2012高二化学 1.3化学能转化为电能――电池学案 鲁科版选修4.doc

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1、1.3化学能转化为电能——电池学案（鲁科版选修4）[学习目标]　1.熟练掌握原电池的工作原理并能正确书写电极反应式。2.能正确分析可充电电池与燃料电池的工作原理。3.掌握金属的腐蚀原理及防护措施。题型一　原电池的工作原理例1　如图是Zn和Cu形成的原电池，则下列结论中正确的是(　　)①铜为阳极，锌为阴极；②铜极上有气泡；③SO向铜极移动；④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体；⑤电子的流向是铜到锌；⑥正极反应式：Cu＋2e－―→Cu2＋。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．①②③B．②④C．④⑤⑥D．③④⑤解析　①中Cu为正极，Zn为负极，

2、③中SO向负极(Zn极)移动，⑤中电子的流向是Zn―→Cu，⑥中正极反应式：2H＋＋2e－―→H2↑，故①③⑤⑥错。答案　B变式训练1　如下图所示，将两烧杯用导线相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四电极，当闭合开关后，以下表述正确的是(　　)A．Cu极为原电池负极B．Cu极附近显碱性C．C极发生氧化反应D．电子流向为C极流向Pt极答案　B解析　如题图，右端为原电池，负极：Zn―→Zn2＋＋2e－正极：2H＋＋2e－―→H2↑左端为电解池，阴极(Cu电极)：2H＋＋2e－―→H2↑阳极(Pt电极)：2Cl－―→Cl2↑＋2e－可知Cu极附近H＋放电使电极附近的溶液显碱

3、性。题型二　化学电源1．有关可充电电池的考查方法点拨：　解此类题目，首先要看清放电和充电反应的方向，再分析透彻反应的得失电子情况，判断放电时的正、负极，然后抓住其本质，即：负极发生氧化反应，失电子，化合价升高，正极发生还原反应，得电子，化合价降低；或充电时的阴阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，从而得出结论。例2　镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是(　　)A．充电时阳极反应：Ni(OH)

4、2＋OH－―→NiOOH＋H2O＋e－B．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变4用心爱心专心D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动Cd(OH)2，故负极附近溶液的碱性变小，C错；从电子与离子形成的闭合回路易知OH－向(Cd)负极移动，D错。→Cd(OH)2，故负极附近溶液的碱性变小，C错；从电子与离子形成的闭合回路易知OH－向(Cd)负极移动，D错。答案　A变式训练2　铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研读下图，下列判断不正确的是(　　)A．K闭合时，d极的电极反应式：PbSO4＋2H2O―

5、→PbO2＋4H＋＋SO＋2e－B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2molC．K闭合时，Ⅱ中SO向c极迁移D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d极为正极答案　C解析　由图示关系可知，Ⅰ池为原电池，Ⅱ池为电解池，a极为正极，b极为负极，K闭合后，c极为阴极，d极为阳极，因电极材料为PbSO4，结合铅蓄电池的工作原理，可判断d极发生的电极反应为PbSO4＋2H2O―→PbO2＋4H＋＋SO＋2e－，A项正确；由题给方程式可判断，当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol，B项正确；电解池工作时，阴离子移向阳极，

6、即d极，故C项错误；因Ⅱ池反应为2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，因此K闭合一段时间后，Ⅱ池可作为原电池对外供电，其中析出的铅附着在c极上作负极，析出的PbO2附着在d极上作正极，D项正确。2．有关燃料电池的考查方法点拨：在燃料电池中，可燃物一定在负极反应，助燃物一定在正极反应，然后再根据原电池的工作原理进行分析是解此类题的关键。例3　一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；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O2－。下列对该燃料电池说法正确的是(　　)A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．

7、电池的总反应式：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2OC．通入空气的一极是负极，电极反应为O2＋4e－―→2O2－D．通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10＋26e－＋13O2－―→4CO2＋5H2O答案　B解析　本题主要考查原电池的工作原理。由丁烷燃烧的化学反应方程式：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，可知原电池的负极发生氧化反应，对应物质的化合价升高：C4H10＋13O2－―→4CO2＋5H2O＋26e－；原电池正极发生还原反应，对应物质的化合价降低：O2＋4e－―→2O2－，显然在熔融电解质中O2－从正极移向负极。变式训练3　某

8、固体酸燃料