第2课时 化学电源
基础训练
1.下列反应不可用于设计原电池的是
A.NaOH+HCl====NaCl+H2O
B.2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O
C.Zn+2HCl====ZnCl2+H2
D.4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3
1.A 解析:原电池内的反应必须是自发的氧化还原反应。A选项中的反应不是氧化还原反应。
2.关于化学电源的说法正确的是( )
A.化学电源是依据原电池原理设计的
B.化学电源能量转化率比燃料燃烧能量转化率高
C. 化学电源有一次电池与二次电池之分
D. 普通干电池是二次电池
2. D提示:普通干电池是一次电池
3.某电池的总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的原电池是
正极 负极 电解质的溶质
A Cu Fe FeCl3
B C Fe Fe(NO3)3
C Fe Zn Fe2(SO4)3
D Ag Fe CuSO4
3.CD提示:依据反应2Fe3++Fe=3Fe2+。要组成原电池Fe应作负极,用比Fe活泼性弱金属或非金属导体(如Cu、Ag、C等)作正极,用含Fe3+的溶液作电解质溶液。故A、B可以,C、D错误。
4.汽车的启动电源常用铅蓄电池,放电时其电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO4== 2PbSO4+2H2O。根据此反应判断,下列叙述中正确的是
A.Pb是负极 B.PbO2得电子,被氧化
C.负极反应是Pb+SO42——2e—== PbSO4 D.电池放电时,溶液酸性增强
5. A C 提示:PbSO4难溶于水,电极反应中写为化学式;PbO2得电子,被还原,B错;电池放电时,根据总反应式要消耗H+,溶液酸性减弱。
6.课本42页活动探究画图写方程式
综合运用
7.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)
7. C 提示:还原剂作负极材料,即化合价升高的物质。
8.据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。其电池反应为:2Zn+O2==2ZnO,原料为锌粒、电解质溶液和空气,则下列叙述正确的是
A.锌为正极,空气进入负极反应 B.负极反应为Zn—2e—==Zn2+
C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸
8.BD解析:2Zn+O2==2ZnO,所以Zn为负极,负极发生氧化反应:Zn—2e—==Zn2+。如果电解质溶液是强酸,由于c(H+)大,正极反应是2H++2e—==H2↑ ,而不是O2得到电子,因此B、D是正确的。
9.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为:
A.H2 + 2OH- =2H2O+2e— B.O2 + 4H+ + 4e—= 2H2O
C.H2 -2e— = 2H+ D.O2 + 2H2O + 4e—= 4OH—
9. C 解析:氢气燃料电池,以磷酸为电解质,则负极为氢气参加反应,正极为O2参加反应,故负极反应式为H2—2e—= 2H+,应选C。
10.⑴今有2H2+O2 2H2O反应,构成燃料电池,则负极通的应是 ,电极反应式为 ,正极通的应是 ,电极反应式为 。
⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质,则电极反应式正极: ,
负极: (1)和(2)的电解质不同,反应进行后,其溶液的酸碱性各有什么变化?
⑶若把H2改为CH4,用KOH作电解质,则电极反应式负极: ,
正极: 。
10.⑴H2、O2;负极:2H2+4OH--4e- =4H2O,正极:O2+2H2O+4e-=4OH-;⑵负极:2H2-4e-=4H+,正极:O2+4H++4e-=2H2O;pH变小;pH变大;⑶负极:CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O,正极:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
解析:根据题给总反应式可知,H2在反应中被氧化,应从负极通入,又因为是KOH溶液,不可能生成H+,负极反应为2H2+4OH- -4e- =4H2O,正极反应为O2+2H2O+4e- =4OH-;若把KOH改为稀H2SO4作电解质,溶液中不可能生成OH-,故负极反应为2H2-4e- =4 H+,正极反应为O2+4 H++4e- =2H2O;在⑴中,OH-的量不变,而水量增加,故 pH变小;在⑵中,H+的量不变,而水量增加,故 pH变大;若把H2改为CH4,用KOH作电解质,CH4被氧化,因在KOH溶液中不可能产生CO2,故生成CO32-。
13.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。指出电解质溶液是___________,负极是__________,电极反应式为_______________________,正极是___________,电极反应式为__________________________。
13.(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2) FeCl3;Cu;Cu—2e—=Cu2+;石墨;2Fe3++2e—=2Fe2+。
解析:(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)根据原电池的原理,负极发生氧化反应材料应是Cu,则正极为比铜的活泼性差的如石墨等作电极材料,电解质溶液为FeCl3