1、4 考点二 2 真题发掘知识串联 课时作业 目录CONTENTS1 考点一 5 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)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：；正极(MnO2)，电极反应式：。总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2Zn2e2OH=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OH2二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应。负极反应：；正极反应：；PbO22e
2、4HSO24=PbSO42H2OPb2eSO24=PbSO4总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时的反应。阴极反应：；阳极反应：；总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。PbSO42e=PbSO24PbSO42e2H2O=PbO24HSO243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 正极反应式 总反应式2H2O2=2H2O2H24e=4H2H24e4OH=4H2OO24e4H=2H2OO24e2H2O=4OH4.正误判断，正确的打“
3、”，错误的打“”。(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。()(2)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外接电源 一 一可充电电
4、池 外接电源。()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)2H2O 放电充电 Cd(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
5、=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
6、 m(Zn)150 C96 500 Cmol1265 gmol10.05 g。答案：(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2注：式中 Zn2可写为 Zn(NH3)24、Zn(NH3)2Cl2等，H可写为 NH4(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_。答案解析答案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
7、转 移 电 子 数：CH3OCH312e2CO2；第三步配平：3H2OCH3OCH312e=2CO212H。5二甲醚(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_。解析答案CH3OCH33H2O12e=2CO212H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。
8、5二甲醚(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_。考点二|电极反应式的书写(重点保分型师生共研)考向精练提考能考向一 已知原电池总反应写电极反应式12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 LiAlCl42。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
9、，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=4ClSSO22Mg-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 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
10、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=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)CH48e10OH=CO23 7H2O2O28e4H2O=8OHCH42O22OH=CO23 3H2O(3)CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O(4)CH48e4CO23=5CO22H2O2O28e4CO2=4CO23CH42O2=CO22H2O4(2015全国高考
11、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=6CO26H2O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；
12、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=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：PbPbO22H2SO4放电充电 2PbSO42H2O答案解析5(2016全国高
13、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2Zn O2 4OH 2H2O=2Zn(OH)24。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)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)答案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)24=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)24，故 C 项正确；每消
14、耗 1 mol O2电路中通过 4 mol电子，故 D 项错误。5(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2Zn O2 4OH 2H2O=2Zn(OH)24。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)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析答案C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)24=2ZnO24OH2H2O，电解质溶液中 c(OH)增大，故 A 项、B
15、 项均错误；放电时负极反应为 Zn4OH2e=Zn(OH)24，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。5(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2Zn O2 4OH 2H2O=2Zn(OH)24。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)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)答案解析62013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电
16、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 迁移答案解析由图可知，b 极(Li 电极)为负极，a 极为正极，放电时，Li从负极(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。62013 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
17、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 迁移解析答案C由图可知，b 极(Li 电极)为负极，a 极为正极，放电时，Li从负极(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。62013 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
18、化合价发生变化D放电时，溶液中 Li从 b向 a 迁移7一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)2H2O以两个甲烷燃料电池串联为载体 串联原电池的相关知识高考载体(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 O
19、2，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。考查原电池正、负极的判断(2)该甲烷燃料电池中，负极反应式为_，正极反应式为_。考查原电池电极反应式的书写(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？_。考查原电池中离子的移动方向(4)甲烷燃料电池工作时，若某一电极上消耗 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？_。考查原电池的计算(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。_。考查电极反应式的书写(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？_。考查电解原理答案：(1)负 正(2)CH410OH8e=CO23 7H2O 2O24H2O8e=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 跟踪检测 本课内容结束