2019年高中化学专题16化学电源难点大串讲学案新人教版选修4

2019年 高中 高中语文新课程标准高中物理选修31全套教案高中英语研修观课报告高中物理学习方法和技巧高中数学说课稿范文 化学专题16化学电源难点大串讲学案新人教版选修4LTPAGEPAGE1。。。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯专题16化学电源知识一一次电池【例1】电子 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说法正确的是()A.Ag2O是正极，Zn是负极B.Zn是正极，Ag2O是负极C.工作时，电池负极区溶液pH增大D.工作时，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极【答案】A【变式】1.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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(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)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(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0.2mol电子，锌的质量减少6.5g【答案】C【解析】由电池总反应式可知，锌为负极，电子从负极流出经外电路流向正极。外电路中每通过0.2mol电子，参加反应的锌理论上为0.1mol，即质量减少6.5g。2.锂锰电池具有高倍率放电性能且电压稳定，是常用的贮存性能优良的一次电池。其工作原理如图所示，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2，以下说法错误的是()A.a极为电池的负极B.可以用水代替有机溶剂C.外电路中电子由a极流向b极D.b极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2【答案】B知识二二次电池【例2】铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。下列结论正确的是()A.Pb为正极被氧化B.溶液的pH不断减小C.SO只向PbO2处移动D.电解质溶液的密度不断减小【答案】D【变式】1.全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多【答案】D2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是()A.放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2B.充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2OC.放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强【答案】C【解析】根据题给总反应式，高铁电池放电时必定是锌为负极失去电子，被氧化；高铁酸钾在正极得到电子，被还原。充电时，阳极上氢氧化铁被氧化成高铁酸钾。放电时正极附近生成OH－，碱性增强。知识三燃料电池【例3】写出下列燃料电池的电极反应式和总反应式。(1)酸性条件下的甲烷燃料电池总反应式：_______________________________________________________________；正极反应式：_____________________________________________________________；负极反应式：_____________________________________________________________。(2)碱性条件下的甲烷燃料电池总反应式：_______________________________________________________________；正极反应式：_____________________________________________________________；负极反应式：_____________________________________________________________。(3)碱性条件下的甲醇(CH3OH)燃料电池总反应式：_______________________________________________________________；正极反应式：_____________________________________________________________；负极反应式：_____________________________________________________________。【答案】(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8H＋＋8e－===4H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O2O2＋4H2O＋8e－===8OH－CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O(3)2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O【解析】注意反应式的书写规范，切记粗心大意。【变式】1..氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，H2SO4溶液作电解质溶液，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，负极反应为2H2－4e－===4H＋。下列叙述不正确的是()A.H2在负极发生氧化反应B.燃料电池的能量转化率可达100%C.是一种高效、环境友好的发电装置D.供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O【答案】B2.将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CO和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是()①通入CO的电极为正极；②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；③通入CO的电极反应式是2CO＋O2－4e－===2CO2；④负极的电极反应式是CO＋4OH－－2e－===CO＋2H2O；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动A.①③⑤B.②④⑥C.④⑤⑥D.①②③【答案】B【解析】据题意知，发生的反应为2CO＋O2===2CO2，反应产生的CO2处于KOH溶液中，又会转化为CO，④正确，③错误。O2得e－被还原，在正极反应，①错误，②正确。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。3..下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是()A.左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇B.正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C.负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋D.该电池提供1mole－，消耗氧气0.25mol【答案】B【解析】负极反应式为2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋，正极反应式为3O2＋12e－＋12H＋===6H2O；根据电子流向，可以判断a处通甲醇，b处通O2；当电池提供1mol电子时，消耗O2为1×mol＝0.25mol。1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A.原电池反应均是自发的氧化还原反应B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加【答案】A2．下列有关化学电池的说法中正确的是()A．化学电池只能将化学能转化为电能B．燃料电池能将全部化学能转化为电能C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可再充电使活性物获得再生D．一次电池包括干电池和蓄电池【答案】C3．锌锰干电池在放电时电池总反应方程式为Zn＋2MnO2＋2NH===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．锌B．碳C．MnO2和NHD．Zn2＋和NH3【答案】C【解析】锌锰干电池放电时的电极反应式为：负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2MnO2＋2e－＋2NH===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，C正确。4.MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－===AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑【答案】B【解析】MgAgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。5．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，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－－2e－===2H2OB．O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．H2－2e－===2H＋D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－【答案】C【解析】该电池的特点：电解质溶液显酸性，故负极电极方程式中H2失去电子生成H＋，C项正确。6.科学家成功研制了用于潜航器的镁过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是()A．电池的负极反应为Mg－2e－===Mg2＋B．电池工作时，H＋向负极移动C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大D．电池总反应式为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O【答案】B7．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列该电池的电极反应正确的是()A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOHD．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－【答案】D【解析】该电池中，负极发生氧化反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极发生还原反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－。A、B、C均错误。8．氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应式如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为()A．1.8molB．3.6molC．100molD．200mol【答案】D【解析】n(H2O)＝＝100mol2H2＋O4e－2===2H2O即每生成1molH2O则转移2mole－，当生成100molH2O时，转移200mole－。9．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图，下列说法中正确的是()A．电池工作时，质子向电池的负极迁移B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－【答案】B10.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2。下列该电池的电极反应,正确的是()A.负极反应为Zn-2e-Zn2+B.负极反应为Zn+2H2O-2e-Zn(OH)2+2H+C.正极反应为2MnO2+2H++2e-2MnOOHD.正极反应为2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-【答案】D【解析】在书写碱性电池的电极反应式时,电极反应式中不能出现H+。在碱性电池中,负极Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH-结合生成Zn(OH)2。11.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂,在200℃左右时供电,电池总反应式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,电池示意图如下,下列说法中正确的是()A.电池工作时,质子向电池的负极迁移B.电池工作时,电流由b极沿导线流向a极C.a极上发生的电极反应是C2H5OH+3H2O+12e-2CO2+12H+D.b极上发生的电极反应是2H2O+O2+4e-4OH-【答案】B12.一种基于酸性燃料电池原理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是()A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4mol电子转移,则在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH-【答案】C【解析】A项,检测时,电解质溶液中的H+移向正极;B项,若反应中有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗的O2体积为2.24L;D项,电解质溶液呈酸性,正极上发生的反应为O2+4H++4e-2H2O。13.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是()A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电【答案】D【解析】由电池总反应知Mg为负极,电极反应为Mg-2e-Mg2+,正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-。海水中含大量电解质,所以可以被KCl溶液激活。可用于海上应急照明供电。14.镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应如下:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2请回答下列问题:(1)上述反应式中左边物质的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。(2)放电时负极发生反应的物质是,正极的电极反应式为。(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理,最主要的原因是。【答案】(1)大于(2)CdNiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-(3)防止废旧电池中残留的镍、镉离子污染土壤和水源【解析】15.(1)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是。电池工作时,电子流向(填“正极”或“负极”)。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是。(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xSNa2Sx,正极的电极反应式为。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是。与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。【答案】(1)Zn(或锌)正极锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀(2)xS+2e-离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫4.5【解析】(1)负极是失电子的一极,Zn所失电子由负极经外电路流向正极。锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)正极上是S得到电子发生还原反应:xS+2e-;要形成闭合回路,M必须是能使离子在其中定向移动的,故M的两个作用是导电和隔膜;假设消耗的质量都是207g,则铅蓄电池能提供的电子为2mol,而钠硫电池提供的电子为mol,故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的4.5倍。16．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。此电池的正极发生的电极反应：________________________________________________________________________，负极发生的电极反应：_____________________________________________________。(3)电解液中H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。(4)使用该燃料电池的另一个好处是________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋(3)正负极(4)对环境无污染【解析】17.(1)今有2H2＋O22H2O的反应，构成燃料电池，则负极通入的气体应是________，正极通入的气体应是________，电极反应式分别为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)如把KOH改为稀硫酸作电解质溶液，则电极反应式为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。上述(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作导电物质，则电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)H2O2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)中溶液的pH变小，(2)中溶液的pH变大(3)负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－18．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电子的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答如下问题：已知电池放电时发生的化学反应方程式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(1)在硫酸电解液中，CH3OH失去电子，此电池的正极发生的反应是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；负极发生的反应是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)电解液中的H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是________极。(3)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)电极方程式书写时注意电解质溶液，本题是酸性溶液。(2)由电极反应可知，H＋在正极被消耗，在负极生成，所以向正极移动。(3)燃料电池除能量转化率高外，还减少了大气污染。【解析】(1)O2＋4H＋＋4e－===2H2OCH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋(2)正负(3)减少空气污染________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)LiLi－e－===Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应