2019年高考化学 备考百强校大题狂练系列 专题26 可充电电池 燃料电池.doc

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专题26 可充电电池 燃料电池(满分60分 时间30分钟)姓名:_ 班级:_ 得分:_1人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息填空。(1)蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。负极反应式为_反应一段时间后负极的质量_(填“增重”或“减少”或“不变”)(2)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图是甲烷燃料电池原理示意图,该电池极的负电极反应式是:_;正极电极反应式_(3)将铝片和铜片用导线相连,分别插入浓硝酸中(a组)和插入烧碱溶液中(b组),都形成了原电池,在a组原电池中,负极材料为_;写出b组插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式:_。 学科¥【答案】PbSO42-2e-=PbSO4 增重 CH410OH8eCO327H2O 4H2O + 2O2 + 8e = 8OH Cu Al+4OH-3e-AlO2-+2H2O 【解析】(2)由甲烷燃料电池原理示意图可知,CH4通入的一极产生了CO32-,碳元素的化合价由-4价升高到+4价,发生氧化反应,即CH4通入的一极是负极,考虑到电解质溶液是强碱溶液,再根据电荷守恒和原子守恒可写出负极反应式为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。正极显然是O2通入的一极,正极电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;【点睛】对于原电池来说,通常情况下活泼金属作负极,不活泼金属作正极,但有2个特殊情况:一是Al-Cu原电池在浓硫酸中Al作正极;Al-Mg原电池在NaOH溶液中Al作负极。2电池在我们的生活中有着重要的应用,请回答下列问题:(1)为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的的是_(填序号),写出正极的电极反应式_。若构建原电池时两个电极的质量相等,当导线中通过0.05mol电子时,两个电极的质量差为_。(2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。实验测得OH定问移向B电极,则_(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷,其电极反应式为_。当消耗甲院的体积为33.6 L(标准状况下)时,假设电池的能量转化率为80%,则导线中转移电子的物质的量为_。【答案】 Cu2+2e-Cu 3g B CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O 9.6mol【解析】分析:(1)验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱,在原电池中,铁作负极、其它导电的活泼性弱于铁的金属或非金属作正极,电解质溶液为可溶性的铜盐;(2)根据OH定问移向B电极可知,A为正极、B为负极,据此分析判断。详解:(1)要验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱,在原电池中,铁作负极、其它导电的活泼性弱于铁的金属或非点睛:本题考查了原电池原理的应用,根据元素化合价变化确定氧化性强弱,根据方程式中各个物理量之间的关系式进行计算,题目难度不大,注意原电池工作原理的理解和灵活应用。难点是电极反应式的书写,注意结合放电微粒以及电解质溶液的酸碱性分析判断。3人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,填写空格。(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为:PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。负极电极反应式为_。 (2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为_,当线路中转移0.2 mol电子时,则被腐蚀铜的质量为_g。(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,以甲醇做燃料的电池,如下图所示, 负极反应物是_,H+从_极到_极(填a或b)。正极反应式为_,负极反应式为_。【答案】 Pb 2e- + SO42- = PbSO4 Cu 6.4 g CH3OH b a 3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O 2CH3OH 12e- + 2H2O =2 CO2 +12H+4(1)为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的的是_,写出正极的电极反应_。若构建原电池时两个电极的质量相等,当导线中通过0.05mol电子时,两个电极的质量差为_。(2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。 实验测得OH-定问移向B电极,则_处电极入口通甲烷(填A或B),其电极反应式为_。当消耗甲院的体积为33.6L(标准状况下)时,假设电池的能量转化率为80%,则导线中转移电子的物质的量为_。 (3)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,原电池负极的电极反应式为_;放电时每转移3mol电子,有_mol K2FeO4被还原,正极附近溶液的碱性_(填“增强”。“不变“或“减弱”)。【答案】 Cu2+2e-=Cu 3g B CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 9.6mol Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 1 增强【解析】(1)中铜是负极,碳是正极,铁离子在正极放电生成亚铁离子,不能比较Fe2+与Cu2+氧化性强被还原。正极反应式为FeO42+3e+4H2OFe(OH)3+5OH,因此正极附近溶液的碱增强。点睛:掌握原电池的工作原理是解答的关键,注意正负极、离子移动方向判断,难点是电极反应式的书写。解答时注意结合反应物的性质、溶液的酸碱性、是否存在交换膜以及是不是熔融的电解质分析。
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