选修4第四单元电化学基础Word格式文档下载.docx
- 文档编号:19162097
- 上传时间:2023-01-04
- 格式:DOCX
- 页数:47
- 大小:517.15KB
选修4第四单元电化学基础Word格式文档下载.docx
《选修4第四单元电化学基础Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《选修4第四单元电化学基础Word格式文档下载.docx(47页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,判断出电极反应产物,标出得失电子数量;
②看环境,配守恒;
电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在,如碱性介质中生成H+让其与OH-结合
生成水;
电极反应式要遵守电荷守恒、电子守恒、原子守恒;
③两式加,验总式;
两电极反应式相加,与总反应式对照验证;
三、原电池正负极的判断方法
四、原电池分类
1.干电池(drycell):
(-)Zn‖NH4Cl‖C(+)
(-)Zn-2e-=Zn2+;
(+)2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑;
总反应式为:
Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+H2↑;
2.铅蓄电池(storagecell):
(-)Pb‖H2SO4(aq)‖PbO2(+)
(-)Pb+SO42--2e-=PbSO4;
(+)PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O;
PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;
3.燃料电池(fuelcell)
①氢氧燃料电池:
(-)H2‖H2SO4‖O2(+)
(-)2H2-4e-=4H+;
(+)O2+4H++4e-=2H2O;
电池的电解质溶液也可以是碱溶液:
(-)H2‖NaOH‖O2(+);
(-)2H2+4OH--4e-=4H2O;
(+)O2+2H2O+4e-=4OH-;
2H2+O2=2H2O;
②甲烷、氧气燃料电池:
(-)CH4‖KOH(aq)‖O2(+);
(-)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(+)2O2+4H2O+8e-=8OH-;
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;
4.锂电池(lithiumcell):
(-)Li‖LiI‖I2(+);
(-)2Li-2e-=2Li+;
(+)I2+2e-=2I-;
2Li+I2=2LiI;
5.海水电池:
1991年,我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池,用作水标志灯已研制
成功,这种海水电池的能量比干电池高20~50倍;
(-)4Al-12e-=4Al3+;
(+)3O2+6H2O+12e-=12OH-;
4Al+3O2+5H2O=4Al(OH)3;
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※
Remark
【氧化性还原性强弱的判断】
方法1、在氧化还原反应中,氧化性---氧化剂>
氧化产物;
还原性---还原剂>
还原产物;
方法2、根据活动性顺序判断:
非金属活动性顺序
←原子(单质)氧化性增强←
F、Cl、Br、I、S
F-、含氧酸根、OH-、Cl-、Br-、I-、S2-
→对应阴离子还原性增强→
练习4.1---原电池A
01.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有如下化学反应,①水溶液中:
X+Y2+=X2++Y;
②Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2↑;
③M、N为电极,与N的盐酸溶液组成原电池,发生的电极
反应为:
M-2e-=M2+;
④Y可以溶于稀H2SO4中,M不被稀H2SO4氧化;
则金属性强弱顺
序正确的是()
A.M<
N<
Y<
X<
Z;
B.N<
M<
C.N<
D.X<
Z<
Y;
02.把a、b、c、d四块金属浸入稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池,若a、b
相连时a溶解;
c、d相连时c为负极;
a、c相连时,c极上产生大量气泡;
b、d相连时,
b为正极,则四种金属活动性顺序由强到弱为()
A.a>
b>
c>
d;
B.a>
d>
b;
C.c>
a>
D.b>
a;
03.一个原电池的总反应方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池可能为()
A
B
C
D
Cu
Al
Zn
Fe
电解质溶液
H2SO4
CuSO4
ZnCl2
CuCl2
04.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()
A.正极附近的SO42—离子浓度逐渐增大;
B.电子通过导线由铜片流向锌片;
C.正极有O2逸出;
D.铜片上有H2逸出;
05.下列反应中,在原理上可以设计成原电池的是()
A.Ba(OH)2·
8H2O与NH4Cl的反应;
B.铝片与浓硫酸的反应;
C.甲烷与氧气的反应;
D.石灰石的分解反应;
06.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是()
A.铁;
B.铜;
C.铝;
D.镁;
07.对铜-锌-稀硫酸组成的原电池装置中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化
是()
①锌片溶解了32.5g;
②锌片增重了32.5g;
③铜片上析出1gH2;
④铜片上析出1molH2;
A.①③;
B.①④;
C.②③;
D.②④;
08.把一小块镁铝合金放入6mol/L的氢氧化钠溶液中,可以形成微型电池,则该电池负极的电极反应()
A.Mg→Mg2++2e-;
B.2Al+8OH-→2AlO2-+4H2O+6e-;
C.4OH-→2H2O+O2↑+4e-;
D.2H2O+2e-→2OH—+H2↑;
09.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)2
Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池放电时的负极材料是( )
A.Cd(OH)2;
B.Ni(OH)2;
C.Cd;
D.NiO(OH);
10.某金属与稀盐酸作用无氢气产生,该金属与铜能组成原电池,此金属是()
A.Mg;
B.Fe;
C.Ag;
D.Cu;
11.下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识,你认为正确的是()
A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属;
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极;
C.电子沿外导线由锌流向铜,通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气;
D.铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过;
12.下列关于原电池的叙述正确的是()
A.原电池是将化学能转变成电能的装置;
B.在原电池中失去电子的一极是阴极;
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成;
D.原电池的负极发生的是还原反应;
13.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,构成原电池,电子经导线由锌片流向铜片.在这个
原电池中,锌片是()
A.阴极;
B.正极;
C.阳极;
D.负极;
14.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成原电
池时,Y为电池的负极;
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()
A.X>
Y>
B.X>
Z>
C.Y>
X>
D.Y>
X;
15.从理论上分析,关于Fe-CuSO4(aq)-Cu原电池的叙述正确的是()
A.铜极为负极;
B.电子从铜沿导线转移到铁;
C.铁表面析出金属铜;
D.总反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
16.银锌纽扣电池放电时的反应为:
Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,下列有关说法中不正确的是()
A.该反应属于置换反应;
B
.
做负极;
C.Ag2O在正极上发生还原反应;
D.可用稀硝酸做电解质溶液;
17.下列化学反应中,理论上不能用来设计原电池的是()
A.2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,ΔH<
0;
B.2CO+O2=2CO2,ΔH<
C.BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl,ΔH<
D.Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,ΔH<
18.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的放电过程可以表示为
Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.电池放电时,负极发生反应的物质是()
A.Ag;
B.Zn;
C.Ag2O;
D.Zn(OH)2;
19.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池,下列有关说法中,不正确的是()
A.Zn是负极;
B.电子由Zn经外电路流向Cu;
C.溶液中H+向负极移动;
D.Zn电极反应:
Zn-2e-=Zn2+;
20.银锌蓄电池,电极反应式:
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-;
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;
21.原电池的反应通常是放热反应,在理论上可设计成原电池的化学反应的是()
A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),ΔH>
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),ΔH<
C.Ba(OH)2•8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3•H2O(l)+8H2O(l),ΔH>
D.CaC2(s)+2H2O(l)=Ca(OH)2(s)+C2H2(g),ΔH<
22.下列关于原电池的叙述正确的是()
A.原电池将化学能转化为电能;
B.原电池负极发生的反应是还原反应;
C.原电池在工作时其正极不断产生电子并经过外电路流向负极;
D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成;
23.人们对废旧电池的处理的主要目的是()
A.回收电池外壳的金属材料;
B.回收电池中的二氧化锰;
C.回收电池中的石墨电极;
D.防止电池中的重金属汞、镉、铅对土壤、水源的污染.
练习4.1---原电池B
01.下列装置可以组成原电池的是( )
02.某电池的总反应为:
Fe+2Fe3+=3Fe2+,能实现该反应的原电池是( )
FeCl3溶液
Fe(NO3)2溶液
Fe2(SO4)3溶液
Ag
CuSO4溶液
03.下列关于原电池的叙述中,不正确的是( )
A.原电池的负极发生的反应是氧化反应;
B.原电池的电极只能由两种不同的金属构成;
C.原电池能将化学能转变为电能;
D.原电池中电子流入的一极是正极;
04.有A、B、C、D四种金属.将A与B用导线连结起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀.将A、
D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈.将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化.如果把铜
浸入C的盐溶液里,有金属C析出.据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A.D>
C>
A>
B;
B.D>
B>
C;
C.D>
D.B>
D>
05.锌铜原电池产生电流时,阴离子( )
A.移向Zn极,阳离子移向Cu极;
B.移向Cu极,阳离子移向Zn极;
C.和阳离子都移向Zn极;
D.和阳离子都移向Cu极;
06.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成
一个原电池.以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极;
②正极反应为:
Ag++e-=Ag;
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作;
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同;
A.①②;
B.②③;
C.②④;
D.③④;
07.根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s);
B.Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq);
C.2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq);
D.2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq);
08.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,并经过一段时间后,下列叙述中正确的
是( )
A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出;
B.负极附近Cl-的浓度减小;
C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大;
D.溶液中Cl-的浓度基本不变;
09.理论上不能用于设计成原电池的反应是( )
A.HCl+NaOH=NaCl+H2O,ΔH<
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),ΔH<
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s),ΔH<
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),ΔH<
10.对于锌、铜和稀H2SO4构成的原电池装置中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极
变化是( )
②锌片增重32.5g;
④铜片上析出1molH2;
A.①和③;
B.①和④;
C.②和③;
D.②和④;
11.如图所示装置,电流表G发生偏转,同时A极逐渐变粗,
B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列
各项中的( )
A.A是Zn,B是Cu,C为稀H2SO4;
B.A是Cu,B是Zn,C为稀H2SO4;
C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液;
D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液;
12.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2设计成下图所示的原电池,下列判断不正确
的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应;
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原;
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态;
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,
乙中的石墨电极为负极;
13.锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的放电过程可以表示为:
Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,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.Zn;
14.在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的铜片和锌片,下列叙述正确的是()
B.电子通过导线由铜片流向锌片;
C.正极有O2放出;
D.铜片上有H2放出;
15.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池.已知,通
入CH4的一极,其电极反应式是:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
通入O2的另一极,其
电极反应式是:
2O2+4H2O+8e-=OH-.下列叙述不正确的是()
A.通入CH4的电极为负极;
B.正极发生氧化反应;
C.燃料电池工作时,溶液中的OH-向负极移动;
D.该电池使用一段时间后应补充KOH;
16.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,下图中
产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,其中正确的是()
17.依据氧化还原反应:
2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示.
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是________;
电解质溶液Y是_________.
(2)银电极为原电池的______极,发生的电极反应为
_______________________________;
X电极上发生的电极反应为__________________________;
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极.
4.2---化学电源Chemicalpowersource
一、化学电源chemicalpowersource
本质是氧化还原反应;
2.分类:
一次电池、二次电池、燃料电池;
3.衡量电池优劣的参数:
比能量[(W·
h)/kg,(W·
h)/L];
比功率[W/kg,W/L];
储存时间;
4.记忆效应:
不当的充、放电方式(如长期不彻底充电、放电等),会造成电池内容物产生
结晶或气泡,使电池容量降低,这种现象叫做记忆效应(memoryeffect);
二、一次电池(干电池drycell)
1.碱性锌锰电池:
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
(-)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;
(+)2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-;
[优点]它的比能量和可储存时间均比普通锌锰电池好,适用于大电流和连续放电;
2.锌银电池:
Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2
(+)Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-;
[优点]比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电,常制成纽扣式微型电池,
广泛用于电子手表、照相机、计算机和其他微型电子仪器;
3.锂电池(lithiumcell):
2Li+I2=2LiI
[优点]比能量高、电压高、工作温度宽,可储存时间长;
三、二次电池(蓄电池storagecell)
铅蓄电池(storagecell)
[优点]电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,使用广泛;
[缺点]比能量低、笨重、废弃电池污染环境;
1.放电(electricdischarge)
(-)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s);
(+)PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l);
PbO2(s)+2H2SO4(aq)+Pb(s)=2PbSO4(s)+2H2O(l);
2.充电(batterycharging)
阴极:
PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq);
阳极:
PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq);
2PbSO4(s)+2H2O(l)=PbO2(s)+2H2SO4(aq)+Pb(s);
四、燃料电池fuelcell
1.氢氧燃料电池:
2H2+O2=2H2O
①电解质溶液为酸溶液
②电解质溶液为碱溶液
2.甲烷、氧气燃料电池
①电解质为碱性溶液:
(-)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
②电解质为酸性溶液:
CH4+2O2=CO2+2H2O;
(-)CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;
(+)2O2+8H++8e-=4H2O;
3.燃料电池优点:
能量转换率超过80%,而普通燃烧转换率仅30%;
排放废弃物远少于普通火力发电站.
【Remark】
1.元电荷:
e=1.602×
10-19C;
1eV=1.602×
10-1J;
2.电子质量:
me=9.109×
10-31kg;
3.阿伏伽德罗常数:
NA=6.02×
1023mol-1;
4.
;
W=UIt=Uq;
1kw·
h=1000w×
3600s=3.6×
106J;
5.能量密度(比能量):
单位kW·
h/kg
【例题】二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池
(5.93kW·
h·
kg-1).若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为___________________,
一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生_______个电子的电量;
该电池的理论输出电压为
1.20V,能量密度E=____________________(列式计算;
能量密度=电池输出电能/燃料质量)
【答案】CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+;
12;
1.2V×
×
12×
6.02×
1023mol-1×
1.602×
10-19C÷
(3.6×
106J·
kW-1·
h-1)=8.39kW·
kg-1
练习4.2---化学电源A
01.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
O2+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;
02.锂电池是新型高能电池
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 选修 第四 单元 电化学 基础