高 考 化 学 专 题 复 习 电 化 学 知 识 及 其 综 合 应 用 高 考 导 航 关 于 电 化 学 的 内 容 是 历 年 高 考 的 重 要 知 识 点 之 一, 主 要 以 选 择 题 填 空 题 的 形 式 出 现, 已 成 为 高 考 的 必 考 题 考 查 的 内 容 有 : 原 电 池 电 解 池 电 镀 池 的 电 极 名 称 及 电 极 反 应 式 ; 根 据 原 电 池 电 解 池 的 电 极 变 化 判 断 金 属 活 泼 性 强 弱 ; 根 据 电 解 时 电 极 变 化 判 断 电 极 材 料 或 电 解 质 种 类 ; 新 型 电 池 的 电 极 反 应 及 应 用 ; 有 关 电 解 产 物 的 判 断 和 计 算 其 中 原 电 池 的 工 作 原 理 电 解 产 物 判 断 与 计 算 是 高 考 命 题 的 热 点 一 三 池 ( 原 电 池 电 解 池 电 镀 池 ) 比 较 原 电 池 电 解 池 ( 精 练 铜, 粗 铜 中 电 镀 池 ( 电 镀 锌 ) 含 Zn Fe Ag) 定 义 利 用 氧 化 还 原 反 应 将 化 学 能 转 变 为 电 能 的 装 置 使 电 流 通 过 电 解 质 溶 液 而 在 阴 阳 两 极 发 生 氧 化 还 原 反 应 的 装 置 应 用 电 解 原 理 通 过 电 流 在 某 些 金 属 表 面 镀 上 一 层 其 他 金 属 或 合 金 的 装 置 装 置 图 形 成 条 件 1 由 两 种 活 动 性 不 同 的 金 属 ( 或 金 属 与 非 金 属 ) 做 电 极 2 两 极 必 须 浸 入 电 解 质 溶 液 中 3 两 极 需 形 成 闭 合 回 路 1 外 接 直 流 电 源 2 粗 铜 接 电 源 正 极, 精 铜 接 电 源 负 极 3 用 易 溶 于 水 铜 盐 作 电 解 液 1 外 接 直 流 电 源 2 镀 件 与 电 源 负 极 相 连, 镀 层 金 属 与 电 源 正 极 相 连 3 用 含 镀 层 金 属 离 子 的 电 解 质 溶 液 做 电 镀 液 电 极 名 称 一 般 情 况 下 负 极 : 较 活 泼 金, 发 生 氧 化 反 应, 正 极 : 阳 极 : 与 电 源 正 极 相 连 的 极, 发 生 氧 化 反 应, 阴 极 : ( 同 电 解 ) 阳 极 : 镀 层 金 属, 阴 极 : 镀 件 较 不 活 泼 金 属 ( 或 非 金 属 等 ) 发 生 还 原 反 应 与 电 源 负 极 相 连 的 极, 发 生 还 原 反 应 电 极 反 应 负 极 :Zn-2e - =Zn 2+ 正 极 :2H + +2e + =H2 阳 极 :Zn-2e - =Zn 2+ Fe-2e - =Fe 2+ 阳 极 :Zn-2e - =Zn 2+ 阴 极 :Zn 2+ +2e - =Zn Cu-2e - =Cu 2+, 银 沉 积 于 阳 极 底 部 称 为 阳 极 泥 阴 极 :Cu 2+ +2e - =Cu 电 流 正 极 负 极 方 向 经 电 解 液 电 源 正 极 阳 极 阴 极 电 源 负 极 能 量 化 学 能 电 能 电 能 化 学 能 转 化 二 金 属 腐 蚀 及 防 护 化 学 腐 蚀 电 化 腐 蚀 共 8 页 第 1 页
定 义 条 件 金 属 跟 接 触 到 的 物 质 ( 一 般 是 非 电 解 质 ) 直 接 发 生 化 学 反 应 而 引 起 的 一 种 腐 蚀 ) 金 属 与 非 电 解 质 直 接 接 触 不 纯 金 属 ( 或 合 金 ), 接 触 到 电 解 质 溶 液 所 发 生 的 原 电 池 反 应, 较 活 泼 金 属 原 子 失 去 电 子 而 被 氧 化 引 起 的 腐 蚀 吸 氧 腐 蚀 水 膜 酸 性 或 为 中 性 本 质 金 属 被 腐 蚀 较 活 泼 金 属 被 腐 蚀 现 象 无 电 流 产 生 有 微 弱 电 流 产 生 反 应 式 如 2Fe+3Cl2=2FeCl3 负 极 :2Fe-2e - =2Fe 2+ 金 属 的 防 护 法 1 制 成 合 金, 如 不 锈 钢 正 极 :2H2O+O2+4e - =4OH - 析 氢 腐 蚀 不 膜 酸 性 较 强 2 在 金 属 表 面 覆 盖 保 护 层, 如 涂 上 防 锈 漆 电 镀 等 负 极 :2Fe-2e - =2Fe 2+ 正 极 :2H + +2e - = H2 3 电 化 学 保 护 法, 如 防 止 轮 船 船 体 被 海 水 腐 蚀, 常 在 船 底 贴 一 些 锌 板 4 缓 蚀 剂 法, 如 将 金 属 进 行 表 面 钝 化 处 理 三 电 解 池 中 离 子 的 放 电 顺 序 阳 极 :(1) 若 阳 极 是 由 活 性 材 料 ( 除 C Pt Au 等 以 外 的 其 它 金 属 ) 做 成, 阳 极 反 应 是 阳 极 金 属 失 电 子 而 被 氧 化 成 阳 离 子 ; (2) 若 阳 极 是 由 C Pt Au 等 惰 性 材 料 做 成, 阳 极 反 应 则 是 电 解 液 中 阴 离 子 在 阳 极 失 去 电 子 被 氧 化 阴 离 子 失 去 电 子 能 力 大 小 顺 序 为 : S 2- >I - >Br - >Cl - >OH - > 含 氧 酸 根 阴 极 : 阴 极 反 应 一 般 是 溶 液 中 的 阳 离 子 得 电 子 的 还 原 反 应, 阳 离 子 得 电 子 能 力 大 小 顺 序 为 : Ag + >Hg 2+ >Fe 3+ >H + >Pb 2+ >Fe 2+ >Zn 2+, 必 须 注 意 的 是, 电 镀 时 通 过 控 制 条 件,Fe 2+ 和 Zn 2+ 得 电 子 的 能 力 强 于 H + 典 型 例 题 例 1: 判 断 下 列 装 置, 哪 些 能 形 成 原 电 池 且 检 流 计 G 指 针 发 生 偏 转? 解 析 :A 装 置 能 发 生 氧 化 还 原 反 应 :Fe+2FeCl3=3FeCl2, 符 合 形 成 原 电 池 的 条 件, 检 流 计 G 指 针 会 发 生 偏 转 B 装 置 能 形 成 原 电 池, 但 两 极 在 溶 液 中 接 触, 形 成 了 短 路, 检 流 计 G 指 针 不 发 生 偏 转 C 装 置 两 电 极 材 料 完 全 相 同, 不 能 形 成 原 电 池 D 装 置 能 发 生 氧 化 还 原 反 应 :2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2, 符 合 形 成 原 电 池 的 条 件, 检 流 计 G 指 针 发 生 偏 转 E 装 置 盛 放 的 液 体 是 乙 醇, 属 于 非 电 解 质, 不 能 形 成 原 电 池 答 案 :AD 例 2: 在 右 图 所 示 的 实 验 装 置 中,E 为 一 张 用 淀 粉 碘 化 钾 和 酚 酞 混 合 溶 液 润 湿 的 滤 纸,C,D 为 夹 在 滤 纸 两 端 的 铂 夹,X,Y 分 别 为 直 流 电 源 的 两 极 在 A,B 中 充 满 KOH 溶 液 后 倒 立 于 盛 有 KOH 溶 液 的 水 槽 中, 再 共 8 页 第 2 页
分 别 插 入 铂 电 极 切 断 电 源 开 关 S 1, 闭 合 开 关 S 2, 通 直 流 电 一 段 时 间 后, 请 回 答 下 列 问 题 : (1) 标 出 电 源 的 正 负 极 :X 为 极,Y 为 极 (2) 在 滤 纸 的 C 端 附 近, 观 察 到 的 现 象 是, 在 滤 纸 的 D 端 附 近, 观 察 到 的 现 象 是 (3) 写 出 电 极 反 应 式 :A 中 ;B 中 ;C 中 ;D 中 (4) 若 电 解 一 段 时 间 后,A B 中 均 有 气 体 包 围 电 极 此 时 切 断 开 关 S2, 闭 合 开 关 S1, 则 电 流 计 的 指 针 是 否 发 生 偏 转 ( 填 偏 转 或 不 偏 转 ) (5) 若 电 流 计 指 针 偏 转, 写 出 有 关 的 电 极 反 应 式 ( 若 指 针 不 偏 转, 此 题 不 必 回 答 ):A 中 ;B 中 若 电 流 计 指 针 不 偏 转, 请 说 明 理 由 ( 若 指 针 偏 转, 此 题 不 必 回 答 ) 解 析 : 该 试 题 在 知 识 网 络 交 汇 点 设 计 的 试 题, 强 调 了 学 科 的 内 在 联 系 和 知 识 的 综 合, 这 有 利 于 发 挥 高 考 对 促 进 素 质 教 育 的 导 向 功 能 本 题 就 是 在 电 化 学 知 识 网 络 交 汇 点 电 解 池 与 原 电 池 的 结 合 与 互 换 上 命 题, 符 合 高 考 命 题 思 路, 体 现 了 考 试 说 明 的 要 求 所 以 在 高 三 化 学 总 复 习 的 过 程, 更 应 注 重 学 科 内 的 知 识 的 内 在 联 系, 构 建 知 识 网 络, 培 养 学 生 学 科 能 力 答 案 :(1) 电 解 KOH 溶 液 实 际 就 是 电 解 水, 所 得 产 物 为 H2 和 O2, 因 为 A 试 管 中 气 体 体 积 是 B 试 管 的 2 倍, 所 以 A 中 为 H2,B 中 为 O2, 即 A 为 阴 极,B 为 阳 极, 所 以 X 为 正 极,Y 为 负 极 (2)C 与 电 源 正 极 相 连, 为 阳 极 : 2I - -2e - =I2, 故 试 纸 变 蓝 D 与 电 源 负 极 相 连, 为 阴 极 :2H + +2e - =H2, 故 试 纸 变 红 (3)A 中 :4H + +4e - =2H2 ;B 中 :4OH - -4e - =2H2O+O2 C 中 :4I - -4e - =2I2;D 中 :4H + +4e - =2H2 (4) 如 果 切 断 S2, 闭 合 S1, 则 可 由 A 中 的 H2,B 中 的 O2 与 KOH 溶 液 形 成 H2,O2 燃 料 电 池, 把 化 学 能 变 为 电 能, 故 指 针 偏 转 (5)A 极 :2H2+4OH - -4e - =4H2O B 极 :2H2O+O2+4e - =4OH - 能 力 强 化 1.( 02 年 广 东 ) 在 原 电 池 和 电 解 池 的 电 极 上 所 发 生 的 反 应, 同 属 氧 化 反 应 或 同 属 还 原 反 应 的 是 A. 原 电 池 的 正 极 和 电 解 池 的 阳 极 所 发 生 的 反 应 B. 原 电 池 的 正 极 和 电 解 池 的 阴 极 所 发 生 的 反 应 C. 原 电 池 的 负 极 和 电 解 池 的 阳 极 所 发 生 的 反 应 D. 原 电 池 的 负 极 和 电 解 池 的 阴 极 所 发 生 的 反 应 2.(03 年 上 海 ) 右 图 是 电 解 CuCl 2 溶 液 的 装 置, 其 中 c d 为 石 墨 电 极 则 下 列 有 关 的 判 断 正 确 的 是 A.a 为 负 极 b 为 正 极 B.a 为 阳 极 b 为 阴 极 C. 电 解 过 程 中,d 电 极 质 量 增 加 D. 电 解 过 程 中, 氯 离 子 浓 度 不 变 3.(03 年 江 苏 ) 用 惰 性 电 极 实 现 电 解, 下 列 说 法 正 确 的 是 A. 电 解 稀 硫 酸 溶 液, 实 质 上 是 电 解 水, 故 溶 液 ph 不 变 B. 电 解 稀 氢 氧 化 钠 溶 液, 要 消 耗 OH -, 故 溶 液 ph 减 小 C. 电 解 硫 酸 钠 溶 液, 在 阴 极 上 和 阳 极 上 析 出 产 物 的 物 质 的 量 之 比 为 1:2 D. 电 解 氯 化 铜 溶 液, 在 阴 极 上 和 阳 极 上 析 出 产 物 的 物 质 的 量 之 比 为 1:1 4.(03 年 春 季 理 综 ) 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. 4Fe(OH) 2 +2H 2 O+O 2 =4Fe(OH) 3 B. 2Fe+2H 2 O+O 2 =2Fe(OH) 2 C. 2H 2 O+O 2 +4e - =4OH - D. Fe-3e - =Fe 3+ 5. 燃 料 电 池 能 使 燃 料 ( 氢 气 煤 气 天 然 气 烃 等 ) 和 氧 气 ( 或 空 气 ) 发 生 化 学 反 应, 使 化 学 能 转 变 为 电 能 燃 料 电 池 体 积 小 质 量 轻 功 率 大, 是 正 在 研 究 的 新 型 电 池 之 一 例 如 用 乙 烷 为 燃 料, 氧 气 为 氧 化 剂, 电 极 用 多 孔 镍 板, 电 解 质 溶 液 为 30% KOH 溶 液, 组 成 一 种 燃 料 电 池 共 8 页 第 3 页
有 关 上 述 燃 料 电 池 的 叙 述 正 确 的 是 A. 通 入 乙 烷 的 电 极 为 负 极 B. 通 入 氧 气 的 电 极 为 负 极 C. 溶 液 里 K + 移 向 正 极 D. 溶 液 的 ph 不 断 变 大 表 示 上 述 燃 料 电 池 中 反 应 的 电 极 反 应 方 程 式 或 离 子 反 应 方 程 式 正 确 的 是 A. 通 C 2 H 6 的 电 极 的 电 极 反 应 式 :18OH - +C 2 H 6-14e - =2CO 3 2-+12H 2 O B. 通 O 2 的 电 极 的 电 极 反 应 式 :O 2 +2H 2 O+4e - =2OH - C. 电 池 的 式 :C 2 H 6-14e - +3.5O 2 =2CO 2 +3H 2 O D. 电 池 的 式 :2C 2 H 6 +7O 2 +8OH - =4CO 3 2-+10H 2 O 6. 某 溶 液 中 含 有 两 种 溶 质 NaCl 和 H2SO4, 它 们 的 物 质 的 量 之 比 3:1 用 石 墨 做 电 极 电 解 该 混 合 溶 液 时, 根 据 电 极 产 物, 可 明 显 分 为 三 个 阶 段 下 列 说 法 不 正 确 的 是 A. 阴 极 自 始 至 终 只 析 出 H2 B. 阳 极 先 析 出 Cl2, 后 析 出 O2 C. 电 解 最 后 阶 段 为 电 解 水 D. 溶 液 的 ph 不 断 增 大, 最 后 为 7 7. 固 体 氧 化 物 燃 料 电 池 是 由 美 国 西 屋 (Westinghouse) 公 司 研 制 开 发 的 它 以 固 体 氧 化 锆 一 氧 化 钇 为 电 解 质, 这 种 固 体 电 解 质 在 高 温 下 允 许 氧 离 子 (O 2- ) 在 其 间 通 过 该 电 池 的 工 作 原 理 如 上 图 所 示, 其 中 多 孔 电 极 a b 均 不 参 与 电 极 反 应 下 列 判 断 正 确 的 是 A. 有 O2 放 电 的 a 极 为 电 池 的 负 极 B. 有 H2 放 电 的 b 极 为 电 池 的 正 极 C.a 极 对 应 的 电 极 反 应 为 O2 + 2H2O + 4e - == 4OH - D. 该 电 池 的 方 程 式 为 2H2 + O2 2H2O 8. 与 大 多 数 金 属 不 同, 铝 与 水 的 反 应 非 常 微 弱, 当 有 氢 氧 化 钠 溶 液 存 在 时, 铝 与 水 就 能 完 全 反 应 ⑴ 写 出 铝 与 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式... :, 其 中 水 的 作 用 是, 若 反 应 过 程 中 有 3 mol 电 子 发 生 了 转 移, 则 有 mol 的 水 参 加 了 反 应 (2) 将 铝 丝 浸 入 硫 酸 铜 溶 液 时, 开 始 置 换 出 的 铜 附 在 铝 表 面, 紧 接 着 铜 只 在 已 生 成 的 铜 的 表 面 析 出, 而 裸 露 的 铝 表 面 被 不 断 的 溶 解, 而 形 成 了 蓬 松 的 铜 树, 造 成 这 种 现 象 的 电 化 学 原 因 是 : 负 极, 正 极 (3) 若 向 30.0 ml 硫 酸 铜 溶 液 中 加 入 过 量 铝 粉, 充 分 反 应 后, 再 向 其 中 加 入 2.00mol/L 烧 碱 溶 液 至 沉 淀 不 再 减 少, 消 耗 烧 碱 溶 液 210mL, 且 收 集 到 气 体 0.672 L ( 标 准 状 况 ), 则 加 入 铝 粉 的 质 量 为 g 热 身 冲 刺 9. 长 时 间 电 解 氢 氧 化 钠 溶 液, 下 列 叙 述 中, 错 误 的 是 A. 阴 极 上 得 到 氢 气, 阳 极 上 得 到 氧 气 B. 氢 氧 化 钠 的 质 量 不 变 C. 氢 氧 化 钠 溶 液 的 ph 不 变 D. 阴 阳 两 极 上 收 集 的 气 体, 其 体 积 比 是 2..1 共 8 页 第 4 页
10. 滴 有 酚 酞 和 氯 化 钠 试 液 的 湿 润 滤 纸 分 别 做 甲 乙 两 个 实 验, 能 发 现 附 近 变 成 红 色 的 电 极 是 甲 乙 A. ac B. bd C. ad D. bc 11. 在 1 电 解 是 将 电 能 转 化 为 化 学 能 ;2 电 解 是 将 化 学 能 转 变 成 电 能 ;3 电 解 质 溶 液 导 电 是 化 学 变 化, 金 属 导 电 是 物 理 变 化 ;4 不 能 自 发 进 行 的 氧 化 还 原 反 应 可 通 过 电 解 的 原 理 实 现 ; 5 任 何 物 质 被 电 解 时, 必 导 致 氧 化 还 原 反 应 发 生 ; 这 五 种 说 法 中 正 确 的 是 A.1345 B.235 C.34 D.1234 12. 已 知 蓄 电 池 在 放 电 时 起 原 电 池 的 作 用, 充 电 时 起 电 解 他 的 作 用 铅 蓄 电 池 在 放 电 和 充 电 时 发 生 的 化 学 反 应 可 用 下 式 表 示 : Pb+PbO 2+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 据 此 判 断 下 列 叙 述 中 正 确 的 是 A. 放 电 时 铅 蓄 电 池 负 极 的 电 极 反 应 为 :PbO2+4H + 2- +SO4 十 2e - =PbSO4+2H2O B. 充 电 时 铅 蓄 电 池 阴 极 的 电 极 反 应 为 ;PbSO4+2e - =Pb 2+ 2- +SO4 C. 用 铅 蓄 电 池 来 电 解 CuSO4 溶 液, 要 生 成 1.6 克 Cu, 电 池 内 部 要 消 耗 0.05 摩 H2SO4 D. 铅 蓄 电 池 充 电 时, 若 要 使 3.03 千 克 PbSO4 转 变 为 Pb 和 PbO2, 需 通 过 20 摩 电 子 13. 在 如 图 的 装 置 中, 甲 乙 两 烧 杯 中 都 盛 有 相 同 体 积 的 0.1 摩 / 升 的 硫 酸 溶 液, 下 列 有 关 实 验 的 叙 述 中, 错 误 的 是 A. 电 流 计 G 的 指 针 不 动 B. 通 过 电 流 计 G 的 电 子 流 动 方 向 是 由 上 向 下 C. 甲 乙 两 装 置 都 不 是 电 解 槽 D. 甲 装 置 中 铜 极 上 有 气 泡 产 生 E. 乙 装 置 中,[H + ] 会 减 小 14. 熔 融 碳 酸 盐 燃 料 电 池 (MCFS), 发 明 于 1889 年, 上 世 纪 的 30~60 年 代 在 荷 兰 得 到 广 泛 的 发 展, 而 且 建 成 了 寿 命 超 过 40000 小 时 的 电 池, 可 应 用 于 中 心 电 站 现 有 一 个 碳 酸 盐 燃 料 电 池, 以 一 定 比 例 Li2CO3 和 Na2CO3 低 熔 混 合 物 为 电 解 质, 操 作 温 度 为 650, 在 此 温 度 下 以 镍 为 催 化 剂, 以 煤 气 (CO H2) 直 接 作 燃 料, 其 工 作 原 理 如 图 所 示 共 8 页 第 5 页
请 回 答 下 列 问 题 : (1)B 极 为 极, 发 生 ( 填 氧 化 或 还 原 ) 反 应, 该 极 发 生 的 电 极 反 应 为 ; (2) 电 池 为 15. 用 惰 性 电 极 电 解 NaCl 和 CuSO4 的 混 合 溶 液 250mL, 经 过 一 段 时 间 后 两 极 均 得 到 11.2L( 标 准 状 况 下 ) 气 体, 则 原 混 合 液 的 氯 离 子 的 浓 度 应 在 mol/l 范 围, 铜 离 子 浓 度 应 在 mol/l 范 围 16. 设 计 一 套 装 置, 同 时 完 成 以 下 两 个 反 应 :12H2+O2==2H2O;22H2O==2H2 +O2, 要 求 在 实 验 装 置 中 注 明 所 用 物 质 的 名 称 17. 称 取 三 份 锌 粉, 分 别 盛 于 甲 乙 丙 三 支 试 管 中, 按 下 列 要 求 另 加 物 质 后, 塞 上 导 管 塞 子, 定 时 间 测 定 生 成 H 2 的 体 积 甲 加 入 50mL ph=3 的 盐 酸, 乙 加 入 50mL ph=3 的 醋 酸, 丙 加 入 50mL ph=3 的 醋 酸 及 少 量 胆 矾 粉 末 若 反 应 终 了, 生 成 的 H 2 一 样 多, 且 无 剩 余 的 锌 请 用 > = < 回 答 : (1) 开 始 时 反 应 速 率 的 大 小 为 ; (2) 三 支 试 管 中 参 加 反 应 的 锌 的 质 量 为 ; (3) 反 应 终 了, 所 需 的 时 间 为 ; (4) 在 反 应 过 程 中, 乙 丙 速 率 不 同 的 理 由 是 18. 用 惰 性 电 极 电 解 100 毫 升 AlCl3 和 KCl 的 混 和 溶 液, 电 解 的 过 程 中, 可 观 察 到 除 气 体 放 出 外 的 其 它 现 象 是 电 解 十 分 钟 时 停 止 电 解, 向 所 得 溶 液 中 加 入 1 摩 / 升 的 硫 酸, 当 加 至 50 毫 升 时 才 开 始 出 现 沉 淀 假 设 电 解 过 程 中 溶 液 体 积 变 化 忽 略 不 计, 原 氯 化 铝 溶 液 的 物 质 量 浓 度 为 a 摩 / 升, 则 原 KCl 溶 液 的 物 质 量 浓 度 为 摩 / 升 19.20 时 食 盐 的 溶 解 度 为 36g 取 一 定 量 20 的 饱 和 食 盐 水 用 情 性 电 极 进 行 电 解, 当 阳 极 析 出 气 体 11.2 L( 标 准 状 况 ) 时, 食 盐 完 全 电 解, 所 得 溶 液 密 度 为 1.23g/mL 试 计 算 : (1) 电 解 时, 所 取 饱 和 食 盐 水 的 质 量 ; (2) 电 解 后 溶 液 中 NaOH 的 物 质 的 量 浓 度 ; (3) 要 使 溶 液 恢 复 原 状 态, 需 要 加 入 多 少 克 什 么 物 质?( 该 题 计 算 结 果 要 求 保 留 3 位 有 效 数 字 ) 20. 锌 锰 干 电 池 是 普 遍 使 用 的 化 学 电 源, 其 中 含 有 MnO 2,NH 4 Cl ZnCl 2 等 的 糊 状 物 以 锌 筒 为 负 极 材 料, 石 墨 为 正 极 材 料 一 节 干 电 池 电 动 势 和 内 电 阻 分 别 为 ε=1.5v,r =0.25Ω, 它 对 外 供 电 时 效 率 η=75% 共 8 页 第 6 页
干 电 池 的 工 作 原 理 是 : Zn+2MnO 2 +2NH + 4 =Zn 2+ +Mn 2 O 3 +2NH 3 +H 2 O (1) 试 写 出 干 电 池 放 电 时 的 正 负 电 极 反 应 式 : 正 极 : 负 极 : 干 电 池 用 久 了 就 会 变 软, 其 原 因 是 (2) 中, 前 后 经 历 了 下 列 两 个 反 应 : 2NH + 4 +2e - =2NH 3 +H 2,2MnO 2 +H 2 =Mn 2 O 3 +H 2 O 如 果 没 有 MnO 2 的 参 与, 干 电 池 将 难 于 持 续 稳 定 工 作 试 说 明 理 由 : (3) 在 通 电 10min 的 时 间 内 参 加 反 应 的 MnO 2, 质 量 约 为 多 少? 外 电 阻 消 耗 的 电 能 是 多 少? (4) 许 多 国 家 对 废 旧 电 池 进 行 回 收, 从 保 护 环 境 和 节 约 能 源 角 度 解 释 为 什 么 要 回 收 废 旧 电 池 21. 写 出 下 列 实 用 电 池 的 电 极 反 应 和 : 1. 铜 锌 电 池 负 极 材 料 锌 正 极 材 料 铜 电 解 质 稀 硫 酸 2. 铅 蓄 电 池 负 极 材 料 Pb 正 极 材 料 PbO2 电 解 质 H2SO4 溶 液 (30%) 3. 燃 料 电 池 负 极 材 料 可 燃 性 气 体 ( 以 氢 气 为 例 ) 正 极 材 料 电 解 质 备 注 4. 铝 空 气 电 池 负 极 材 料 正 极 材 料 电 解 质 5. 心 脏 起 搏 电 池 负 极 材 料 O2 KOH 溶 液 该 电 池 由 于 高 能 轻 便 无 污 染 等 优 点 而 被 广 泛 应 用 于 航 天 等 特 殊 场 合 Al 空 气 海 水 Zn 共 8 页 第 7 页
正 极 材 料 电 解 质 备 注 Pt 人 体 体 液 以 铂 锌 为 电 极 材 料, 埋 入 人 体 内 作 为 心 脏 病 人 的 心 脏 起 搏 起 能 源, 它 依 靠 人 体 体 液 内 含 有 一 定 浓 度 溶 解 氧 进 行 工 作 1.BC 2.C 3.D 4.D 5. AC AD 6.D 7.D 8. (1)2Al+2OH +2H2O=2AlO2- +3H2 氧 化 剂 3 (2) 负 极 :Al-3e - = Al 3+ 正 极 :Cu 2+ +2e - =Cu (3)3.24g 9.C 10.B 11.A 12.BC 13.AB 14. (1) 正 还 原 2CO CO 2 O2 4e 2 Ni (2) CO H 2 O2 CO2 H 2O 650 C 15.(0,4) (0,2) 16. 要 完 成 反 应 2, 需 进 行 电 解, 实 验 装 置 中 应 有 一 个 电 解 池 电 源 从 何 而 来? 有 两 个 思 路 : 一 是 用 外 接 电 源 ; 二 是 将 反 应 1 设 计 成 燃 料 电 池, 为 反 应 2 供 电 显 然, 应 将 反 应 1 设 计 成 燃 料 电 池 燃 料 电 池 多 为 碱 性 的, 可 用 氢 氧 化 钠 配 制 电 解 质 溶 液 电 解 水 时, 为 增 加 溶 液 的 导 电 性, 又 不 影 响 水 的 电 离, 需 加 入 氢 氧 化 钠 ( 或 硫 酸 或 硫 酸 钠 ) 2 3 17. (1) 甲 = 乙 = 丙 (2) 甲 = 乙 < 丙 (3) 甲 > 乙 > 丙 (4) 在 丙 中 Cu 2+ 被 Zn 置 换 出 来 后,Zn-Cu- 醋 酸 形 成 了 原 电 池, 使 反 应 速 率 加 快, 反 应 时 间 缩 短 18. 先 出 现 白 色 沉 淀, 后 白 色 沉 淀 溶 解 a+1 19.(1)221g (2)6.67mol/L (3) 通 入 36.5g HCl 气 体 20. (1)2MnO 2 +2NH 4 + +2e - =Mn 2 O 3 +2NH 3 +H 2 O Zn-2e - =Zn 2+ 有 水 产 生, 锌 筒 变 薄 (2) 中 间 产 物 H 2 附 着 于 石 墨, 增 加 电 池 内 阻 (3)0.813g 1.01 1O 3 J (4) 可 以 回 收 到 大 量 的 金 属 材 料 和 化 工 原 料 废 旧 电 池 中 有 害 于 生 态 环 境 的 物 质 在 自 然 条 件 下 极 难 被 降 解 ; 废 旧 锌 - 锰 干 电 池 含 有 高 浓 度 的 氯 化 铵 溶 液, 埋 在 土 壤 中 会 使 土 壤 酸 化, 种 子 脱 水 死 亡 21.1.Zn-2e =Zn 2+ 2H + +2e =H 2 Zn+2H + =Zn 2+ +H 2 2.Pb-2 e 2- +SO 4 =PbSO 4 PbO 2 +2 e +4H + +SO 4 2-=PbSO 4 +2H 2 O PbO 2 +Pb+ 2H 2 SO 4 =2PbSO 4 +2H 2 O 3.2H 2-4 e +4OH - =4H 2 O O 2 +4 e +2H 2 O=4OH - 2H 2 +O 2 =2H 2 O 4.4Al-12 e +12OH - =4Al(OH) 3 3O 2 +12 e +6H 2 O=12OH - 4Al+3O 2 +6H 2 O= 4Al(OH) 3 5.2Zn-4e +4OH - =2Zn(OH) 2 O 2 +4e +2H 2 O=4OH - 2Zn+O 2 +2H 2 O=2Zn(OH) 2 共 8 页 第 8 页