第一讲原电池化学电源

子 «新课标»高三化学〔人教版〕第一轮复习选修修〔4〕单元讲座

第四章 电化学基础

第一、二节 原电池、化学电源

复习目标：

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.能依照氧化还原反应设计原电池。

3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

4.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

复习重点：化学电源的种类及原电池的工作原理。 复习难点：依照氧化还原反应设计原电池。 课时划分：一课时 教学过程： 知识梳理 一、原电池工作原理

1、 原电池是__________________________________________________的装置。

原电池依照两极爽朗性的不同，分为_______和________。

正极：通常是爽朗性较弱的金属或非金属导体，电子流____〔填〝出〞或〝入〞〕的一极，电极上发生________〔填〝氧化〞或〝还原〞反应〕。

负极：通常是爽朗性较强的金属，电子流_____〔填〝出〞或〝入〞〕的一极，电极被________〔填〝氧化〞或〝还原〞〕，电极发生________〔填〝氧化〞或〝还原〞反应〕。

-2＋2＋-如铜-锌原电池：锌片〔－〕：Zn-2e＝Zn 氧化反应；铜片〔＋〕：Cu＋2e＝Cu 还

原反应

2＋2＋

总反应式：Cu＋Zn＝Cu＋Zn

盐桥：盐桥存在，承诺溶液中＿＿迁移，以中和＿＿＿，起了＿＿＿的作用，使＿＿的反应能连续进行。

【练习】1、以下关于原电池的表达中正确的选项是〔 A 〕 Ａ．原电池能将化学能转变为电能

Ｂ．原电池负极发生的电极反应是还原反应

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

2、在如下图的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种表达不正确的选项是〔 B 〕

A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流淌，电子流从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应 2．原电池的形成条件

〔1〕爽朗性不同的电极材料〔金属与金属或金属与非金属导体〕 〔2〕电解质溶液

〔3〕构成闭合电路〔用导线连接或直截了当接触〕

【练习】以下烧杯中盛放的差不多上稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是〔A 〕

二、设计原电池

设计原理：从理论上讲，任何＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿都能够设计成原电池，＿＿＿剂在＿＿极上发生氧化反应，失去的电子通过导线转移到＿＿极上，＿＿＿剂在正极上得到电子发生＿＿反应，从而形成闭合回路，外电路中那么有电流产生。

【练习】1、在理论上不能用于设计原电池的化学反应是〔A〕 A.HCl＋NaOH====NaCl＋H2O △H＜0

2CO2〔g〕＋4H2O〔1〕 △H＜0 B.2CH3OH〔1〕＋3O2〔g〕C.4Fe〔OH〕2〔s〕＋2H2O〔1〕＋O2〔g〕====4Fe〔OH〕3〔s〕 △H＜0 D.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O〔1〕 △H＜0

2、银器皿日久表面逐步变黑色，这是由于生成了硫化银。有人设计用原电池的原理进行〝抛光〞，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，放置一段时刻后，黑色会褪去而银复原光泽，且可不能缺失。试回答：

⑴食盐的作用是 。

⑵在此原电池反应中，负极发生的电极反应为 ，正极发生的电极反应为 。 ⑶反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为 ，原电池总反应方程式为 。

解析：要善于抓住题示信息，〝黑色褪去而银可不能缺失〞，必定发生变化：

点燃Ag，明显这是原电池的正极反应，Ag2S+2e=2Ag+S，负极反应为爽朗金属发生氧Ag2S-2-

化反应：Al-3e=Al。正极生成的S和负极生成的Al在溶液中发生双水解：2Al+3S+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的加合：3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。

三、化学电源 1、一次电池

(1) 碱性锌锰干电池：

－—

负极〔锌筒〕：Zn +2OH—2e= Zn〔OH〕2；

－－

正极〔石墨〕：正极：2MnO2+2H2O+2e= 2MnOOH+2OH

电池的总反应式为：Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn〔OH〕2 (2)银锌电池：

负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

银锌电池充电和放电的总化学方程式为： Zn+Ag2O

2Ag+ ZnO

3+

2-

-3+2-3+

2、二次电池 (1)铅蓄电池

负极：Pb-2e-+SO42－=PbSO4

正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

3、燃料电池

——

负极：2H2+4OH—2e=4H2O

——

正极：O2+2H2O+2e=4OH

电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O 疑难点拨 一、原电池的正、负极的判定方法：

1、由组成原电池的两极的电极材料判定。一样是爽朗的金属是负极，爽朗性较弱的金属或能导电的非金属是正极。

注意：如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池；Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。差不多上相对不爽朗金属作负极。

2、依照电流方向或电子流淌方向判定。电流是由正极流向负极，电子流淌方向是由负极流向正极。

3、依照原电池里电解质溶液内离子的定向流淌方向判定。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子流向的极为负极。

4、依照原电池两极发生的变化来判定。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。

二、关于原电池形成条件的探讨 1、关于原电池的两个电极。

形成原电池需有有爽朗性不同的两个电极，两个电极满足的条件是：

(1)一种金属与一种非金属或氧化物或硫化物等。如Al-Ag2S放入食盐水中。 (2)两种爽朗性不同的金属。

一样来讲：爽朗金属作负极或电子流出的一极〔失去电子〕或电流流入的一极为负极或发生氧化反应〔还原剂〕的一极为负极。

通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较爽朗的金属作负极,但也不是绝对的,严格地讲,应以发生的电极反应来定.例如，Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极;将Mg-Al合金放入烧碱溶液中，由于发生电极反应的是 Al,故Al作负极。另如Cu-Al放在浓硫酸中，Cu是负极。

在燃料电池中，两电极只是气体吸附载体，并不参与反应。 2、关于形成闭合的电路。

内电路：在电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

＋2-如在Cu-Zn原电池中，H移向正极Cu，SO4移向负极Zn。

外电路：电子从负极转移到正极。

3、有资料上认为〝两极中要至少有一极与电解质溶液能发生自发的氧化还原反应〞，该讲法是否正确？

假设将一根铜棒和一根碳棒平行地插入装有NaoH溶液的烧杯中，外电路用两根导线与一个灵敏电流计连接。发觉电流计指针明显偏转，讲明电路中产生了电流。但这一实验中两极铜棒和碳棒都不能与NaoH溶液反应，这讲明形成原电池的条件并不一定要两极中至少有

一极与电解质溶液能发生自发的氧化还原反应。事实上，日常生活中钢铁的吸氧腐蚀也能证明这一点，因为钢铁在常温下发生吸氧腐蚀时碳与铁在中性或碱性条件下也并不能与水反应。因此，形成原电池的条件不需要两极中至少有一极与电解质溶液能发生自发的氧化还原反应(现在考虑溶解在溶液中的氧气参与反应)。

三、奇异的桥-------盐桥

为降低双液电池的液接电势，在两电解质溶液间设置的浓度高且正、负离子迁移数相近的电解质溶液〞桥〞，称盐桥。盐桥使两电解质溶液不直截了当接触，又使电路沟通。盐桥的作用:在于减小原电池的液体接界电位。用作盐桥的电解质不能与电极物质发生反应，常用的盐桥电解质是KCl，KNO3，NH4NO3等。

原电池由两个半电池组成。在铜锌原电池中，锌和锌盐溶液组成一个半电池，铜和铜盐溶液组成另一个半电池。下面以铜-锌电池为例讲明盐桥的作用(见以下图)：将饱和的KCl或NH4NO3(正、负离子迁移数几乎相等)溶液装在倒置的U形管中，跨接于两电解质溶液之间，代替两溶液的直截了当接触，就构成了盐桥。

在盐桥的饱和KCl溶液和电池的ZnSO4，CuSO4溶液间形成了两个液体接界。KCl溶液浓度远大于电池中ZnSO4，CuSO4溶液的浓度，扩散作用要紧来自KCl溶液，即KCl分不往ZnSO4，

＋-CuSO4溶液中扩散。由于K和Cl的迁移数专门相近，因此在界面上产生的液体接界电势数值

专门小，而且符号又常常相反，相互抵消了一部分，两个液体接界电势的和小于ZnSO4，CuSO4溶液直截了当接触时的接界电势。使用盐桥时，液体接界电势可降到1～2mV，在一样电动势测量中，可忽略不计。假设电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐

＋-桥，NH4和NO3的迁移速度也是专门相近的。

常用盐桥〔质量分数为3%琼脂-饱和KCl盐桥〕的制备方法如下：将盛有3 g 琼脂和97 mL蒸馏水的烧瓶放在水浴上加热〔切忌直截了当加热〕，直到完全溶解。然后，加30 g KCl，充分搅拌。KCl完全溶解后，赶忙用滴管或虹吸管将此溶液装入已制作好的U形玻璃管〔注意，U形管中不可夹有气泡〕中，静止，待琼脂冷却凝成冻胶后，制备即完成。余外的琼脂-KCl用磨口瓶塞盖好，用时可重新在水浴上加热。将此盐桥浸于饱和KCl溶液中，储存待用。

典例剖析 例1．〔2004年江苏高考化学题〕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，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+ H2O(l) == Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),以下讲法错误的选项是 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(1)+2e== Mn2O3(s)+2OH(aq) C．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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

-—

解析：该电池的负极反应为Zn(s)+2OH(aq)-2e== Zn(OH)2(s)，正极反应为2MnO2(s)

— —

+H2O(1)+2e==Mn2O3(s)+2OH(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。答案为C。

例2、〔1〕今有2H2+O22H2O反应，构成燃料电池，那么负极通的应是________，正

KOH极通的应是_______，电极反应式为：______________、______________。〔2〕如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，那么电极反应式为__________、____________，〔1〕和〔2〕的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化?〔3〕如把H2改为甲烷，KOH做导电物质，那么电极反应式为____________________。

解析：解决此题的关键是弄清原电池的有关概念，依照电池反应式可知H2在反应中被氧

＋

化。O2被还原，H2应在负极上反应，O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液不可能有H参加

－－－－

或生成，故负极反应为：2H2+4OH－4e＝4H2O，正极反应为：O2+2H2O+4e＝4OH。假设将导

－－

电物质换成酸性溶液，现在应考虑不可能有OH参加反应也不可能有OH生成，负极：2H2－－＋＋－

4e＝4H，正极：O2+4H+4e＝2H2O。由于前者在碱性条件反应，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而后者为酸溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，故

－－2

pH将变大。如把H2改为甲烷用KOH作导电物质，那么负极：CH4+10OH－８e＝CO3

—－－

+7H2O，正极：2O2+4H2O+8e＝８OH，现在可不能有CO2放出。

－－－－

答案：〔1〕H2 O2负极：2H2+4OH－4e＝4H2O正极：O2+2H2O+4e＝4OH〔2〕负

－＋＋－

极：2H2－4e＝4H正极：O2+4H+4e＝2H2O〔1〕中pH变小，〔2〕中pH变大。〔3〕

－2—－－

负极：CH4+10OH－８e＝CO3+7H2O正极：2O2+4H2O+８e＝８OH

例3．〔2001年广东高考化学题〕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：

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)

－－

解析：镍镉电池放电(原电池)时的负极反应为Cd+2OH-2e==Cd(OH)2，正极反应为

－－－ －

2NiO(OH)+2H2O+2e==2Ni(OH)2+2OH；充电(电解池)时的阴极反应为Cd(OH)2+2e==Cd+2OH，

－－

阳极反应为 2Ni(OH)2+2OH-2e==2NiO(OH)+2H2O。可知答案为C。

例4．〔2005年江苏高考化学题〕高铁电池是一种新型可充电电池，与一般高能电池相比，该电池能长时刻保持稳固的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O

3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH,以下表达不正确的选项是

——

A．放电时负极反应为：Zn-2e+2OH=Zn(OH)2

——2－

B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3 -3e+ 5OH=FeO4+ 4H2O C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化 D．放电时正极邻近溶液的碱性增强

——

解析：高铁电池放电(原电池)时的负极反应为3Zn+6OH-6e=3Zn(OH)2，正极反应为2－－—－

2FeO4+8H2O+6e==2Fe(OH)3+10OH；充电(电解池)时的阴极反应为3Zn(OH)2+6e==3Zn+6OH——－2－

，阳极反应为2Fe(OH)3+10OH-6e==2FeO4+8H2O。从而不难分析出答案为C。 例5．〔2004年天津高考理综题〕以下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，以下表达不正确的选项是 ( )

－－

A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH-4e== 2H2O+O2↑ 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

－＋

解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为2H2-4e==4H，

－－

b极为正极，其电极反应为O2+2H2O+4e==4OH，电池总反应式为2H2+O2==2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，该电池只要通入H2、O2就能工作，无需将它们储藏在电池内部。氢氧燃料电池的能量效率较高，而且产物水是一种无污染物质，是一种具有应用前景的绿色电源，在航天领域已得到应用。答案为B。

例6．〔2005年广东高考化学题〕一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气

2－

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O。以下对该燃料讲法正确的选项是( )

2－

A．在熔融电解质中，O由负极移向正极

B．电池的总反应是：2C4H10+13O2 ==8CO2 +10H2O

－2－

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e == 2O

－2－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e+13O==4CO2 + 5H2O

2－

解析：丁烷燃料电池的总反应为2C4H10+13O2 ==8CO2 +10H2O，负极反应为2C4H10+26O-52e－－2－2－==8CO2+10H2O，正极反应为13O2+52e== 26O。熔融电解质中，负离子O由正极移向负极，正离子由负极移向正极，完成电子运动的循环。答案为B、C。

例7．〔北京理综27〕X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。 ：① X可分不与Y、W形成X2Y，X2Y2、XW等共价化合物； ② Z可分不与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。 请回答：

〔1〕Z2Y的化学式是 。

〔2〕Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。 〔3〕如下图装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C〔Ⅰ〕、C〔Ⅱ〕为多孔石墨电极。

接通S1后，C〔Ⅰ〕邻近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时刻后〔两玻璃管中液面未脱离电极〕，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。现在：

C〔I〕的电极名称是 〔填写正极或负极〕； C〔II〕的电极反应式是 。

〔4〕铜屑放入稀硫酸不发生反应，假设在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐步溶解，该反应的离子方程式是 。

－－

解答：〔1〕Na2O〔2〕2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑〔3〕负极 Cl2+2e===2Cl 〔4〕Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O

知能训练 一、选择题 1．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分不投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈．将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化．假如把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出．据此判定它们的活动性由强到弱的顺序是

A．d、c、a、b B．d、a、b、c C．d、b、a、c D．b、a、d、c

2．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能够表示为：

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

3．实验室欲制氢气，所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同，反应速率最快的是 A．纯锌与稀硫酸反应 B．纯锌和浓硫酸反应

C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应 4．空气—锌电池的电极反应为： 锌片：Zn＋2OH－2e＝ZnO＋H2O；碳棒：

－

－

1－－

O2＋H2O＋2e＝2OH 2据此判定，锌片是

A．正极，并被还原 B．正极，并被氧化C．负极，并被还原 D．负极，并被氧化 5．如下图的装置能够组成原电池且产生电流的是

6．把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连能够组成各种原电池．假设a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时， c为正极；b、d相连时，b为正极．那么这四种金属的活动性顺序由大到小为

A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a

7．燃料电池是一种新型电池，它要紧是利用燃料在燃烧过程中把化学能直截了当转化为

电能．氢氧燃料电池的差不多反应是：

X极：

1－－ －－

O2(g)＋H2O(l)＋2e＝2OHY极：H2(g)＋2OH＝2H2O(l)＋2e 2以下判定正确的选项是

A．X是正极 B．Y是正极 C．Y极发生还原反应 D．Y极发生氧化反应

8．铅蓄电池的两极分不为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的反应为Pb＋PbO2＋２H2SO4＝＝＝２PbSO4＋２H2O，以下结论正确的选项是

A．Pｂ为正极被氧化 B．溶液的pH不断减小

C．SO24只向PbO2处移动 D．电解质溶液pH不断增大

9、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,铅蓄电池放电时发生如下反应:

2-- +2--负极 Pb+SO4=PbSO4+2e正极 PbO2+4H+ SO4+2e=PbSO4+2H2O

今假设制得Cl2l0.050摩,这时电池内消耗的H2 SO4的物质的量至少是 A、0.025摩 B、0.050摩 C、0.10摩 D、0.20摩 10、以下关于实验现象的描述不正确的选项是

A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面显现气泡

B、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面显现一层锌 C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面显现一层铁

D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快

11、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它能够取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是

依照此反应式判定，以下表达中正确的选项是

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 12．如下图的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的相接处吊着一根绝缘的细丝，使之平稳．小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液．

片刻后可观看到的现象是(指悬吊的金属圈)_______． A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平稳状态不变 C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜

13、以下表达中，能够讲明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 ( ) A、在氧化-还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 B、同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 C、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能

D、将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极

二、填空题

14、我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试估量此种新型电池可能的差不多结构及电极反应式：

(1)__________是负极，电极反应式为___________________________． (2)__________是正极，电极反应式为___________________________．

15．如下图，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余．试写出可能的电极反应式，并指出正、负电极及电极反应类型．

(1)Fe：____________ _、

______________ _(可不填满，也可补充，下同)； (2)pb片：____________________ _、 ____________________ _． 16．可逆反应：

AsO3AsO34＋2I＋2H3＋I2＋H2O

据此设计出如下图的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路)．进行如下操作：

－

＋

(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发觉微安表指针偏转；

(Ⅱ)假设改向(B)烧杯中滴加40% NaOH溶液，发觉微安表指针向前述相反方向偏转． 试回答以下咨询题：

(1)两次操作过程中微安表指针什么缘故会发生偏转？ (2)两次操作过程中指针偏转方向什么缘故相反？

(3)(Ⅰ)操作过程中，C1棒发生的反应为_______________． (4)(Ⅱ)操作过程中，C2棒发生的反应为_______________．

17、锌－锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。工作时反应方程式是：

＋２＋

Zn＋2MnO２＋2NH４＝Zn+Mn２O３＋２NH３＋H２O

〔1〕试写出干电池放电时的正、负电极反应式：正极：__________________负极：____________干电池用久了就会变软，其原_____________________。

＋－

〔2〕正极反应中，前后经历以下反应：2NH4＋2e＝2NH3＋H2；2MnＯ2＋H2＝Mn2O3＋H2O，假如没有MnO2参与，干电池将难于连续稳固工作。

试讲明理由：_________________________________________________________________。

18、据报道，最近摩托罗拉〔MOTOROLA〕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，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月充电一

2－

次。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸取生成CO3

〔1〕该电池反应的总离子方程式为_________________________。 〔2〕甲醇在____极发生反应〔填正或负〕，电池在放电过程中溶液的pH将____〔填降低或上升、不变〕；假设有16克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO4溶液，〔假

设整个过程中能量利用率为80％〕，那么将产生标准状况下的O2________升。

〔3〕最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3〔Y：钇〕的ZrO2〔Zr：锆〕

2－

固体，它在高温下能传导O离子〔其中氧化反应发生完全〕。以丁烷〔C4H10〕代表汽油。

①电池的正极反应式为____________________________________________。

2－

②放电时固体电解质里的O离子的移动方向是向____________极移动〔填正或负〕。 三、运算题

19．由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中，假设锌片发生电化腐蚀，那么当铜片

上共放出3.36L(标准状况)气体时，硫酸恰好全部作用完。试运算：

(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) 200 mL稀硫酸的物质的量浓度是多少？

20．利用反应Zn+2FeCl3===ZnCl2+2FeCl2组成一个化学电池

(1)在右边方格内画出实验装置图，并指出正极为______，电极反应式______，负极为_____，电极反应式___________。

(2)假设电池内溶液为100mL0.5mol/LFeCl3溶液；当溶液中FeCl3全部被还原为FeCl2时，溶液中ZnCl2的物质的量浓度是多少？导线上通过的电子是多少摩？

参考答案：

1、B 2、D 3、A 4、D 5、AC 6、B 7、AD 8、D 9、C 10、C 11、CD 12、D 13、CD

－3＋

14、 (1)Al 4Al－12e＝4Al

－－

(2)石墨 3O2＋12e＋6H2O＝12OH

15． (1)开始时，Fe是正极：4H＋2NO3＋2e＝2NO2↑＋2H2O(还原反应)；后来，Fe

－2＋

是负极：3Fe－6e＝3Fe(氧化反应)．

＋

－

(2)开始时，Pb是负极：Pb－2e＝Pb(氧化反应)；后来，Pb是正极：2NO3＋8H＋6e－

＝＝2NO↑＋4H2O(还原反应)．

16． (1)两次操作均发生原电池反应，因此微安表指针会发生偏转． (2)两次操作，电极相反，电子流向相反，因而指针偏转方向相反．

－－

(3)2I－2e＝I2

－

2＋

＋

333(4)AsO33＋H2O－2e＝AsO4＋2H(或AsO3＋2OH－2e＝AsO4＋H2O)

－

＋

－

－

17、 〔1〕2NH4++2MnO2+2e=2NH3+Mn2O3+H2O Zn-2e=Zn+电池放电过程中有水产生、锌筒变薄造成干电池变软 〔2〕正极反应的中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻。

-2-18、〔1〕2CH3OH+3O2+4 OH=2CO3+6H2O 〔2〕负 下降 13.44

-2-

〔3〕① O2+4e=2O② 负

19．〔1〕9.75g〔2〕1.846×1023个〔3〕0.75mol／L

--2

20．〔1〕C，2Fe

+2e=2Fe，Zn，Zn-2e=Zn〔2〕0.25mol／L，0.05mol

2＋2＋