高中化学学业水平测试复习卷.docx

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高中化学学业水平测试复习卷

第四章第一节：

原电池

（1）

一：

教学目标

知识技能：

1.掌握判断某装置是否是原电池的方法。

2.会书写原电池电极反应式及总的化学反应方程式。

过程方法：

3.会判断原电池工作时电解质溶液PH的变化。

4.会对新型原电池工作原理的分析。

情感态度价值观：

5.了解金属的腐蚀和防护。

6.掌握原电池的有关计算。

二：

教学重点：

会书写原电池电极反应式及总的化学反应方程式

三：

教学难点：

掌握原电池的有关计算

四：

教学方法：

实验法、自主学习、合作探究、多媒体展示

【自主学习】

一.原电池

1.定义:

。

2.构成原电池的条件

（1）

（2）。

（3）

（4）。

3.电极判断,负极:

（1）金属,

（2）电子流的极,（3）发生反应的电极。

正极

（1）金属,

（2）电子流的极,（3）发生反应的电极。

注意:

（!

）原电池构成的本质条件:

某一电极（负极）要能与电解质溶液的中某种成分反应。

（2）很活泼的金属单质不可做原电池的负极,如K、Na、Ca等

（3）在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

（4）两极得失电子数相等

【讲解、探究】

　注意:

（!

）原电池构成的本质条件:

某一电极（负极）要能与电解质溶液的中某种成分反应。

（2）很活泼的金属单质不可做原电池的负极,如K、Na、Ca等

（3）在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

（4）两极得失电子数相等

二.燃料电池

它以还原剂（甲醇、氢气、一氧化碳、甲烷等作燃料）为负极反应物,以氧化剂（氧气、空气等）为正极反应物。

电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质。

【例1】下列实验现象描述不正确的是（）

A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中,铜片表面出现气泡

B.用锌片作阳极,铁片作阴极.电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌

C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁

D.把锌粒放入盛有盐酸的烧杯中,加入几滴氯化铜溶液

【例2】.镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染镉的镍镉电池,镍氢电池的总反应是:

H2+2NiO（OH）=2Ni（OH）2,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值不断增大

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

【例3】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:

Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）

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:

2MnO2+H2O（l）+2e-=Mn2O3（s）+2OH-（aq）

C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极

D.外电路中每通过度0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g

【学生练习、巩固】

（）1.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。

其首要原因是

A．利用电池外壳金属材料

B．防止电池中，汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C．不使电池中渗泄出的电解液腐蚀其它物品

D．回收其中的石墨电极

（）2.铁棒与石墨棒用导线联接后浸入0.01mol/L的食盐溶液中，可能出现的现象是

A．铁棒附近产生OH－B．铁棒逐渐被腐蚀

C．石墨棒上放出氯气D．石墨棒上放出氧气

（）3.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH值

A．不变B．先变小后变大C．逐渐变大D．逐渐变小

（）4.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＋2H2O＋O2＝4Fe（OH）3↓B．2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe（OH）2↓

C．2H2O＋O2＋4e－＝4OH－D．Fe－3e－＝Fe3＋

（）5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为

A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>a

6.熔融盐原料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，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＋CO32－＝4CO2＋4e－

阴极反应式：

总电池反应式：

第二节：

化学电源

一：

教学目标

[知识与技能]:

1、了解电池的一般分类,

2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用

3、掌握几种典型化学电池的电极反应

[过程与方法]：

引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识

[情感态度与价值观]：

感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观

[教学重难点]：

1、掌握几种典型电池的用途和特点.

2、掌握几种典型化学电池的电极反应。

[情景导入]：

在日常生活中，你用过那些电池？

你知道电池的其它应用吗？

[交流结果]：

干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。

[板书]：

第二节化学电源

【自主学习】

阅读教材74页，思考下列问题

1、目前化学电池主要分为哪几个大类？

在性能等方面它们各有什么特点？

2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？

3、判断电池的优劣标准主要是什么？

[板书]：

化学电池

1、概念:

是将化学能转化为电能的装置

①、一次电池又称不可充电电池——如：

干电池

2、分类:

②、二次电池又称充电电池——蓄电池

③、燃料电池

①、能量转换效率高，供能稳定可靠

3、优点:

②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便

③、易维护，可在各种环境下工作。

[投影]：

图4-2电池及其用途。

面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？

①、比能量：

［符号（A·h/kg），（A·h/L）］

[板书]：

4、电池优劣的判断标准:

②、比功率：

[符号是W/kg，W/L）]

③、比时间：

电池的储存时间的长短

[过渡]：

展示出几种一次电池：

普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等，下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。

[板书]：

一、一次电池

1、碱性锌锰干电池：

负极（锌筒）：

Zn+2OH－—2e—=Zn（OH）2；

正极（石墨）：

正极：

2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－

电池的总反应式为：

Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2

[讲解分析]：

比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电流和连续放电，是民用电池更新换代产品。

[指导阅读]：

请阅读P75的资料卡片---银锌电池，思考银锌电池的工作原理是什么？

[板书]：

2、银锌电池：

负极：

Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O

正极：

Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

银锌电池充电和放电的总化学方程式为：

Zn+Ag2O

2Ag+ZnO

[讲解分析]：

正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。

优点：

比能量电压稳定、储存时间长，使用于小电流和连续放电，常制成微型电池或纽扣电池等，如电子表或计算器上的电池。

[典型例题]：

例1、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久．这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池．这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1℃温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用．它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯中（SOCl2）组成电解质溶液．电池总反应为：

8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S．

（1）、此电池中_______作负极，电极反应为_______，_______作正极．

（2）、该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是_______。

[答案]：

1、C2、

（1）锂,Li-e-=Li+,石墨.

（2）起搏器遵循天然心脏的工作原理通过向心脏发送电脉冲以控制心脏的跳动。

【讲解、探究】

[板书]：

二、二次电池

1、铅蓄电池

[指导阅读]：

请阅读P76的图片---铅蓄电池，思考铅蓄电池的工作原理是什么？

[讲解分析]：

铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。

[板书]：

⑴、放电的电极反应为：

负极：

Pb＋

－2e＝PbSO4↓

正极：

PbO2＋4H+＋

＋2e＝PbSO4↓＋2H2O

总反应式：

PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O

[讲解分析]：

铅蓄电池的电压正常情况下保持20V，当电压下降到185V时，即当放电进行到硫酸浓度降低，溶液密度达118g/cm3时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为：

[板书]：

⑵、充电的电极反应：

阳极：

PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋

阴极：

PbSO4＋2e＝Pb＋

[过渡]：

目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。

由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。

但是比较笨重。

因此出现了大有发展前景的燃料电池

[板书]：

三、燃料电池

[讲述]：

燃料电池是将燃料化学能直接转化为电能的装置。

与一般电池不同的是，其所需的化学燃料并不储存了电池内部，而是从外部供应，便于燃料的补充，从而电池可以长时间甚至不间断地工作。

另一方面，燃料电池除了电池本身之外，还需要燃料和氧化剂供应等配套部件与电池堆一起构成一个完整的燃料电池系统。

按电解质划分，燃料电池大致上可分为：

碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池等。

[板书]：

1、氢氧燃料电池（碱性）

⑴、电极反应：

负极：

2H2+4OH——2e—=4H2O

正极：

O2+2H2O+2e—=4OH—

⑵、电池的总反应为：

2H2+O2=2H2O

⑶、优点：

能量转化率高，达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。

[典型例题]：

例2、充电电池在放电时发生的反应，在充电时又可以逆向进行，使生成物恢复原状，由此推断，“充电”时的反应是（A）

A、氧化还原反应B、非氧化还原反应

C、可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应D、无法判断

例3、新型燃料电池：

该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。

写出电极反应式：

[答案]：

负极：

CH4+10OH—-8e－=CO32－+7H2O

正极：

2O2+4H2O+8e－=8OH－

电池的总反应式为：

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

例4、银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可表示为：

2Ag+Zn（OH）2

Ag2O+Zn+2H2O那么放电时，负极上发生反应的物质是（ D ）

A、Ag        B、Zn（OH）2      C、Ag2O     D、Zn

例5、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按此图的提示，叙述不正确的是（）

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：

4OH－-4e－==2H2O+O2↑

C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D．燃料电池是一种不需将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

[解析]：

分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为2H2-4e－==4H＋，b极为正极，其电极反应为O2+2H2O+4e－==4OH－，电池总反应式为2H2+O2==2H2O。

H2为还原剂，O2为氧化剂，该电池只要通入H2、O2就能工作，无需将它们储藏在电池内部。

氢氧燃料电池的能量效率较高，而且产物水是一种无污染物质，是一种具有应用前景的绿色电源，在航天领域已得到应用。

答案为B。

[归纳总结]：

四、书写由化学方程式书写电极反应式注意点：

①、找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；

②、利用电荷守恒分别写出电极反应式；

③、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）

④、验证：

两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。

[课堂小结]：

任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。

氧化剂和还原剂之间转移电子要通过导线（导体）传递才能实现，这样就形成了电流，将化学能转变为电能。

化学电池的反应本质是——氧化还原反应

【练习、探究】

1、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须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、镉和铅等重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物品D、回收其中石墨电极

2、下列说法不正确的是（）

A.原电池中，负极上发生的反应是氧化反应

B.原电池中，电流从负极流向正极

C.铜锌原电池中放电时，溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动

D.碱性锰锌电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池

3、燃料电池是一种新型电池，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．氢氧燃料电池的基本反应是：

X极：

O2（g）＋H2O（l）＋2e－＝＝2OH－

Y极：

H2（g）＋2OH－--2e－＝＝2H2O（l）下列判断正确的是（）

A．X是正极B．Y是正极

C．Y极发生还原反应D．Y极发生氧化反应

4、据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅酸蓄电池，锌电池具有容量大，污染少等优点，电池反应为2Zn＋O2＝2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气．下列叙述正确的是（）

A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为：

Zn－Ze-＝Zn2+

C．正极发生氧化反应D．电解质溶液肯定不是酸溶液

5、一种新型燃料电池，它是用两根金属做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通甲烷和氧气，其电池反应为：

X极：

　Y极：

　　下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是（）

　　A．通过甲烷的电极（X）为电池的负极，通过氧气的电极（Y）为电池正极

　　B．放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量改变

　　C．在标准状况下，通过5．6L氧气，完全反应后有1．0mol的电子发生转移

　　D．放电时，通过甲烷的一极附近的pH升高

6、电子表所用的某种纽扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液是KOH溶液。

电池总反应式为：

Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag,下列说法错误的是（）

A．该电池的正极是Zn，负极是Ag2O

B．该电池负极的电极反应式为：

Zn＋2OH——2e—=ZnO＋H2O

C．理论上该电池工作一段时间后，溶液中KOH的浓度不变

D．该电池工作时，电解质中的阴离子向负极移动

7、在如右图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此

装置的各种叙述不正确的是（）

A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大

B．a是正极，b是负极

C．导线中有电子流动，电子从a极流到b极

D．a极上发生了氧化反应

8、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（）

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-

②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

④电池放电后，溶液PH不断升高

A.①②B.①③C.①④D.③④

9．（04江苏）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：

Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）==Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）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：

2MnO2（s）+H2O

（1）+2e-==Mn2O3（s）+2OH-（aq）

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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

10、可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世，其结构示意图如下。

甲醇在催化剂作用下提供质子（H＋）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后与氧气反应，电池总反应为：

2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O。

下列说法不正确的是（）

A．右电极为电池正极，b处通入的物质是空气

B．左电极为电池负极，a处通入的物质是空气

C．负极反应式为：

CH3OH＋H2O－6e—=CO2＋6H＋

D．正极反应式为：

O2＋4H＋＋4e—=2H2O

11、下列化学反应的化学能可直接转变成电能的是（）

A．2FeCl3＋Cu＝CuCl2＋2FeCl2

B．AlCl3＋3NH3·H2O＝Al（OH）3↓＋3NH4Cl

C．2Fe（OH）3

Fe2O3＋3H2O

D．Na2O＋CO2＝Na2CO3

12、化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用

（1）、目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可表示为：

已知

均难溶于水但溶于酸，以下说法正确的是（）

①、以上反应是可逆反应②、以上反应不是可逆反应

③、充电时化学能转化为电能④、放电时化学能转化为电能

A．①③　　　　　B．②④　　　C．①④　　　　D．②③

（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍电池可以使一平方米面积耕地失去使用价值。

在酸性土壤中这种污染尤为严重。

这是因为_________。

（3）另一种常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可达十年。

它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：

试回答：

锂电池比容量特别大的原因是_____________。

锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？

请用化学方程式表示其原因。