭合回路或两极直接接触（4）看本质有无氧化还原发生2多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看作电解池（二）原电池正、负极的确定1由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的的金属为负极，一般地，负极材料与电解质溶液要能发生反应。2由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为负极；若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，则此电极为正极，燃料电池除外。3根据某些显色现象确定（三）电极反应式的书写1如果题

5、目给定的是图示装置，先分析正、负电极，再根据正、负极反应规律去写电极反应式；2如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应，再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可以直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得出结果。3注意：看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。（四）原电池的设计方法1先根据总的方程式找出发生氧化反应、还原反应的物质。2确定失去电子的物质在负极上发生氧化反应，得到电子的物质在正极上发生还原反应，分别写出电极反应式。（五）金属腐蚀的快慢。一般说来可用来下列原则判断：电解原

6、理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀 过关训练一、单项选择题1下面装置不可以组成原电池的（ ） A A A A Zn C Zn Cu Fe C Zn Cu 稀硫酸 CuSO4溶液 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 A B C D2.下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（ ）A. B C. D.3把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属活动顺序由强到弱正确的为（ ）A、abcd B、acdb C、cabd D、b

7、dca4将A l片和Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸溶液，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成原电池，则这两个原电池中，正极分别是（ ）A、A l片 、Cu片 B、Cu片、A l片C、A l片 、A l片 D、Cu片、Cu片5下列表面镀有金属保护层的铁板，当镀层损坏使铁板裸露，在相同条件下最耐腐蚀的是（ ）A.镀锌铁板（白铁）B.镀锡铁板（马口铁）C.镀银铁板 D.镀铜铁板6. 有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ） 每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+

8、10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-电池放电后，溶液PH不断升高A. B. C. D.7. 干电池的负极反应是Zn-2e=Zn2+，现在干电池为电源电解324g34的NaOH溶液，一段时间后测得溶液的质量分数为36，问在这段时间内，干电池中消耗Zn的物质的量为 ( )+在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( ) A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn10.某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁片放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按图15-1装置进行实验，数分钟后观察，下列现象不可能出现的是

9、( ) AB中导气管中产生气泡 BB中导气管里形成一段水柱 C金属片剪口处变红 D锌被腐蚀11下列方法不能用于金属防腐处理的是 （ ） A油漆 B表面打磨 C制成合金 D电镀12、某学生欲完成2HCl+2Ag=2AgCl+H2反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是（ ）13. 锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可表示为：Zn +2MnO2 +2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 +H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（ ）A、Zn B、碳棒 C、MnO2 和NH4+ D、Zn2+ 和NH4+14 100mL浓度为2 molL-1的盐酸跟过量的锌片反应

10、，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ）A加入适量的6molL-1的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液 C加入适量蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液15可以将反应Zn + Br2 = ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应Br2+2e2Br-2Br-2eBr2Zn-2eZn2+ Zn2+2eZn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是( )A和B和C和D和16已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池；铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“” ；关于标有“”的接线柱，下列说法中正确的是（ ）A.充电时作阴极，放电时作正极 B.充电时作阳极，放

11、电时作负极 C.充电时作阴极，放电时作负极 D.充电时作阳极，放电时作正极17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，电池总反应方程式为Zn（S）+2MnO2（S）+H2O（l）=Zn（OH）2（S）+ Mn2O3（S）下列说法中错误的是（ ）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）+2eMn2O3 +2OHC、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0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g18. 下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）A. a电

12、极是负极B. b电极的电极反应为： C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置二、双项选择题19用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是 （ ）A稀NaOH溶液 BHCl溶液C酸性MgSO4溶液 D酸性AgNO3溶液20在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是 （ ）A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应21下列叙述不正确的是( )

13、A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B钢铁在干燥的空气里不易腐蚀C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀D原电池中电子由正极流入负极22熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气和CO2的混合气体，制成在650下工作的燃料电池，其电池反应为2CO十O2=2CO2，则下列说法正确的是( )A通CO的一极为电池的负极B负极的电极反应为：O2十2CO2+4e-=2CO32-C熔融盐中CO32-离子的物质的量在反应过程中保持不变D正极发生氧化反应 23某原电池总反应离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+，不能实现该反应的原

14、电池是( ) A正极Cu，负极Fe，电解质为FeCl3溶液 B正极为C，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液 C正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液 D正极为Ag，负极为Fe，电解质为CusO4溶液24有关下图装置的叙述正确的是（ ）A.这是一个原电池装置B.这是电解NaOH溶液的装置C.该装置中Fe为阴极，电极反应为：Fe 2OH Fe(OH)22eD.该装置中Pt为正极，电极反应为：O2 2H2O 4e4OH25下列叙述中不正确的是（ ） A镀锡的铁皮，破损后铁皮反而易被腐蚀 B纯铁比生铁更易被腐蚀 C金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍 D金属腐蚀的本质是M-ne =Mn

15、+而被损耗26氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 （ ）A电池放电时，电池负极周围溶液的PH不断增大 B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原D电池放电时，H2是负极27微型锂碘电池可作植入某些心脏病人的心脏起搏器所用的电源这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I下列说法正确的是（ ）A、正极反应：2Li 2Li+2eB、正极反应：I2 + 2e2IC、总反应是：2Li + I2 =2LiID、金属锂作正极28将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用电器连接成原电池

16、。此电池工作时，下列叙述中正确的是（ ）A、Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2+B、Al条表面虽有氧化膜，但可不必处理C、该电池的内、外电路中，电流均是由电子定向移动形成的D、Al是电池的负极，开始工作时，溶液中不会立即产生白色沉淀29一种新型的燃料电池，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+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是( ) A负极反应为14H2O+7O2+28e-=28OH B放电一段时间后，负极周围的pH降低 C每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol D放电过程中KOH的

17、物质的量浓度不变30据报道，氢燃料电池公交汽车已经驶上北京街头。下列说法正确的（ ）A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法B.发展氢燃料电池汽车需要安全高效的储氢技术C.氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染D.氢燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能31固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2）在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（ ）A.有O2参加反应的a极为电池的负极B.b极的电极反应为：H2 - 2e- + O2- =H2OC.a极的电极反应为：O2 + 2H2O + 4e

18、- = 4OH-D.电池的总反应式为：2H2 + O2 2H2O32据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为： 2CH3OH + 3O2 + 4OH 2CO32 + 6H2O， 则下列说法错误的是（ ）放电时CH3OH参与反应的电极为正极 充电时电解质溶液的pH逐渐减小 放电时负极的电极反应为：CH3OH6e- 8OH- CO32 + 6H2O充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子33高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的

19、放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH下列叙述不正确的是 （ ） A.放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化B.充电时阳极反应为：2Fe(OH)36e+ 10 OH=2 FeO42+ 8H2OC.放电时负极反应为：3Zn6e +6OH= 3Zn(OH)2D.放电时正极附近溶液的碱性减弱三、不定项选择题34.下列事实可以电化学理论解释的是（ ）A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B.铝不用特殊方法保护C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快D.镀锌铁比镀锡铁耐用E. 黄铜

20、（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿35.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片（ ）A、失去电子 B、是阳极 C、发生还原反应 D、是负极 E、发生氧化反应 36有关原电池的下列说法中正确的是（ ）A在各种条件下受到腐蚀的总是负极B在原电池中，只有金属锌作负极C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池工作时，阳离子向负极方向移动E原电池可以用活泼金属和碳棒做电极37、家用炒菜铁锅用清水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中发生的化学反应是（ ）A4Fe（OH）2 + 2H2O +O2 = 4Fe（OH）3B2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2C2H2O + O2 +4e 4OHD

21、Fe - 3e Fe3+EFe - 2e Fe2+38微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为： Zn + 2OH ZnO + H2O +2e，Ag2O + H2O + 2e 2Ag + 2OH总反应为：Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO。根据上述反应式，判断下列叙述中，正确的是 （ ）A在使用过程中，电池负极区溶液pH减小 B在使用过程中，电流由Ag2O极经外电路流向Zn极 C在使用过程中，Zn电极发生氧化反应，Ag2O电极发生还原反应D外电路中每通过0.2mol电子，正极的质量理论上减小1.6gEZn极是负极，A

22、g2O极是正极39高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为： 下列叙述正确的是（ ）A. 放电时负极反应为：Zn + 2OHZn（OH）2 + 2eB. 充电时阳极反应为：Fe（OH）3 + 5OHFeO42 +4H2O + 3eC. 放电时每转移3mol电子，正极有1 mol被氧化D. 放电时正极附近溶液的碱性增强E.放电时正极附近溶液的酸性增强40蓄电池在放电时起原电池作用，将化学能转变为电能，在充电时起电解池作用，将电能转变为化学能。某蓄电池充电和放电时发生的反应为：Fe(OH)2+Ni(OH)2 Fe+NiO2+2H2O。

23、关于该蓄电池的下列说法，正确的是( ) A放电时铁为负极 B放电时阳极电极反应式为：Fe(OH)2+2e=Fe+2OH- C放电时电解质溶液中的阳离子向负极移动 D充电时Ni(OH)2的电极反应式为：Ni(OH)22e=NiO2+2H+ E蓄电池的电极必须浸在碱性电解质溶液中41、某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂（CO2为助燃剂），以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。下列叙述正确的是（ ）A、该燃料电池的化学反应方程式为2C4H10 +13O28CO2 + 10H2OB、该燃料电池的负极反应式为 2C4H10 +26CO3252e 34CO2 +10

24、 H2OC、该燃料电池的正极反应式为 26CO2 +13 O2 +52e 26CO32D、向正极通入的气体成分主要为N2和O2E向正极通入的气体成分主要为N2、O2和CO242 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是（BCE）A.在熔融电解质中，O2 由负极移向正极B.电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2OC.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e 2O2D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e + 13O2= 4

25、CO2 + 5H2OE. 在熔融电解质中，O2 由正极移向负极43阿波罗宇宙飞船使用氢、氧燃料电池，在两极分别通入氢气和氧气，以KOH溶液为电解质溶液，电池工作时总的化学反应可以表示为：，反应保持在高温下，以使生成的水不断蒸发。下列对阿波罗氢氧燃料电池的论述正确的是（ ） A在正极通入氢气，负极通入氧气 B正极发生的电极反应为：2H2O + O2 +4e 4OHC 负极发生的电极反应为：2H2 + 4OH 4H2O + 4e D电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应E电池工作过程中溶液pH不断增大四、非选择题填空44氢能源是21世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。请在

26、右图空框中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图（循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在），从能量转换的角度看，过程II主要是_(3)_能转化为_(4)_能。45关于铁生锈的机理有人提出如下步骤： Fe（S） Fe 2+2e- H+e- H 4HO2（g） 2H2O 4Fe2+O2（g）（42x）H2O 2（Fe2O3xH2O(S)8H+请用上述机理解释：一个铆在钢板上的铆钉锈蚀最严重的部分，不是暴露在空气中的铆钉表面，其原因是 。在铆钉头与钢板的重叠部分锈蚀最严重，其原因是 。46(1)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源。氢氧燃料电池的突

27、出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能中间形式,且电极反应产生的水，经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：2H2+O2 2H2O, 则负极通的是 ，正极通的是 ，正、负极两极电极反应式分别为： ， 。 (2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式 ， 。（1）和（2）的电池液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？ 。 （3）如把H2改为CH4，KOH作导电物质，则电极反应式为： ， 。47分析下图，按下列要求写出有关的电极反应式或化学方程式： （1）石墨棒上发生的电极反应式为_。 （2）铁棒上发生的电极反应式为_。 （3）溶液中发生反应的化学方程式为：_ _。

28、48盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜(CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素，其一是 ； 其二是 。49化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是（ ）以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能A B C D(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这

29、种污染尤为严重。这是因为 。(3)另一种常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li+MnO2LiMnO2试回答：锂电池比容量特别大的原因是 。锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因 。50有人将铂丝插入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