纯氧气为什么不能做氢氧电池燃料电池的氧化剂

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氢氧燃料电池以H2为还原剂,O2为氧化剂,电极为多孔镍,电解液为30%的KOH溶液,下列有关叙述正确的是
①负极质量减轻 ②负极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O ③负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O ④工作时正极区pH升高,负极区pH降低?⑤工作时溶液中阴离子移向正极?  A.①③④ B.②③⑤ C.④⑤ D.③④
题型:单选题难度:中档来源:0115
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据魔方格专家权威分析,试题“氢氧燃料电池以H2为还原剂,O2为氧化剂,电极为多孔镍,电解液为..”主要考查你对&&燃料电池&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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燃料电池:
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。 (1)氧氧燃料电池以氢气为燃料(作负极),以氧气为氧化剂(作正极),可用酸性电解质(如稀H2SO4),也可用碱性电解质(如KOH)。①若电解质是酸性的,在电极反应式中不能出现OH-。负极:正极:总反应式:②若电解质是碱性的,在电极反应式中不能出现H+。负极:正极:总反应式:(2)甲烷一氧气燃料电池若将金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气。负极: 正极:总反应式:新型化学电源的考查及解题指导:
近几年高考试题中出现的新型电池,有“氢镍电池”“高铁电池”“锌一锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”“银锌电池~纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量 (单位质量释放的能量)高等特点。取材于这些知识点的试题,由于题材广、信息新、陌生度大,所以,大多数考生认为这类试题难度大,而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生对信息的迁移应用能力。具体有以下几个考查角度: 1.新型电池“放电”时正、负极的判断&2.新型电池“放电”时,电极反应式的书写首先根据电池反应分析物质得失电子情况,然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液巾的离子发生反应;对于较复杂的电极反应,可以利用总反幢方程式减去较简单一极的电极反应式,从而得到较复杂一极的电极反应式。 3.新型电池“充电”时阴、阳极的判断首先明确原电池放电时的正、负极,再根据充电时,阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。 4.新型电池充、放电时,电解质溶液中离子移动方向的判断首先分清电池是放电还是充电;再判断正、负极或阴、阳极,进而可确定离子的移动方向。
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&》&高中化学
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用酸性氢氧燃料电池电解硫酸钠饱和溶液的装置如图所示&(a、b为铜电极).下列说法中不正确的是(  )A.电池工作时,正极反应式为:O2+4H++4e-=2H2OB.电解时,当阴极逸出amol气体,同时有W克Na2SO4﹒10H2O析出,保持温度不变,剩余溶液中的硫酸钠的质量分数是C.电解时,电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极D.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02gH2时,b极周围会产生0.02gH2&考点:原电池和电解池的工作原理.专题:压轴题;电化学专题.分析:左边装置是氢氧燃料电池,所以是原电池,原电池放电时,燃料失电子发生氧化反应,所以投放燃料的电极为负极,投放氧化剂的电极为正极,正极上氧化剂得电子发生还原反应;右边装置有外接电源,所以是电解池,连接负极的b电极是阴极,连接正极的a电极是阳极,阳极上失电子发生氧化反应,阴极上得电子发生还原反应;两电池工作时,电子的流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极.解答:解:A、左边装置是氢氧燃料电池,所以是原电池;原电池放电时,正极上氧化剂得电子发生还原反应,即氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,故A正确.B、电解时,阴极上析出的是氢气,当阴极逸出amol气体电解的水的质量为:2H2O O2↑+2H2↑,36g&&&&&&&&&&&& 2mol18ag&&&&&&&&&&&&amol所以当阴极逸出amol气体电解的水的质量为18ag,电解后的溶液仍为饱和溶液,溶液的质量分数为:(×100%×W)/(W+18a)×100%=×100%,故B错误.C、电子在导线中移动,不能在溶液中移动,故C错误;D、燃料电池和电解池中转移的电子数是相等的,当电池中消耗0.02gH2,根据电极反应:H2→2H++2e-,所以转移电子0.02mol,b极的电极反应为:2H++2e-→H2,转移电子0.02mol,会产生0.02gH2,故D正确.故选BC.点评:本题考查了原电池原理,易错选项是C,注意电子在导线中移动,不能在溶液中移动.
老师 B中剩余溶液中的硫酸钠的质量分数怎么求&谢谢 具体题在http://www.jyeoo.com/chemistry2/ques/detail/4a10f106-371b-415e-a3c0-936df59b09d0?a=1
本题答案没错,对于B选项的解析如下:原来为饱和硫酸钠溶液,电解时阴极生成amol氢气放出,同时生成的氢氧根离子和阳极产生的铜离子沉淀,溶液中相当于减少了amol水,析出W克Na2SO4﹒10H2O,相当于溶液中减少142W/322 g硫酸钠和180W/322 g水,即原饱和硫酸钠溶液中减少142W/322 g硫酸钠和(18a+180W/322) g水后仍为饱和溶液,则减少的硫酸钠和水也应该正好组成饱和溶液,故剩余溶液中的硫酸钠的质量分数是142W/322÷(142W/322+18a+180W/322)×100%=71W/161(18a+W)×100%故B错误
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简介:一. 教学内容:高考第一轮复习:《化学必修2》第2章
化学反应与能量第3节
化学反应的利用
1. 利用化学反应制备新物质
2. 氯气的制法
3. 化学反应为人类提供能源
4. 原电池原理 二. 教学目的
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &化学能与电能【试题答案】1. B&&&& 2. BD&&&&& 3. C&&&&&&& 4. BC&&&&& 5. AB&&&&& 6. D&&&&&&& 7. CD&&&&& 8. C&&&&&&& 9. B&&&&&&& 10. AD11. D&& 12. BD13. 2CO2+O2+4e-=2&&&&&&&&&&&&&&& 2CO+O2=2CO214.&(1)阳极:金属电极溶解& Fe-2e-Fe2+,阴极:生成气体&2H++2e-H2↑(2)6Fe2++Cr2O72-+14H+&&&& 6Fe3++2Cr3++7H2O(3)由于阴极H+放电,破坏了水的电离平衡,逐渐增大并向阳极移动,与Fe3+、Cr3+形成Fe(OH)3&Cr(OH)3沉淀。(4)不能用碳电极代替Fe电极。因为Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2+,将溶液中的Cr2O72-还原为Cr3+而除去,若改用石墨电极,不能产生还原性微粒。15.&(1)2CH3OH+3O2&+4OH-=&&&& 2CO32-+6H2O(2)负、下降(3)13.44L(4)O2+4e-=2O2-;负《化学选修4》第1章化学反应与能量&&一.&教学内容:&&&&&&一.&教学内容:&&&&&&&高考第一轮复习《化学选修4》第1章&&化学反应与能量第3节&&化学能转化为电能——电池1.&原电池的工作原理。2.&化学电源。(1)锌锰干电池(2)铅蓄电池(3)氢氧燃料电池3.&金属的腐蚀与防护(1)金属腐蚀的电化学原理(2)金属的防护&二.&教学目的:1.&了解原电池工作原理。2.&掌握根据电极反应判断阴极和阳极、根据电流方向判断电池正极和负极的方法。3.&了解电极反应的概念。4.&了解原电池的实际应用、常见化学电源的种类及工作原理。5.&了解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原则。&三.&重点和难点1.&原电池的工作原理。2.&电池电极的判断,电极反应和电池反应式的书写。3.&金属腐蚀的电化学原理及金属的防护。&四.&考点分析本节内容在高考中的主要考查点是:1.&原电池原理的应用。2.&电池电极的判断。3.&电极反应和电池反应式的书写。4.&金属腐蚀的电化学原理及金属防护措施。&五.&知识要点& 1.&原电池是___________的装置。盐桥既可以使___________,又可以使___________,其导电原理是_________________________________。& 2.&在铜锌原电池中,电极反应分别是:正极__________,负极___________。总反应式是_________________________________。& 3.&可充电电池放电时是___________,将___________能转化为___________能,充电时是一个___________,将___________能转化为___________能储存起来。& 4.&锌锰干电池分为___________和___________两种干电池,负极上发生的电极反应为______________________,正极上发生的电极反应为______________________。& 5.&铅蓄电池的结构比较复杂,其电极反应式为:负极______________________,正极_________________________________。& 6.&氢氧燃料电池,在酸性条件下电极反应为:负极______________________,正极______________________。碱性条件下电极反应为:负极______________________,正极______________________。& 7.&吸氧腐蚀中,负极上发生的反应为______________________,正极上发生的反应为______________________,原电池反应为______________________。& 8.&金属防护的方法主要有___________、___________、___________等。&&&&&&&注意:& 1.&原电池的工作原理&&&&&&&(1)原电池的定义:能把化学能转化为电能的装置叫原电池。原电池反应的本质是氧化还原反应。&&&&&&&(2)原电池的电极:负极:电子流出的一极,发生氧化反应的一极,电流流入的一极。&&&&&&&正极:电子流入的一极,发生还原反应的一极,电流流出的一极。&&&&&&&(3)构成原电池的条件:&&&&&&&①两个活泼性不同的电极&&&&②电解质溶液&&&&&&&&&&&&&&③形成闭合回路(或在溶液中接触)电极构成负极:还原性相对较强的材料正极:还原性相对较弱的材料Zn板——负极Cu板——正极Zn板——负极Cu板——正极电极反应负极:失去电子,氧化反应正极:得到电子,还原反应负极:+正极:→Cu负极:+正极:→Cu电子流向电流流向外电路:电子由负极流向正极,电流方向相反内电路:阴离子移向负极,阳离子移向正极,电流由负极流向正极外电路:电子由Zn板经导线流向Cu板。内电路:、移向Zn板(负极);、移向Cu板(正极)外电路:电子由Zn板经导线流向Cu板内电路:盐桥中的移向Zn板,盐桥中的移向Cu板电极反应与反应总式的关系两个电极反应式加合,即得反应总式负极:+正极:→Cu总式:=负极:正极:→Cu总式:=重要应用①制作电池②防止金属被腐蚀③提高化学反应速率①制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池;②用粗锌代替纯锌制取,反应速率快;③Fe与Zn相连接,处于电解质溶液中,Fe受保护可设计和生产种类繁多的化学电池,且提高电池效率& 2.&常见化学电源名称电极材料电解质电极反应电池反应酸式锌锰干电池正极:石墨负极:锌NH4Cl和ZnCl2负极:+正极:→+碱性锌锰干电池正极:MnO2负极:锌KOH负极:→正极:+=铅蓄电池正极:PbO2负极:Pb30%H2SO4溶液负极:正极:PbO2+4H+++氢氧燃料电池正极:石墨负极:石墨KOH溶液负极:4H2O+4e-正极:→铝—空气—海水电池&&负极:正极:→=锌银电池正极:Ag2O负极:ZnKOH溶液负极:+正极:=锂电池正极:石墨负极:LiLiAlCl4SOCl2负极:正极:+& 3.&金属的腐蚀与防护&&&&&&&(1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。&&&&&&&①实质:金属原子(M)失去电子而被氧化的过程,即。②类型:有电化学腐蚀和化学腐蚀两种。a.&电化学腐蚀:不纯的金属(或合金)接触到电解质溶液发生原电池反应,相对较活泼的金属失去电子而被氧化所引起的腐蚀。以铁为例i&&析氢腐蚀:正极反应为:ii&&吸氧腐蚀:正极反应为:负极均为:b.&化学腐蚀:金属跟接触到的物质(一般为非电解质)直接发生氧化还原反应而引起的一种腐蚀。(2)金属的防护金属防护的基本思路是防止金属与其他溶液化学物质直接接触,防止金属形成原电池。常用的防护方法有:①改变金属的结构;②加保护层;③电化学保护法。&【典型例题】&&例1.&从理论上说氧化还原反应都可以设计为原电池,试根据反应:+,设计一个原电池并写出电极反应。&&&&&&&分析:联想铜、锌、硫酸原电池的正、负极和电池总反应:,分析氧化还原反应:,Cu被氧化,因而作负极;被还原,作电解质;再选择一种比铜更不活泼的金属或石墨作正极,即可构成原电池。&&&&&&&答案:正极(石墨):&&&&&&&负极(Cu):&&&例2.&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:&&&&&&&&&&&&&&下列说法错误的是(&&&&)&&&&&& A.&电池工作时,锌失去电子B.&电池正极的电极反应式为: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,锌的质量理论上减少6.5g分析:锌为电极,在反应中失去电子;电池工作时,电流由正极通过外电路流向负极,而电子定向移动的方向应为电流的反方向,故C错误。根据电子守恒可知D项正确。由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式,可知B正确。答案:C&&&例3.&如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(&&&&)&&&&&& A.&②①③④&&&&&&&&&&&&&&& B.&④③①②&&&&&&&&&&&&&&& C.&④②①③&&&&&&&&&&&&&&& D.&③②④①&&&&&&&分析:②、③、④实质均为原电池装置,③中Fe为正极,被保护;②、④中Fe为负极,均被腐蚀,但相对来说,Fe和Cu的金属活动性较Fe和Sn的差别大,故Cu—Fe原电池中Fe被腐蚀得最快。①中因铁不纯而发生微小原电池反应。&&&&&&&答案:C&&&例4.&有X、Y、Z、W四种金属。已知的碱性大于,可使Z氧化,W可与热水反应产生,X不能与热水反应,把X的金属片插入稀硫酸,让金属丝Z与X接触,则X的溶解速率加快,这四种金属活动性强弱的关系一定是(&&&&)&&&&&& A. X&Y&&&&&&&&&&&&&&&& B. Z&Y&&&&&&&&&&&&&&&&& C. W&Z&&&&&&&&&&&&&&&& D. Z&X&&&&&&&分析:由金属的氢氧化物的碱性判断金属活动性的前提条件是:主族元素的最高价氧化物的水化物碱性越强,则金属的活动性越强。实际上是比较金属的还原性。&&&&&&&的碱性大于的碱性,没有提到主族元素的最高价氧化物的水化物,所以不能确定X和Y的活动性大小,可使Z氧化不能确定X和Z的金属性的大小,如、,W可与热水反应产生,X不能与热水反应,可判断金属性W&X,另外,X&Z,因此,W&Z。&&&&&&&答案:C&&&例5.&阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为:,电解质溶液为KOH溶液,反应保持在较高温度,使蒸发,则下列叙述中正确的是(&&&&)&&&&&& A.&此电池能发出蓝色火焰B.&为正极,为负极C.&工作时,电解质溶液的pH不断减小D.&电极反应为负极:;正极:分析:原电池是将化学能转变为电能的装置。显然选项A不正确。由于电池反应为:,通的一极失电子为电池负极,发生反应:+,通的一极得电子为电池正极,发生反应:。整个过程中介质KOH并没有消耗,由于不断蒸发,pH基本保持不变。答案:D&例6.&家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是(&& &)A.&B.&C.&D.&&&&&&&&分析:洗过的铁锅在空气中放置,可发生吸氧腐蚀。负极发生的反应为+,正极发生的反应为,总反应式为=,而又被氧化为红褐色的。&&&&&&&答案:D&&&例7.&(2004天津)下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是(&&&&)&&&&&& A. a电极是负极B. b电极的电极反应为: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分析:依据原电池原理判断:a电极通入发生氧化反应,作负极,其电极反应为;b电极通入发生还原反应,作正极,其电极反应为;氢氧燃料电池的产物为,无污染,具有良好的应用前景,且氧化剂(来自空气)不必储存在电池内,由上知B项不正确。答案:B&【模拟试题】& 1.&关于如图所示装置的叙述,正确的是(&&&&)&&&&&& A.&铜是阳极,铜极上有气泡产生&&&&&& B.&铜极质量逐渐减少&&&&&& C.&电流从锌极经导线流向铜片&&&&&& D.&氢离子在铜极表面被还原& 2.&将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用电器连接成原电池。此电池工作时,下列叙述中正确的是(&&&&)&&&&&& A. Mg比Al活泼,Mg失去电子被氧化成&&&&&& B. Al条表面虽有氧化膜,但可不必处理&&&&&& C.&该电池的内、外电路中,电流均是由电子定向移动形成的&&&&&& D. Al是电池负极,开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出& 3.&下列描述中,不符合生产实际的是(&&&&)&&&&&& A.&电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极&&&&&& B.&电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极&&&&&& C.&电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极&&&&&& D.&在镀件上电镀锌,用锌作阳极& 4.&关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是(&&&&)&&&&&& A.&电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠&&&&&& B.&若在阳极附近的溶液中滴加KI溶液,溶液呈棕色&&&&&& C.&若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色&&&&&& D.&电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性& 5.&埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下,被腐蚀的速度最慢的是(&&&&)&&&&&& A.&在含铁元素较多的酸性土壤中&&&&&& B.&在潮湿疏松透气的土壤中&&&&&& C.&在干燥致密不透气的土壤中&&&&&& D.&在含碳粒较多、湿潮透气的土壤中& 6. a、b、c三种金属分别放入稀中,只有c产生,a、b同时放入a的硝酸盐溶液中,a的质量增加,则离子氧化能力的顺序是(&&&&)&&&&&& A.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B.&&&&&&& C.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.&& 7.&将铁片和银片用导线联接插入硫酸铜溶液中,当线路中有0.2mol的电子发生转移时,负极的质量变化是(&&&&)&&&&&& A.&增加0.8g&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B.&增加6.4g&&&&&& C.&减轻5.6g&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&D.&增加5.6g& 8.&将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量溶液,下列各图中产生的体积VL与时间t min的关系,基本正确的是(&&&&)& 9.&已知空气—锌电池的电极反应为:&&&&&&&锌片:&&&&&&&石墨:&&&&&&&据此判断,锌片是(&&&&)&&&&&& A.&负极,并被氧化&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B.&负极,并被还原&&&&&& C.&正极,并被氧化&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.&正极,并被还原& 10.&下列防腐措施中,属于电化学保护法的是(&&&&)&&&&&& A.&用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜&&&&&& B.&在金属中加入一些铬或镍制成金属合金&&&&&& C.&在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭&&&&&& D.&金属表面喷漆& 11.&随着人们生活质量的不断提高,废电池进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是(&&&&)&&&&&& A.&利用电池外壳的金属材料&&&&&& B.&防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染&&&&&& C.&不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品&&&&&& D.&回收其中石墨电极& 12.&氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是。根据此反应式判断,下列叙述中正确的是(&&&&)&&&&&& 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,氢元素被氧化&&&&&& D.&电池放电时,在负极放电& 13.&铁钉与碳棒用导线连接后,浸入到0.01mol/L的食盐溶液中,可能发生的反应是(&&&&)&&&&&& A.&碳棒上放出&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B.&碳棒附近产生&&&&&& C.&碳棒上放出&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.&铁钉被氧化& 14.&把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的U型管中,如图所示,最终可在A极观察到酚酞变红。问A是原电池正极还是负极?代表锌还是代表铁?写出电极上的反应式和总反应式。& 15.&如图所示,在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝,把试管倒入水中,把这个装置这样放置约一周后,观察到铁丝发生的变化是______________原因是______________试管里的水面会上升,最终上升高约为______________,原因是______________________________________________________________________。& 16.&常用干电池是锌围成的圆铜作负极,石墨粉和二氧化锰粉包围在碳棒的周围并压成圆筒形作正极,内充糊状的、。工作时某一种阳离子在正极放电产生两种气体,一种气体分子可被氧化,且生成和,另一气体显碱性。试写出干电池工作时的电极反应式,注明反应类型:&&&&&&&负极____________________________,反应类型____________________________;&&&&&&&正极____________________________,反应类型____________________________。& 17.&燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,目前已经使用氢氧燃料电池的基本反应是&&&&&& x极:&&&&&& y极:&&&&&&&回答下列问题:&&&&&&&(1)x是______________,发生______________反应。&&&&&&&(2)y是______________,发生______________反应。&&&&&&&总反应方程式为____________________________。&&&&&&&(3)若反应后得到5.4g液态水,此时氢氧燃料电池转移的电子数是______________。& 18.&阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池总反应为:,电解质溶液为KOH溶液或溶液,其电极反应式分别为:&&&&&&&负极________________________________________________________,&&&&&&&正极________________________________________________________;&&&&&&&负极________________________________________________________,&&&&&&&正极________________________________________________________。【试题答案】& 1. D&&&&&&&&&& 2. B&&&&&&&&&&&&&& 3. A&&&&&&&&&&&&&& 4. B&&&&&&&&&&&&&& 5. C&&&&&&&&&&&&&& 6. C&&&&&&& 7. C& 8. A&&&&&&&&&&& 9. A&&&&&&&&&&&&&& 10. C&&&&&&&&&&&& 11. B&&&&&&&&&&&&& 12. D&&&&&&&&&&&& 13. BD& 14. A是正极,Fe作正极材料。&&&&&&&负极:&&&&&&&正极:&&&&&&&总反应:& 15.&铁丝表面形成一层红褐色铁锈&&&&&发生吸氧腐蚀&&&&试管体积的&&&&铁和氧气反应,时间足够时消耗空气中全部氧气,在空气中约占总体积的& 16.&&&&&氧化反应&&&&&&&&&&&&还原反应& 17.&(1)正极&&&&还原&&&&&&&&&&&&&&&&&(2)负极&&&&氧化&&&&& &&&&&&&&&(3)0.6& 18.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&电化学、胶体一.&教学内容:电化学、胶体&二.&教学要求:1.&原电池原理及其应用(电化学腐蚀、化学电源等)2.&电解池原理及有关电解池的计算。3.&胶体的重要性质及应用。&三.&教学重点:1.&原电池、电解池的电极名称及电极反应式。2.&对几种新型电极的电极反应的认识。3.&有关电解池的计算。&四.&知识分析:1.&原电池的形成条件(1)活泼性不同的导电材料:a.&在金属——金属构成的原电池中,相对活泼的金属作负极,被氧化,生成金属阳离子;相对不活泼的金属作正极,溶液中的阳离子被还原(一般被还原为单质)。如电极反应:负极:正极:b.&在金属——非金属构成的原电池中,非金属电极(如石墨),一般只起导电作用,故作正极,金属电极作负极,如电极反应:负极:正极:c.&在金属——金属氧化物构成的原电池中,金属氧化物中的金属元素已是最高(或较高)价态,难被氧化,故作正极,并直接参与还原反应,金属电极作为负极,如(银锌钮扣电池):负极:正极:d.&用两个惰性电极作为载体的燃料电池,通有还原性气体的电极作为负极,通有氧化性气体的电极作为正极。如氢氧燃料电池。其电极为可吸附气体的惰性电极,如铂电极,活性炭等,两极分别通入和,以的溶液为电解质溶液:负极:正极:总反应:(2)电极须插入电解质溶液中。(3)电极须用导线连接形成闭合电路。2.&胶体有关知识分散系浊液胶体3.&电解池的构成条件(1)加直流电源相连的两个电极:阴极:接电源负极发生还原反应。阳极:接电源正极发生氧化反应。(2)电解质溶液或熔融离子化合物。(3)形成闭合回路。4.&电解池的电极反应:(1)阴极:阳离子在阴极发生还原反应。顺序为:(2)阳极:a.&阳极为惰性材料(如铂、碳等),阳极上发生氧化反应的是溶液中的阴离子。顺序为:含氧酸根离子b.&阴极非惰性材料,则发生氧化反应的是电极本身。&【典型例题】[例1]&铅蓄电池的正极材料为,负极材料为海绵状的金属铅,用一定浓度的硫酸作为电解质溶液,请写出电极反应式&&&&&&&&&。实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气。今若制得,这时电池内消耗的的物质的量至少是&&&&&&。解析:第一问:在书写较为复杂的电极反应时,首先判断哪是正极,哪是负极,然后判断发生氧化还原的价态以及生成物质的形态,注意电极或通入的气体与电解质溶液之间发生的反应;最后将每个电极反应配平,较难配平时,酸性溶液常用和配平,即参加反应生成或参加反应生成,碱性溶液常用和配平,即参加反应生成或参加反应生成。负极:正极:总反应:第2问:由知,生成时,电路中转移电子,根据总反应,每当电路中通过电子,消耗,因此生成时,消耗。误区:忽视总反应,只看正极反应或负极反应,认为每转移电子时,消耗,因此得。点评:在电化学的简单计算中,要注意下列问题:(1)熟悉常见的电极反应:阳极:,阴极:,,(2)根据阴、阳两极得失电子总数相等,导出各电极上析出物质的物质的量的关系:。(3)长时间通电(用惰性电极)后,电解质溶液酸碱性变化的判断:a.&若只放,破坏水的电离平衡,,增大。b.&若只放,破坏水的电离平衡,,减小。c.&电解含氧酸、强碱、含氧酸的碱金属盐溶液,实质是电解水,电解质溶液浓度增大,其中:电解含氧酸稀溶液,增大,减小;电解强碱溶液,增大,增大;电解含氧酸的碱金属盐溶液,不变。&[例2]&胶体的说法不正确的是(&&&&)A.&溶胶与硅酸溶胶混合将产生凝聚现象。B.&胶体粒子在电场影响下将向阳极运动。C.&胶体粒子不停地作布朗运动。D.&光线通过溶胶时会发生丁达尔现象。解析:A不可选。因为胶粒带正电荷,而硅酸胶粒带负电荷。B可选。阳极吸引阴离子,而胶粒带正电,所以它会向阴极运动。C、D不可选。胶体的性质叙述正确。答案:B点评:本题主要考查了胶体的性质及胶粒的带电性。常见胶粒的带电性如下:常见带正电荷胶粒常见带负电荷胶粒①金属氢氧化物②金属氧化物③①非金属氧化物②金属硫化物③形成时,过量,就吸附,带正电荷;过量,就吸附,带负电荷。&[例3]&将两个铂电极插入溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重(设电解时该电极无氧气析出,且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约为(&&&&)A.&&&&&&&&&&&&&&&&& B.&&&&C.&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.&解析:电解,阴极吸引阳离子,在阴极上发生反应:;阳极吸引阴离子,在阳极上放电破坏了水的电离平衡产生:,根据电荷守恒得关系式:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&评注:阴、阳两极中通过的电子数目相等,溶液中正、负电荷守恒。若只是某些阴(或阳)离子减少了,则会另外产生带等量电荷的其它阴(或阳)离子递补进来,保障溶液的电中性。&【模拟试题】一.&选择题:1. [2001年南京测试题]&&下列各烧杯中均盛在海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(&&&&)A.&①②③④⑤ &&&&&&&&&& B.&②①③④⑤C.&④②①③⑤  &&&&&&&&& D.&④⑤①②③2. [2000年江、浙、吉高考试题]&钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是(&&&&)A.&&&&&&&&B.&C.&&&&&&&&&&&D.&3. [2001年广东、河南高考试题]&镍镉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.&&&&&B.&&&&C.&&&&&D.&4. [2000年全国高考试题]&下列关于实验现象的描述不正确的是(&&&&)A.&把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B.&用铜板做电极电解溶液,阴极铜板质量增加C.&把铜片插入溶液中,在铜片表面出现一层铁D.&把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴溶液,气泡放出速率加快5. [2000年南京测试题]&如图,拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的溶液中,可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色。该金属条可能是(&&&&)A.&铜&&&&&&&&& B.&锡&&&&&&&&& C.&铝&&&&&&&&& D.&锌6. [1998年全国高考试题]&下列关于铜电极的叙述正确的是(&&&&)A.&铜锌原电池中铜是正极B.&用电解法精炼粗铜时粗铜做阴极C.&在镀件上电镀铜时,可用金属铜做阳极D.&电解稀硫酸制、时铜做阳极7.&用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,电解液的增大了的是(&&&&)A.&&&&&&B.&&&&&&&&C.&&&&&D.&8.&用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(中括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是(&&&&)A.&&&&&&&&&&&&&&& B.&C.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.&9.&如图中三个电解装置中都盛有相同体积、相同物质的量浓度的溶液,通电一段时间并且通过的电量相同时,溶液物质的量浓度大小关系正确的是(&&&&)A.&②&&&③&&&①&&&&&&&&&&&&&& B.&①&&&②&&&③C.&②&=&③&&&①&& &&&&&&&&&&&&D.&①&=&②&=&③10. [2000年北京测试题]&蓄电池放电时是起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电、放电时的反应:下列有关爱迪生电池的各种推断中错误的是(&&&&)A.&放电时铁做负极,做正极B.&充电时阴极上的电极反应为:C.&放电时,电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动D.&蓄电池的两个电极必须浸入在碱性溶液中11.&下列事实与胶体知识有关的是(&&&&)&&①&用盐卤点豆腐&②&用明矾净水&③&水泥硬化&④&河海交界处易沉淀成沙洲⑤&制肥皂时在高级脂肪酸钠、甘油和水形成的混合物中加入食盐析出肥皂& A.&①②⑤&&&&&&& B.&②③④&&&&&&& C.&①③⑤&&&&&&&& D.&全部都是12.&将淀粉与碘化钾的混合液装在半透膜袋中,浸泡于盛有蒸馏水的烧杯中,过一段时间后,取杯中液体进行以下实验,能证明半透膜有破损的是(&&&&)& A.&加入溶液,产生黄色沉淀&B.&加入碘水,不变色C.&加入碘水,变蓝色&&&&&&&&&&&&&&&D.&加入氯水,变蓝色二.&填空题:13.&金属腐蚀的本质是&&&&&&。金属的电化学腐蚀分为&&&&&&和&&&&&&。钢铁发生吸氧腐蚀时,正极发生&&&&&&反应,负极发生的电极反应式为&&&&&&。14.&电工操作中规定,不能把铜线和铝线拧在一起连接线路,这是因为&&&&&&。15.&一个完整的氧化还原反应分解式可以拆开,写成两个“半反应式”,一个是“氧化反应”式,一个是“还原反应”式。如的拆写结果是:氧化反应为:;还原反应为:&&(1)请据此将反应:拆写成两个“半反应式”:氧化反应&&&&&&;还原反应&&&&&&。&&(2)已知某一反应的半反应式为;,则总反应方程式为&&&&&&。16.&在25℃时,用石墨电极电解,溶液,如有电子发生转移,试回答下列问题:&&(1)阴极发生&&&&&&&反应,电极反应为&&&&&&。&&(2)阳极发生&&&&&&&反应,电极反应为&&&&&&。&&(3)电解后得到的的质量是&&&&&&,得到的体积(标准状况)是&&&&&&,溶液的是&&&&&&。&&(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极,电解后两铜片的质量相差&&&&&&,电解液的&&&&&&(填“变小”、“变大”或“不变”)17.&关于“电解溶液时的变化”问题,化学界有两种不同的观点:&&观点一:“理论派”认为电解溶液后的溶液升高。&&观点二:“实验派”经反复、多次、精确的实验测定,证明电解溶液时的变化如图所示:&&请回答下列问题:&&(1)用离子方程式表示电解前溶液的处于A点位置的原因:&&&&&&&。&&(2)“理论派”所持观点的理论依据是&&&&&&&。&&(3)你支持哪种观点?支持&&&&&&&观点。理由是&&&&&&&。&三.&计算题:18.&用惰性电极电解的水溶液,当阴极上增重时,在阳极上同时产生氧气(标准状况),从而可知的相对原子质量为多少?【试题答案】一.&选择题:题号123456789101112答案CCCCABACBDCACDC&二.&填空题:& 13.&金属跟周围接触到的气体或液体进行氧化还原反应而腐蚀损耗的过程;吸氧腐蚀;析氢腐蚀;还原;,,。14.&在潮湿的空气中,铜与铝接触形成原电池,铝很快被腐蚀。15.&(1);&&&&&&&&&&&&&(2)16.&(1)还原;&&&&(2)氧化;&&&&(3);;&&&&&&&&&&(4);不变17.&(1)&&&&&&&&&&&(2)随着电解的进行,减小,电解平衡向左移动,下降,增大。&&&&(3)实验派;电解时阳极产生的和,使溶液增大,变小。&三.&计算题:18.&解:&&(1)阴极:&&&&&&&阳极:&&&&&&&总反应:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2)根据电子得失守恒:&&&&&&&&&&&
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