《2018版高考化学一轮复习第22讲化学电源电极反应式的书写练习新人教版20171101181.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考化学一轮复习第22讲化学电源电极反应式的书写练习新人教版20171101181.doc（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第22讲化学电源、电极反应式的书写【考纲要求】1.了解常见化学电源的种类及其工作原理。2.能书写常见电源电极反应式和电池反应方程式。考点一|常见化学电源(基础送分型自主学习)授课提示：对应学生用书第108页巩固教材知识1一次电池(碱性锌锰干电池)碱性锌锰干电池的工作原理如图：负极(Zn)，电极反应式：Zn2e2OH=Zn(OH)2；正极(MnO2)，电极反应式：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)22二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应。负极反应：Pb2eSO=PbSO4；正极反应：PbO22e4HSO=PbSO42H2O
2、；总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时的反应。阴极反应：PbSO42e=PbSO；阳极反应：PbSO42e2H2O=PbO24HSO；总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。3燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。电池酸性碱性或中性负极反应式2H24e=4H2H24e4OH=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO24e2H2O=4OH总反应式2H2O2=2H2O4.正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。()(2
3、)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。()(3)若使反应Fe2Fe3=3Fe2以原电池方式进行，可用锌铁做电极材料。()(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。()(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H，O24e2H2O=4OH。()(7)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.2 mol电子时，消耗0.1 mol H2SO4。()(8)二次电池充电时接线方式为。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)练透基础小题 题点一常见化学电源电极反应式
4、的书写1下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案：B2(RJ选修4P783题改编)镉镍可充电电池的充、放电反应按下式进行：Cd2NiO(OH)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2由此判断错误的是()A放电时，Cd做负极B放电时，NiO(OH)做负极C电解质溶液为碱性溶液D放电时，负极反应为Cd2OH2e=Cd(OH)2答案：B3(RJ选修4P781题改编)碱性锌锰电池总反应为Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2，则其正极反应为_。答案：MnO2H2Oe=MnOOHOH题点二原电池的简单计算4酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳
5、为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96 500 Cmol1)解析：(1)该电池为酸性锌锰干电池，电极反应式负极为：Zn2e=Zn2，正极：2MnO22e2H=2MnOOH。(2)电量QIt0.5 A560 s150 C，则m(Zn)65 gmol10.05 g。答案：(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2注：式中Zn2可写为Zn(NH3)、Zn(NH3
6、)2Cl2等，H可写为NH(2)0.055二甲醚(CH3OCH3)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(5.93 kWhkg1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_。解析：二甲醚直接燃料电池的总反应为CH3OCH33O2=2CO23H2O，负极反应式的书写步骤：第一步先写反应物、生成物：CH3OCH32CO2；第二步写明转移电子数：CH3OCH312e2CO2；第三步配平：3H2OCH3OCH312e=2CO212H。答案：CH3OCH33H2O12e=2CO212H考点二|电极反应式的书写(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第109页考向
7、精练提考能考向一已知原电池总反应写电极反应式1LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。解析：分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，4Li4e=4Li。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。答案：(1)锂4Li4e=4Li(2)2SOCl24e=4ClSS
8、O22MgAgCl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2AgClMg=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。答案：负极：Mg2e=Mg2正极：2AgCl2e=2Ag2Cl考向二燃料电池电极反应式的书写3以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。(2)碱性介质(如KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式： _。答案：(1)CH48e2H2O=CO2
9、8H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)CH48e10OH=CO7H2O2O28e4H2O=8OHCH42O22OH=CO3H2O(3)CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O(4)CH48e4CO=5CO22H2O2O28e4CO2=4COCH42O2=CO22H2O4(2015全国高考课标卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO
10、26H2O解析：根据微生物电池工作原理示意图可知：C6H12O6在负极上发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H；O2在正极上发生还原反应，电极反应式为6O224e24H=12H2O。负极有CO2生成，A项错误；B项，微生物促进了反应中电子的转移，正确；C项，质子通过交换膜从负极区移向正极区，正确；D项，电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，正确。答案：A备考提醒总反应式法书写电极反应式1书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne)。步骤二：找出正、负极发生反应的物质。确定溶液的酸碱性。步骤三：写电极反应式。负极反应：还原剂ne
11、=氧化产物正极反应：氧化剂ne=还原产物2书写技巧若电极反应式较难时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即得较难的电极反应式。考向三可充电电池电极反应式的书写电池充电的实质就是放电时发生变化再复原的过程。如铅蓄电池：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O5(2016全国高考卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，
12、消耗氧气22.4 L(标准状况)解析：充电时为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，发生的反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，电解质溶液中c(OH)增大，故A项、B项均错误；放电时负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)，故C项正确；每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子，故D项错误。答案：C62013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移解析：由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li从负极(
13、b)向正极(a)迁移，A项、D项正确；该电池放电时，负极：xLixe=xLi，正极：Li1xMn2O4xLixe=LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C项错误；由放电反应可得充电时的反应，B项正确。答案：C7一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 molL1的KOH溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。_。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。_。答案：(1)负极：H22e2OH=2H2O；正极：2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH(2)阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)
14、2H2O真题发掘知识串联串线索固双基回扣关键知识以两个甲烷燃料电池串联为载体串联原电池的相关知识授课提示：对应学生用书第110页高考载体(海南高考卷改编)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。知识串联高考还可以这样考(1)通入甲烷的一极作原电池的_极(填“正”或“负”下同)，通入O2的一极作原电池的_极。(2)该甲烷燃料电池中，负极反应式为_，正极反应式为_。(3)电池工作时，燃料电池中OH向哪一极移动？_。K向哪一极移动？_。(4)甲烷燃料电池工作时，若某
15、一电极上消耗11.2 L(标准状况下)的CH4气体，线路中转移电子的个数是多少？_。(5)若将甲烷燃料电池的电解质溶液由KOH溶液改为稀硫酸，试分别写出其正、负极的电极反应式。_。(6)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b极得到的气体是什么？_。答案：(1)负正(2)CH410OH8e=CO7H2O2O24H2O8e=8OH(3)OH向负极移动K向正极移动(4)4NA(5)负极：CH42H2O8e=CO28H正极：2O28H8e=4H2O(6)H2课时作业(授课提示：对应学生用书第287页)1(2016全国高考卷)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
16、()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：MgAgCl电池中，Mg为负极，AgCl为正极，故正极反应式应为AgCle=AgCl，B项错误。答案：B2.(2017北京朝阳统考)纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，图中这种碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池说法不合理的是()AZn为负极，发生氧化反应B电池工作时，电子由MnO2流向ZnC正极反应：MnO2eH2O=MnO(OH)OHD电池总反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(
17、OH)解析：锌为负极，失电子发生氧化反应，A正确；电池工作时，电子由Zn(负极)流向MnO2(正极)，B错误；正极上MnO2得到电子，发生的反应为MnO2eH2O=MnO(OH)OH，C正确；电池总反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH)，D正确。答案：B3研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A放电时金属锂做负极B放电时OH向正极移动C水既是氧化剂又是溶剂D总反应为2Li2H2O=2LiOHH2解析：原电池中活泼金属做负极，锂比铁活泼，故锂做负极，
18、A正确；原电池中，放电时阴离子向负极移动，B错误；金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，水在电池中还是溶剂，C正确；锂水电池中，金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，总反应为2Li2H2O=2LiOHH2，故D正确。答案：B4某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，正极反应为O22CO24e=2CO，则下列推断正确的是()A负极反应为H22OH2e=2H2OB该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性C该电池供应2 mol水蒸气的同时转移2 mol电子D放电时负极有CO2生
19、成解析：由总反应式减去正极反应式可得到负极反应式：2H22CO4e=2H2O2CO2，则可判断负极有CO2生成，A项错误，D项正确；该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾，在常温下碳酸钾为固体，电池无法工作，B项错误；由电池总反应式可知，该电池供应2 mol水蒸气时，转移的电子为4 mol，C项错误。答案：D5一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A电池总反应为CH4H2O=3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析：1
20、 mol CH4CO，C元素的化合价由4价2价，升高6价，故1 mol CH4参加反应时共转移6 mol电子，故A错误；熔融碳酸盐环境中没有OH，A电极上H2参与的电极反应式为H2CO2e=CO2H2O，故B错误；根据原电池工作原理可知，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，故C错误；根据电池原理可知，O2、CO2共同参加反应，正极的电极反应式为O22CO24e=2CO，故D正确。答案：D6.由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是()A石墨极为正极，石墨极为负极BY的化学式可能为NOC石墨极的电极反应式为N
21、O2NOe=N2O5D石墨极上发生氧化反应解析：A项，氧气在反应中被还原，所以石墨是正极，石墨是负极，错误；B项，Y是NO2被氧化后的产物，应为N2O5，错误；D项，石墨极上发生的是还原反应，错误。答案：C7某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2O2=2H2O。下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极BH由a极通过固体酸电解质传递到b极Cb极上的电极反应式为O22H2O4e=4OHD每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2解析：H2失电子发生氧化反应，则a为负极，电子通过外电路由a极流向b极，故A错误；原电池中，阳离
22、子向正极移动，所以H由a极通过固体酸电解质传递到b极，故B正确；该电池为酸性燃料电池，则正极反应式为O24e4H=2H2O，故C错误；因没有说明是否为标准状况，则消耗H2的体积不一定为1.12 L，故D错误。答案：B8(2016四川高考卷)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCo
23、O2xLi解析：由放电时电池总反应可知，放电时负极反应式为LixC6xe=C6xLi，正极反应式为Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，在原电池内部阳离子由负极向正极迁移，A、B项均正确；充电时阴极反应式为C6xLixe=LixC6，阳极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，转移x mol e，石墨电极增重7x g，若转移1 mol e，石墨电极将增重7 g，C项不正确，D项正确。答案：C9(2017河南信阳五县联考)新型LiFePO4可充电锂离子动力电池放电时正极反应为FePO4Lie=LiFePO4，负极反应为Lie=Li。下列说法中正确的是()A充电时动力电池上标注“”的
24、电极应与外接电源的正极相连B放电时电池反应为FePO4Lie=LiFePO4C放电时电池内部Li向负极移动D放电时，在正极上Li得电子被还原解析：充电时动力电池上标注“”的电极上发生氧化反应，应与外接电源的正极相连，A正确；放电时电池总反应是FePO4Li=LiFePO4，B错误；放电时原电池内部Li向正极移动，C错误；放电时，在正极上Fe3得电子被还原为Fe2，故D错误。答案：A10.一种全天候太阳能电化学电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是()A该电池与硅太阳能电池供电原理相同B光照时，b极周围pH减小C光照时，H由b极室透过质子膜进入a极室D夜间无光照时，a为电池的负极解析：该电池供
25、电时发生化学变化，而硅太阳能电池是将光能转化为电能，不发生化学变化，所以供电原理不同，A错误；从原理图可知光照时，b电极发生反应VO2H2Oe=VO2H，周围pH减小，B正确；产生的H由b极室透过质子膜进入a极室，C正确；夜间无光照时，相当于蓄电池放电，a极的电极反应式为V2e=V3，发生氧化反应，故a为电池的负极，D正确。答案：A11科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨做电极催化剂，在稀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。试回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_。(2)
26、此电池的正极发生的电极反应是_；负极发生的电极反应是_。(3)电解液中的H向_极移动；向外电路释放电子的电极是_极。(4)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率高，其次是_。答案：(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正负(4)对空气的污染较小12.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，回答下列问题。(1)若a为镁、b为CuCl2，则正极材料为_，负极上的电极反应式为_。(2)若a为镁、b为NaOH，则Mg极上发生_反应(填“氧化”或“还原”)，负极上的
27、电极反应式为_。(3)若a为铜、b为浓硝酸，则电流的方向为_，正极上的电极反应式为_。(4)上述事实表明，确定原电池中电极的类型时，不仅要考虑电极材料本身的性质，还要考虑_。解析：(1)镁、铝均能与CuCl2溶液反应，但镁比铝活泼，故镁失去电子做负极。(2)铝能与NaOH溶液反应而镁不能，铝做负极失去电子变成AlO，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。(3)常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故铜失去电子做负极，正极上是NO得到电子生成NO2。答案：(1)AlMg2e=Mg2(2)还原Al3e4OH=AlO2H2O(3)铝铜2HNOe=H2ONO2(4)电解质的性质13.氢氧燃料电池是符合绿色
28、化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82 g/cm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH的体积与被吸收的H2的体积比为_。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。答案：(1)由化学能转变为电能由a到b(2)2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率(4)LiH2O11 148或8.7110432- 13 -