高三化学第一轮复习 专题 化学反应与能量 例：判断右边原电池的 正、负极，并写出电极反应式。 A FeCl3溶液 负极：Cu -2e Cu 2+ 正极：2Fe3+ +2e -2Fe2+ Cu C Mg Al A 稀硫酸溶液NaOH溶 液 （稀硫酸） 负极: Mg -2e-Mg2+ 正极：2H+2e-H2 （NaOH溶液） 负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 正极：6H2O+6e- = 3H2+6OH- 利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计 一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥 ），画出原电池的示意图，并写出电极反应。 参考答案 负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应 ） FeCl3 溶液 (+)(-) G Zn Pt Zn (+) (-)盐桥 C ZnCl2溶液FeCl3溶液 G 燃料电池 熔融盐电池 二、化学电源 常规电池 一次电池 二次电池 新型电池 1、酸性锌锰干电池 干电池用锌制桶形外壳作 负极，位于中央的顶盖有 铜帽的石墨作正极，在石 墨周围填充NH4Cl、ZnCl2 和淀粉作电解质溶液，还 填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化 现象。电极总的反应式为： 2NH4Cl+Zn+2MnO2=ZnCl22NH3+Mn2O3+H2O 请写出各电极的电极反应。 (一) 一次电池 练：写出锌锰干电池的电极反应和总化学反 应方程式。 负极 正极 总反应 通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变 化判断它已经不能正常供电了？ _我们在 使用干电池的过程中并没有发现有气体产生 ，请推测可能是干电池中的什么成分起了作 用？ Zn-2e-=Zn2+ 2NH4+2e-=2NH3+H2 Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2 锌筒变软，电池表面变得不平整 2MnO2+H2=Mn2O3+H2O 负极（锌筒）：Zn-2e- + 2OH - =ZnO+H2O 正极（石墨）：MnO2+ 2e - +2H2O=Mn(OH )2+2 OH 2、碱性锌锰干电池 金属棒 碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间增大几倍， 不会气涨或漏液。 普通锌锰干电池缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液 总反应：Zn+ MnO2+H2O = Zn O+ Mn(OH)2 3、锂电池 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 负极： ；正极： 。 用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工 作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。 8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S 钮扣电池：不锈钢制成一个由正 极壳和负极盖组成的小圆盒，盒 内靠正极一端填充由Ag2O和少量 石墨组成的正极活性材料，负极 盖一端填充锌汞合金作负极活性 材料，电解质溶液为浓KOH溶液， 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO， 4、银-锌电池 负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag 1、铅蓄电池 电极材料及原料 电解质溶液 正极：PbO2 负极：Pb H2SO4溶液 负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应： 放电-原电池反应 (二)二次电池(可充电) 2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 充电-电解池反应 PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应阴极： 阳极： PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反应 接电源负极 接电源正极 充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程： 放电 充电 练习 铅蓄电池：汽车上用的铅蓄电池是一组充满海绵状 灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组 成。两个电极用硫酸溶液作为电解质溶液，工作时，两 极发生的反应为 Pb-2e+SO42- =PbSO4 PbO2+2e-+4H+SO42-= PbSO4+2H2O 思考 （1）对铅蓄电池的下列说法正确的是： A.充满灰铅的铅板为电源正极 B.充满灰铅的铅板为电源负极 SO42-只向PbO2移动。 C.充满灰铅的铅板发生氧化反应 D.充满灰铅的铅板发生还原反应 C （2）在铅蓄电池工作时溶液的pH值将 A.不变 B.升高 C.降低 D.无法确定 （3）在蓄电池生产和使用是，下列提法正确的是 A.生产和使用蓄电池时，不会造成环境污染。 B.生产和使用蓄电池时，可能造成铅中毒和环境污染 C.使用铅蓄电池时，若铅板上有1mol铅反应就消耗 2mol 硫酸 D.在铅蓄电池使用时，电解质溶液密度会增大 （4）今若用此蓄电池电解饱和食盐水制Cl2 ，制得Cl2 0.05mol，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是： A）0.025mol B）0.050mol C）0.10mol D）0.20mol B B C C 6.爱迪生蓄电池的电池反应： Fe+NiO2 +2H2O Fe(OH)2+ Ni(OH)2 ,有关 说法错误的是： A.放电时Fe做负极，NiO2作正极 B.充电时阴极上的电极反应是： Fe(OH)2+2e- = Fe+2OH- C.放电时电解质溶液的阴离子向正极移动 D.蓄电池的电极必须浸入碱性溶液中。 C 放电 充电 2、银锌蓄电池 正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合 金，电解质溶液KOH。反应式为： 2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 写出电极反应式。 充电 放电 1970-1975, 1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992, 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。 银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的 充电和放电过程可以表示为： 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O 放电 充电 此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn D 电极反应： 负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 3、镍镉电池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电 充电 负极材料：Cd； 正极材料：涂有NiO2， 电解质：KOH溶液。 反应式如下： 写出电极反应式。 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 镍镉可充电电池可发生如下反应： Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知，该电池的负极材料是 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放电 充电 A. Cd （ A ） B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2 电极反应： 负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH- 电解液 H2O 2e-2e- 氢气 氧气 H+ OH- A 负极 正极 O2 H2 H2O （三）燃料电池： 规律方法解题指导 规律方法解题指导 规律方法解题指导 规律方法解题指导 1、氢氧燃料电池 介质质 电电池反应应： 2H2 + = 2H2O 酸性负负极 正极 中性负负极 正极 碱性负负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两 极上分别通入甲烷 和氧气。电极反应为： 负极： 正极： 电池总反应： 2O2+ 4H2O +8e-= 8OH - CH4+ 10OH -8e-= CO32- + 7H2O CH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O 2、甲烷燃料电池 分析溶液的pH变化。电解质为KOH溶液 若用C2H6、CH3OH呢？ 课堂练习 1、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反 应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应 保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是 ： （ ） AH2为正极，O2为负极 B电极反应（正极）：O2+2H2O+4e- =4OH- C电极反应（负极）：2H2+4OH- =4H2O- 4e- D负极发生氧化反应，正极发生还原反应 BD 2、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：1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2 根据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ） A、电池放电时，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，氢元素被还原 D、电池放电时，H2是负极 放电 充电 CD 课堂练习 3、有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极 在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似 于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是 ( ) 每消耗1molCH4可以向外电路提供 8mole- 负极上CH4失去电子，电极反应式： CH4 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 负极上是O2获得电子，电极反应式为： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 电池放电后，溶液pH不断升高 A. B. C. D. A 课堂练习 4、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而 受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混 合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2 的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作 的燃料电池，完成有关的电池反应式： 阳极反应式：2CO+2CO32- 4CO2+4e- 阴极反应式： 总电池反应： 2CO2+O2+4e-2CO32- 2CO+O2=2CO2 课堂练习 化学腐蚀电化腐蚀 条件金属跟非金属 单质单质 直接接触 不纯纯金属或合金跟 电电解质质溶液接触 现象无电电流产产生有微弱电电流产产生 本质金属被氧化较较活泼泼金属被氧化 联系两者往往同时发时发 生，电电化腐蚀蚀更普遍 （1）化学腐蚀与电化腐蚀 三、金属的腐蚀及防腐蚀 1、金属的腐蚀：金属或合金的表面与周围的物 质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。 说明：本质是金属原子失去电子