化学能与电能专题复习
化学能与电能知识点
化学能与电能知识点化学能与电能之间的转化是整个高中化学的重要知识。
下面是店铺为你整理的化学能与电能知识点,一起来看看吧。
化学能与电能知识点1.能源:一次能源,直接从自然界获取的能源,如风能、水能、煤、石油、天然气等;二次能源:一次能源经过加工或转化形成的能源,如电能等。
化学物质都具有化学能,化学反应中的自发氧化还原反应,一般都是放出能量的反应,放出的能量可以转化为热能、光能甚至电能等,但总的能量守恒。
2. 火力发电:煤燃烧,加热水蒸气,驱动发电机发电,化学能----热能------机械能----电能。
缺点是每个过程有能量损耗高,环境污染。
3. 原电池:将化学能直接转化为电能的装置。
(注:放热反应通过反应释放出能量,部分转化为电能,部分转化为热能损耗等,所以原电池不能达到能量的100%转化利用)4. 原电池的形成条件:(1)自发的氧化还原反应(放热反应)----关键和核心(2)两个电极(金属或石墨C):通常为活泼性不同的两极,在燃料电池中等例外是相同的惰性金属(Pt Ag等)------功能:可能参与反应(主要是金属电极失去电子),“强迫”负极失去的电子沿外电路导线传导到正极。
(3)电解质溶液(一般是酸碱盐的水溶液,也可以是盐的熔融状态)。
功能:导电介质(阴阳离子的移动导电)、提供反应物质。
(4)闭合回路:电解质溶液的内电路和导线的外电路闭合连接(“两极一液一连线”)。
5. 原电池的工作原理:几个基本物理知识:(1)电流方向:外电路由“+”到“—”,内电路由“—”到“+”;(2)电子在导体(金属或C)中传导,方向与电流方向相反;电子传导方向:外电路由“—”到“+”,(3)电解质溶液中依靠阴阳离子的移动导电,阳离子的移动方向和溶液中的电流方向一致,阴离子与溶液中的电流方向相反。
6. 原电池的正负极电极方程式书写电极方程式:表示电极上发生的物质和电子的变化的方程式书写基本过程:(1)根据已知条件,判断出正负极,(2)根据总的氧化还原反应或者电极,确定反应物以及对应的正确的产物(产物注意是否与电解质溶液中离子发生反应即不能共存),确保电子的得失和化合价的升降相等。
2023届高三化学一轮复习 练习题:化学能与电能
2023年高考化学一轮练习题:化学能与电能一、选择题(本大题共15小题)(共0分)1.(2022·江西南昌·二模)甲图为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能;乙图是含2-27Cr O 酸性废水的处理装置。
将甲、乙两装置连接[Fe(II)极与X 极连接],可将2-27Cr O 转化成Cr(OH)3沉淀而除去。
下列说法错误的是A .电路中每转移6mol 电子,最多有1 mol 2-27Cr O 被还原B .Fe( II )极为电解池的阴极C .装置乙的隔膜是阴离子交换膜D .若废水中有机物为乙醇,则M 极的电极反应为: CH 3CH 2OH+3H 2O- 12e -=2CO 2↑+12H +2.(2022·浙江嘉欣·模拟预测)目前固体电解质在制造全固态电池及其它传感器、探测器等方面的应用日益广泛。
如45RbAg I 晶体,其中迁移的离子全是Ag +。
利用45RbAg I 晶体,可以制成电化学气敏传感器,下图是一种测定2O 含量的气体传感器示意图。
被分析的2O 可以透过聚四氟乙烯薄膜,由电池电动势变化可以得知2O 的含量。
在气体传感器工作过程中,下列说法不正确的是 A .2O 含量的变化会引起电位计示数的变化B .理论上,每0.1mol 2O 参与反应,银电极质量就减小43.2gC .多孔石墨电极上的反应可表示为2I 2Rb 2e 2RbI +-++=D .传感器工作时45RbAg I 晶体中Ag +的量保持不变3.(2022·辽宁省康平县高级中学高三期末)如图是铅蓄电池总反应为22442Pb PbO 2H SO 2PbSO 2H O ++=+,构造如图,下列说法不正确的是A .铅蓄电池是二次电池。
充电时电能转化为化学能B .电池工作时,电子由Pb 板通过导线流向2PbO 板C .电池工作时,H +移向Pb 板D .电池工作时,负极反应为244Pb 2e SO PbSO ---+=4.(2022·四川成都·高三专题练习)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示,电极A 为非晶硅薄膜,充电时Li +得电子成为Li 嵌入该薄膜材料中;电极B 为LiCoO 2薄膜;集流体起导电作用。
化学化学能与电能的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及答案解析
化学化学能与电能的专项培优易错难题练习题(含答案)及答案解析一、化学能与电能1.硝酸是氧化性酸,其本质是NO3-有氧化性,某课外实验小组进行了下列有关NO3-氧化性的探究(实验均在通风橱中完成)。
实验装置编号溶液X实验现象实验Ⅰ 6 mol·L-1稀硝酸电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色。
实验Ⅱ15 mol·L-1浓硝酸电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色。
(1)实验Ⅰ中,铝片作____________(填“正”或“负”)极。
液面上方产生红棕色气体的化学方程式是____________。
(2)实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是________________。
查阅资料:活泼金属与1 mol·L-1稀硝酸反应有H2和NH4+生成,NH4+生成的原理是产生H2的过程中NO3-被还原。
(3)用上图装置进行实验Ⅲ:溶液X为1 mol·L-1稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转。
① 反应后的溶液中含NH4+。
实验室检验NH4+的方法是________。
② 生成NH4+的电极反应式是________。
(4)进一步探究碱性条件下NO3-的氧化性,进行实验Ⅳ:① 观察到A中有NH3生成,B中无明显现象。
A、B产生不同现象的解释是________。
②A中生成NH3的离子方程式是________。
(5)将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象,结合实验Ⅲ和Ⅳ说明理由________。
【答案】负 2NO+O2=2NO2 Al开始作电池的负极,Al在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后,Cu作负极取少量待检溶液于试管中,加入浓NaOH溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中含NH4+ NO3-+8e-+10 H+=NH4++3H2O Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3,而Mg不能与NaOH溶液反应 8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程,NO3-无法被还原【解析】【分析】【详解】(1)实验Ⅰ中,由于Al的金属活动性比Cu强,因此Al做负极。
16 化学能与电能-2022年高考化学回归课本巩固练习
16 化学能与电能一、正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼脂的KCl饱和溶液(× )(2)10 mL浓度为1 mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的CuSO4溶液能加快反应速率但又不影响氢气生成量(√)(3)若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀(×)(4)由于CaO+H2O===Ca(OH)2可以自发进行,且放大量热,故可以设计成原电池(×)(5)太阳能电池不属于原电池(√)(6)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池(×)(7)铅蓄电池放电时,正极与负极质量均增加(√)(8)碱性锌锰干电池是一次电池,其中MnO2是催化剂,可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长(×)(9)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧,然后热能转化为电能(×)(10)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池,放电过程中,H+从正极区向负极区迁移(×)(11)在镀件上电镀铜时,也可以用惰性材料作阳极,用硫酸铜溶液作电解液(√)(12)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料(×)(13)电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2+)均保持不变(×)(14)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可以电解MgO和AlCl3(×)(15)电解精炼时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(√)(16)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2作电解质溶液,由于放电顺序H+>Zn2+,不可能在铁上镀锌(×)(17)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(×)(18)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(×)(19)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+(×)(20)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用(×)(21)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(√)(22)干燥环境下,所有金属都不能被腐蚀(×)(23)铜在酸性环境下,不易发生析氢腐蚀(√)二、基础知识填空1.铁镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液)已知:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
化学能与电能知识点总结
化学能与电能知识点总结1.原电池(1)双液锌铜原电池(2)原电池工作原理图解在原电池内部,两电极浸入电解质溶液中,并通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。
放电时,负极上的电子通过导线流向正极,再通过溶液中的离子形成的内电路构成闭合回路。
具体原理示意图如下:(2)对原电池装置的认识①从反应角度认识原电池原电池中有电流通过,因此其中一定存在电子的得失,其总反应一定是氧化还原反应。
当原电池工作时,负极失电子被氧化,发生氧化反应;正极得电子被还原,发生还原反应。
因此,只有氧化还原反应才能被设计成原电池,但是要注意,原电池中存在的氧化反应与还原反应是分开进行的。
②从能量角度认识原电池氧化还原反应有放热反应和吸热反应,一般放热反应才能将化学能转变为电能,产生电流。
③从组成角度认识原电池a.要有两个电极。
这两个电极的活泼性一般是不同的,一般情况下,负极是活泼性较强的金属,正极是活泼性较弱的金属或能导电的材料(包括非金属或某些氧化物,如石墨、氧化铅等),但只要求负极能与电解质溶液自发发生氧化还原反应,与正极能否发生反应无关。
b.两电极必须插入电解质溶液中。
非电解质由于不导电,不能参与形成原电池。
c.必须形成闭合回路。
闭合回路的形式是多种多样的,最常见的是通过导电将正、负极相连,也可以将两种金属材料相接触再插入电解质溶液中,日常生活中的合金则是两种材料相互熔合在一起形成正、负极。
因此在判断是否形成闭合回路时,不能只看是否有导线。
如闭合回路可以有如下形式:d.能自发地发生氧化还原反应,若不能自发发生反应,则不能形成原电池。
而自发发生的氧化还原反应不一定是电极与电解质溶液反应,也可能是电极与电解质溶液中溶解的氧气反应,如将铁与碳棒插入硫酸铜溶液中与食盐水中的反应不一样。
④从转移角度认识原电池原电池工作时,能够发生电子、离子的定向移动,能够形成外电路与内电路。
在原电池中,外电路通过电子的定向移动形成电流,电子从负极流出,从正极流入,电流的方向与电子移动的方向相反;在原电池内部则由电解质溶液与电极构成内电路,内电路中的电流通过离子的定向移动来形成(阳离子移向正极,阴离子移向负极)。
2022届高三化学高考备考二轮复习——化学能与电能专题训练
2022届高考化学二轮专题模拟——化学能与电能一、选择题1.(2022·浙江金华·二模)固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机物,一种以RbAgals 晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示,固体电解质内迁移的离子为Ag +,氧气流通过该传感器时,2O 可以透过聚四氟乙烯膜进入体系,通过电位计的变化可知2O 的含量。
下列说法不正确...的是A .银电极为负极,多孔石墨电极为正极B .2O 透过聚四氟乙烯膜后与3AlI 反应生成2IC .多孔石墨电极附近发生如下反应:2I 2Ag 2e 2AgI +-=++D .当传感器内迁移2mol Ag +时,有标准状况下222.4LO 参与反应2.(2022·江苏·模拟预测)利用电解可以实现烟气中氮氧化物的脱除,同时可以将甲烷转化成乙烯,工作原理如图所示。
下列说法正确的是A .电解时,电极A 与电源的正极相连B .电解时,O 2-由电极B 向电极A 迁移C .电极B 上的反应式为:2CH 4+4e −+2O 2-=C 2H 4 +2H 2OD .若要脱除1mol NO 2,理论上需通入CH 4的物质的量为2 mol3.(2022·河南郑州·二模)钛铁合金具有优异的性能,在航天和生物医学等领域有广泛的应用。
下图是以二氧化钛、氧化亚铁混合粉末压制的块体和石墨坩埚分别做电极材料,以CaCl 2熔盐为离子导体(不参与电极反应)制备钛铁合金的电解装置示意图。
下列相关说法正确的是A.石墨坩埚连接直流电源的负极B.通入Ar气主要是为了保护石墨坩埚不被氧化C.TiO2发生的电极反应为:TiO2-4e-=Ti+2O2-D.每生成16.0g TiFe2时,流出气体在标准状况下的体积大于4.48LMoS)中的钼4.(2022·辽宁·模拟预测)天津大学的最新研究表明,吡啶()中的氮原子与二硫化钼(2原子可结合形成的复合体系,该复合体系可用作全pH范围内的电解水析氢催化剂,某电极的催化原理如图所示(Pyridinic N表示吡啶中的氯原子),下列说法错误的是A.该复合催化剂中既含极性键又含非极性键B.催化过程中钼的化合价不发生变化C.该复合催化剂在酸性条件下也能起催化作用D.图中表示的过程是阴极的变化过程5.(2022·广东·汕头市潮阳黄图盛中学一模)利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示(两电极均为惰性电极且完全相同),下列说法不正确的是2H O+4e=4H+OA.电极a上的反应为-+22B.电池工作一段时间后,左侧Na2SO4溶液浓度增大C.电解过程中电能转化为化学能D.每转移1 mol电子,此时生成的O2和CH4的质量比为4∶16.(2022·河北·模拟预测)某Li—CuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液,放电时的工作原理为2Li+CuO=Li2O+Cu。
高考化学《化学能与电能的综合》专项训练含答案解析
高考化学《化学能与电能的综合》专项训练含答案解析一、化学能与电能1.以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。
某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。
(1)将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿,涂上铁粉、碳粉的混合物,贴在表面皿上。
在滤纸上加几滴检验试剂,再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸,操作如下所示:①实验ⅰ的现象说明,得电子的物质是_______________________________。
②碳粉的作用是___________________________________________________。
③为了说明NaCl的作用,需要补充的对照实验是_____________________。
(2)向如图示装置的烧杯a、b中各加入30mL 3.5%的NaCl溶液,闭合K,指针未发生偏转。
加热烧杯a,指针向右偏转。
①取a、b中溶液少量,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出现蓝色沉淀,b中无变化,b中铁片作________极。
②加热后,指针发生偏转的原因可能是_____________________。
(3)用(2)中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响,向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液,实验记录如下表所示。
实验a b指针偏转方向I0.1%0.01%向右II0.1% 3.5%向左Ⅲ 3.5%饱和溶液向右①Ⅱ中,b中电极发生的电极反应式是_______________________________。
②Ⅲ中,铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。
查阅资料可知:在饱和NaCl溶液中O2浓度较低,钢铁不易被腐蚀。
设计实验证明:_______________________________。
(4)根据上述实验,对钢铁腐蚀有影响的因素是_______________________________。
【答案】O2与铁组成原电池,作原电池的正极用水代替NaCl溶液进行上述实验正温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快 Fe-2e-=Fe2+另取两个烧杯,分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液,再分别滴加几滴K3Fe(CN)6溶液,然后往其中一个烧杯中通入O2,观察现象温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度【解析】【分析】(1)铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池,发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子,溶液显碱性,遇到酚酞变红;(2)①K3[Fe(CN)6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀;②温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快;(3)①依据不同浓度下,检流计指针偏转方向判断电极,书写电极反应式;②要证明在饱和NaCl溶液中O2浓度较低,钢铁不易被腐蚀,可以设计对比试验,一个实验中通入氧气,另一个实验中不通入氧气,观察铁的腐蚀情况;(4)依据上述实验总结归纳解答。
专题二 化学能与电能-(人教版必修2)3月刊 (同步课堂必刷题)(原卷版)
2020-2021学年高一《新题速递·化学》3月刊专题二化学能与电能1.(2020·新疆生产建设兵团第四师第一中学高一期中)下面的能源中属于二次能源的是( )A.电能、蒸汽B.电能、风能C.蒸汽、风能D.煤、石油2.(2020·平罗中学高一月考)废旧电池最好的处理方法是A.深埋入地下B.丢弃C.回收利用D.烧掉3.(2020·宁波市北仑中学高一期中)“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能,如图所示是某同学设计的几种装置,其中能构成原电池的是()A.③⑤⑦B.③④⑤C.④⑤⑦D.②⑤⑥4.(2020·衡东县欧阳遇实验中学高一期末)下列化学电池属于高效、环境友好电池的是A.镍镉电池B.锌锰电池C.氢氧燃料电池D.铅蓄电池5.(2020·江西宜春市·高安中学高一期中)原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法不正确的是A.由Zn、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Zn-2e-=Zn2+B.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Fe-2e-=Fe2+C.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+6.(2020·四川省广安代市中学校高一期末)如图为发光二极管连接柠檬电池装置,下列说法不正确的是A.负极的电极反应为:Fe-2 e-=Fe2+B.电子由Fe 环经导线流向发光二极管C.铜线作为柠檬电池的正极D.可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置7.(2020·湖北省武汉市外国语学校美加分校高一期中)如图为锌、铜水果电池装置示意图,下列说法正确的是( )A.铜片为负极,发生还原反应B.锌片上发生还原反应:Zn-2e-=Zn2+C.电流由锌片沿导线流向铜极D.电子由锌片沿导线流向铜极8.(2020·海南海口市·琼山中学高一月考)某原电池工作时总的反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池的组成可能是( )选项正极负极电解质溶液A Zn Cu CuCl2溶液B Cu Zn 稀H2SO4C Cu Zn CuSO4溶液D Fe Zn ZnSO4溶液9.(2020·新绛县第二中学高一月考)在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法正确的是()A.锌片是正极,铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片C.溶液中硫酸的物质的量浓度减小D.电解质溶液的pH保持不变10.(2020·泗洪县洪翔中学高一月考)在如右图所示的装置中,a的金属活泼性比氢要强,b为碳棒,下列关于此装置的叙述不正确的是()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极到b极D.a极上发生了氧化反应11.(2020·海南海口市·琼山中学高一期中)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。
化学化学能与电能的专项培优练习题(含答案)含详细答案
化学化学能与电能的专项培优练习题(含答案)含详细答案一、化学能与电能 1.某小组同学用如下装置电解食盐水,并对电解产物进行探究。
实验装置 电解质溶液 实验现象5mol /L NaCl 溶液 a 极附近 b 极附近开始时,产生白色浑浊并逐渐增加,当沉入U 形管底部时部分沉淀变为橙黄色;随后a 极附近沉淀自下而上也变为橙黄色产生无色气泡 资料显示:①氯化亚铜(CuCl )为白色粉末,微溶于水;②氢氧化亚铜(CuOH )为黄色不溶于水的固体,易脱水分解为红色的2Cu O ; ③Cu +水溶液中不稳定,酸性条件下易歧化为2Cu +和Cu ;④氢氧化铜可以溶于浓NaOH 得到蓝色溶液.1()经检验,b 极产生的气体是2H ,b 极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”、或“不变”);铜丝a 应与电源的______(填“正”或“负”)极相连。
2()同学们分析a 极附近生成的白色浑浊是CuCl ,则该极的电极反应式是______。
3()①橙黄色沉淀中含有2Cu O ,则CuCl 转化为2Cu O 的原因是______(用方程式表示); ②结合离子在溶液中的运动规律,解释“a 极附近沉淀自下而上”变为橙黄色原因是______。
4()同学们通过实验进一步证实沉淀中含有1Cu +:将橙黄色沉淀滤出洗涤后,滴加0.2mol /L 24H SO 至过量,应观察到的现象是______。
5()同学们根据上述实验提出猜想:电解时,Cu 做阳极先被氧化为1Cu +。
为此,他们用Cu 电极电解5mol /L NaOH 溶液,实验时观察到阳极产生大量无色气泡,附近溶液变蓝,未见预期的黄色沉淀。
根据现象能否得出“该猜想不成立”的结论,并说明理由:______。
【答案】增大 正 Cu e Cl CuCl ---+=↓ CuCl OH CuOH Cl --+=+、222CuOH Cu O H O =+ 通电时,在阴极产生的OH -向阳极定向移动 沉淀溶解,溶液变蓝,且有少量红色固体产生 不能,阳极产生的大量2O 可能将CuOH 氧化【解析】【分析】(1)电解池阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,据此判断;(2)结合a 极附近生成的白色浑浊是CuCl 写出电极反应式;(3)根据电极反应式结合溶度积常数判断;(4)氧化亚铜与稀硫酸反应生成铜单质、铜离子和水;(5)用Cu 电极电解5mol /LNaOH 溶液,实验时观察到阳极产生大量无色气泡为氧气,氧气具有强的氧化性,能够氧化CuOH 。
化学能与电能(高三化学二轮专题复习)
化学能与电能单选题1.一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如下图所示,其中在VB 2电极发生反应:--3--2442VB +16OH -11e =VO +2B(OH)+4H O 该电池工作时,下列说法错误的是A .负载通过0.04 mol 电子时,有0.224 L(标准状况)O 2参与反应B .正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 升高C .电池总反应为3222444VB 11O 20OH 6H O 8B(OH)4VO ---+++=+D .电流由复合碳电极经负载、VB 2电极、KOH 溶液回到复合碳电极2.采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响,下列说法错误的是 A .阳极反应为222H O 4e 4H O -+-=+↑ B .电解一段时间后,阳极室的pH 未变 C .电解过程中,H +由a 极区向b 极区迁移D .电解一段时间后,a 极生成的O 2与b 极反应的O 2等量 3.将铁粉和活性炭的混合物用NaCl 溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是A .铁被氧化的电极反应式为Fe−3e −Fe 3+B .铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C .活性炭的存在会加速铁的腐蚀D .以水代替NaCl 溶液,铁不能发生吸氧腐蚀4.我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池,其成本较低,对环境无污染,能量密度远远高于其他材料电池,电池总反应为V 2O 5+xLi 放电充电Li x V 2O 5。
下列说法中正确的是A .该电池充电时阳极的反应为Li x V 2O 5-xe -=V 2O 5+xLi +B .锂在放电时做正极,充电时为阳极C .电池在放电时,Li +向负极移动D .V 2O 5只是锂发生反应的载体,不参与电池反应 5.如图所示,a 、b 是两根石墨棒。
下列叙述正确的是A .稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变B .b 是阳极,发生氧化反应C .a 是正极,发生还原反应D .往滤纸上滴加酚酞试液,a 极附近颜色变红 6.如图利用铁碳原电池原理处理酸性污水。
2022年高考化学总复习:化学能与电能的转化
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
5.电镀 (1)定义:应用电解原理在某些金属或其他材料制品表面镀上一薄层其他金属或 合金的过程。 (2)目的:a.增强材料的抗腐蚀能力;b.提升美观或增加表面硬度。 (3)电镀池构成
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
在餐具上镀银时,餐具作为阴极,银作为阳极,含有银离子的溶液作为电解液。发 生的反应如下。 阴极:Ag++e- Ag(还原反应); 阳极:Ag-e- Ag+(氧化反应)。 注意 电镀过程中电镀液浓度基本不变。
4HCO3 。
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
电极反应式书写的一般步骤
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
二次电池电极反应的书写方法 (1)先标出原电池总反应中电子转移的方向和数目,指出参与负极和正极反应的 物质。 (2)写出一个比较容易书写的电极反应(书写时一定要注意电极产物是否与电解 质溶液共存)。 (3)在得失电子守恒的基础上,用总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极 反应式。 (4)充电的电极反应与放电的电极反应过程相反。
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
书写燃料电池电极反应的三大步骤 (1)先写出燃料电池总反应 一般都是可燃物在氧气中燃烧的反应方程式。若燃烧产物能与电解质溶液反应, 则燃烧产物与电解质溶液反应的方程式与其相加得总反应方程式。 (2)再写出燃料电池正极的电极反应 燃料电池正极都是O2得到电子发生还原反应,基础反应为O2+4e- 2O2-。 ①电解质为固体时,O2-可自由通过,正极的电极反应为O2+4e- 2O2-; ②电解质为熔融的碳酸盐时,正极的电极反应为O2+2CO2+4e- 2CO32; ③电解质处于中性或碱性环境时,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O 4OH-; ④电解质处于酸性环境时,正极的电极反应为O2+4e-+4H+ 2H2O。 (3)最后写出燃料电池负极的电极反应 燃料电池负极的电极反应=燃料电池总反应-燃料电池正极的电极反应。
化学能与电能知识要点(高三适用)
希望本课程能为你在崎岖不平的前进道路上播种奋斗成功的种子,使你在孤军奋战的艰苦征程上撒满温暖友情的回忆!化学能与电能知识要点温馨提示(有效学习四步骤):⑴懂(听懂、看懂):在参考书、同学、老师的帮助下能够懂得知识点的来龙去脉;⑵记(理解性记忆):不死记硬背,在理解的基础上记忆,记忆的基础上加深理解;⑶练(巩固性练习):找些相似习题进行巩固性练习(题目不在于多,而在于精);⑷熟(熟练地掌握):“反复”记忆、练习,直至达到游刃有余的熟练程度14年~04年,天津高考中“化学能与电能”考察到的知识点与所占分值。
历年高考中“化学能与电能”所占分值区间:3.5分~9分14年可充电电池(单选:6分,离子移动方向、电极反应类型判断、充放电判断)13年铅蓄电池、电解池(单选:6分,离子移动方向、电极反应式书写、电子转移数目、图像)12年可充电电池(填空:4分,电极反应式的书写、电极、电解质的判断)11年电解池(填空:6分)10年电化学腐蚀(单选:钢铁闸门防腐1.5分)、电解池(填空:阳极电极反应式2分);09年电解池(填空:熔融的Al2O3电解反应方程式2分)NaCl溶液(填空:写产物3分)、氢氧燃料电池(填空:能量转化形式、电子流动方向、电极反应式4分);注:09年~14年为新课改以后的高考,08年以前为老高考。
08年原电池与电解池(电极反应类型判断[氧化反应?还原反应?])、电解Na2SO4、NaCl溶液(计算)、电化学腐蚀(镀锌板、镀锡板谁更耐腐蚀?)[一道单选题6分];07年电解饱和NaCl溶液(单选:离子交换膜法1.5分)、电解精炼铜1.5分,可充电电池(单选:电极反应、电解质溶液判断6分);06年原电池(单选:电极反应、电流方向6分);05年电解精炼(单选:电极反应式、阳极泥、存在的离子6分)04年氢氧燃料电池(单选:正、负极判断,电极反应式6分)分析:电解精炼(仅05、07年考到,新课改后的09~13年均没出现过);电镀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀(没考过);铅蓄电池(13年新考到)。
化学能与电能试题及答案
化学能与电能试题及答案一、选择题1. 化学能转化为电能的过程称为:A. 光合作用B. 呼吸作用C. 氧化还原反应D. 电化学反应答案:D2. 原电池中,正极发生的反应是:A. 氧化反应B. 还原反应C. 光合作用D. 呼吸作用答案:B3. 以下哪种物质是原电池中常用的电解质?A. 水B. 酒精C. 氧气D. 氢气答案:A二、填空题4. 锌铜原电池中,锌电极发生________反应,铜电极发生________反应。
答案:氧化;还原5. 燃料电池是一种将________能直接转化为电能的装置。
答案:化学三、简答题6. 描述一次电池和二次电池的区别。
答案:一次电池是一次性使用的,其化学反应不可逆,用完即废弃。
而二次电池是可充电的,其化学反应是可逆的,可以通过充电恢复电池的性能。
7. 为什么说氢燃料电池是一种清洁能源?答案:氢燃料电池在放电过程中,氢气和氧气反应生成水,无其他有害排放,因此被认为是一种清洁能源。
四、计算题8. 假设一个锌铜原电池的电压为1.1V,锌电极的摩尔质量为65.38g/mol,铜电极的摩尔质量为63.55g/mol。
如果锌电极消耗了0.1mol的锌,计算铜电极上生成的铜离子的摩尔数。
答案:根据法拉第定律,1mol电子转移产生1法拉第的电量。
锌铜原电池的电压为1.1V,锌电极消耗了0.1mol的锌,因此转移的电子数为0.1mol。
由于铜电极上每个铜原子接受2个电子,所以生成的铜离子摩尔数为0.1mol/2=0.05mol。
2020-2021备战高考化学综合题专题复习【化学能与电能】专题解析及答案
2020-2021备战高考化学综合题专题复习【化学能与电能】专题解析及答案一、化学能与电能1.二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。
ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸。
某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2,回答下列问题:(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备ClO2的离子方程式__。
(2)用过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。
实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。
①装置A的名称是__,装置C的作用是__。
②反应容器B应置于30℃左右的水浴中,目的是__。
③通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是__。
④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__,装置E的作用是__。
(3)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。
某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的__(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
②用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,工作原理如图所示,写出阳极产生ClO2的电极反应式__。
【答案】FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O 恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率,同时防止过氧化氢受热分解稀释ClO2,防止其爆炸 2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-吸收ClO2等气体,防止污染大气 BaCl2 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+【解析】【分析】二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。
分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯,三种方法均利用了氧化还原反应。
高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结
第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O……总反应式2O2+4H2O+8e-===8OH-……正极反应式CH4+10OH--8e-===7H2O+CO2-3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH-=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H+和OH-从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H++2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2+2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2+2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。
化学能与电能
图20-7
专题14 │要点探究 如图20-8所示装置中,小试 管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4
的雨水和生铁片。观察:开始导管内液
面下降,一段时间后导管内液面回升, 略高于小试管液面。以下有关解释合理 的是( C )
A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应 B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀 C.墨水回升时,碳极反应式为:O2+2H2O+4e- ===4OH- D.具支试管中溶液 pH 逐渐减小
应,只起传导电子的作用。
专题14│要点探究
2.新型电池的分析思路 以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是 高考命题的热点题型,涉及的主要问题有: (1)正、负极的判断:发生失电子反应的电极是负极, 发生得电子反应的电极是正极。 (2)电子的流向和电解质溶液中离子的流向: 电子流向:(外电路)从负极流向正极. 电解质溶液:阳离子流向正极,阴离子流向负极。
专题14│要点探究
方法二:直接书写。 首先标出燃料中碳元素的化合价,计算出失去的电子数,根 据溶液的介质情况写出生成物,并根据碳原子守恒写出生成物的
- 化学计量数,若是碱性介质,则生成 CO2 3 ,若是酸性介质,则生
成 CO2;其次根据电荷守恒配平电极方程式,电极方程式左边减 去几个电子就相当于左边带几个单位正电荷,配平电荷的方法有: 电极方程式左边加入带负电荷的 OH-以抵消左边的正电荷数或右 边加入带正电荷的 H 以抵消右边的负电荷数, 但要根据电解质溶 液的酸碱性选择使用;最后观察法配平其他粒子。
专题14│要点探究
(3)电极反应式的书写:①负极失去电子发生氧化反应;正 极上,溶液中阳离子(或氧化性强的离子)得到电子,发生还原 反应。②两电极转移电子数守恒,符合正极反应加负极反应等 于电池反应的原则。③注意电极产物是否与电解质溶液反应, 若反应,一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反 应合并。如碱式氢氧燃料电池中的负极反应不能写成:2H2- 4e-=4H+,因生成的 H+会迅速与 OH-反应生成 H2O,所以要 写成 2H2+4OH--4e-=4H2O。
课件:化学必修2第三单元化学能与电能转化复习-
2、根据材料p40回答下列问题: 1、哪些是一次电池与二次电池? 2、干电池的两极材料是什么? 3、银锌纽扣电池的负极发生什么反应? 4、甲醇-空气电池的正极发生什么反应? 5、铅蓄电池工作时,若消耗2mol硫酸转 移多少mol电子?
原电池与电解池的比较
电极名称 电极材料 电极反应 电子流向 能量转变 反应自发性 装置特点 举例 相似之处
阴极: Cu2+ +2e-=Cu
长时间电解后必须补充电解液
4,思考
若用铅蓄电池电解饱和食盐水, 产生标准状况下氯气1.12L,则硫 酸消耗的物质的量是多少?
原电池
电解池
知识应用
3,请联系实际工业生产,例举电解在工 业上的广泛应用,并试着写出对应的阳 极、阴极和总的电解方程式。
铜的电解精炼
-+
⑴、粗铜所含的杂质 纯铜
粗铜
Zn、Fe、Ni、Ag、, 以CuSO4溶液 为电解液进行电解
CuSO4溶液
阳极: Zn -2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+ Ni -2e-=Ni2+ Cu-2e-=Cu2+
下列哪些装置能构成原电池?并写出有关电极反
应式和总反应式
Cu Zn
A
B
√C
√D
Zn Cu
E
F
√G
能力提升
滴加酚酞,哪一端附近先出现红色?请解 释原因。
1、练习:设计原电池
请将氧化还原反应:Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。
问:能否将反应2H2+O2=2H2O设计成原 电池?
化学能与电能的转化知识点总结
化学能与电能的转化知识点总结1.概念:将化学能转化为电能的装置叫做原电池2.组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
3.电子流向:外电路:负极—→导线—→正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,电流方向:正极—→导线—→负极4.电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子负极现象:负极溶解,负极质量减少。
↑(较不活泼金属)较不活泼的金属或石墨正极:还原反应:2H++2e=H2作正极,正极发生还原反应,电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质,正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
总反应式:Zn+2H+=Zn2++H↑25.原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
电解池:一、电解原理1.电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3.放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4.电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极5.电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应。
学业水平复习化学能与电能
你知道吗?
不同类型的干电池均含有汞,随便焚烧干电池, 会引起汞污染。因此,不要把废干电池与可燃性 垃圾混在一起进行焚烧,而应将它们分拣出来, 作为不可燃垃圾妥善处理,更不可向周围环境和 水源乱扔干电池。
1、下列变化是由原电池反应而引起的是(
)
A.氧化铝膜破坏后,金属铝被迅速氧化 B.白铁镀锌层破损后,还能阻止铁被氧化 C.红热的铁与水接触表面上形成蓝黑色的保护层 D.铁丝在氯气中燃烧产生大量棕黄色的烟
②两个活泼性不同的导体做电极
③形成闭合回路 ④有能自发进行的氧化还原反应
1, 判断下列哪些装置构成了原电池? 请说明理由.
练 ① 习 (×)
②
(∨)
(×)
③
④
(×)
⑤
(∨)
① ②
Zn-2e-=Zn2+ 负极: 正极: ++2e-=H2↑ 2H 总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极: Fe-2e - =Fe2+ 正极:Cu2++2e- =Cu 总反应: Fe+Cu2+=Fe2+计
Zn
Cu Zn2+ H+ H+
H稀硫酸 2SO4
【动画模拟】
Zn
-
负 极
A
电流计
正极
Cu Zn2+
H+ H+
稀硫酸
2H++2e-=H2↑
(还原反应)
Zn-2e-=Zn2+
(氧化反应)
总反应方程式:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
电流流向
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化学能与电能专题复习work Information Technology Company.2020YEAR【复习】1、已知X+、 Y2+、 Z-、W2-四种离子均具有相同的电子层结构。
关于X 、Y 、W 、Z 四种元素的描述,不正确的是A .原子半径X>Y>W>ZB .原子序数Y>X>Z>WC .原子最外层电子数Y>X>Z>W D. 金属性X>Y2、如图是元素周期表的一部分,关于元素X、Y、Z的叙述正确的是①X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐;②Y、Z的气态氢化物水溶液的酸性Y<Z;③Z的单质常温下是液体,可与铁粉反应;④Z的原子序数比Y大19;⑤Z所在的周期中含有32种元素.A.①②③④ B.①②③④⑤ C.只有③ D.只有①④3、已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。
下列说法正确的A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小B.W与X形成的化合物中只含离子键C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W34、现有下列短周期元素相关性质的数据:元素编号元素性质①②③④⑤⑥⑦原子半径(10-100.74 1.60 1.52 1.100.99 1.860.75m)最高正化合价+2+1+5+7+1+5最低负化合价-2-3-1-3(1)元素⑤在周期表中的位置;元素②的单质与CO2反应的化学方程式,元素④与元素⑦相比较,气态氢化物较稳定的是(填结构式);(2)元素④形成的+3和+5价的氯化物中,各原子均达到8电子稳定结构的化合物是.(写化学式)化学能与电能一、原电池的定义:二、构成原电池的条件:1、必须是_______________溶液;2、两个电极,其中一个相对较___________的金属为负极,另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。
两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中去。
3、形成闭合回路。
4、 和 能自发地发生_________ ____反应。
【练习】下列哪些装置可以构成原电池?三、原电池工作原理:以Zn —Cu/H 2SO 4溶液 原电池为例外电路:电子流向: 电流流向: 内电路:阳离子→ 极 阴离子→ 极【考点】判断判断原电池正、负极的方法 由组成原电池的两极材料判断: 根据电流方向或电子流动方向判断:根据原电池两极发生的变化来判断:【练习】1.下列说法正确的是A .原电池是把电能转化为化学能的装置B .原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应C .原电池中的阳离子向正极移动D .原电池两极均发生氧化还原反应 2.关于铜—锌—稀硫酸构成的原电池的有关叙述错误的是ABDE 稀硫FA.锌为负极,锌发生氧化反应 B.铜为正极,铜不易失去电子而受到保护C.负极发生还原反应,正极发生氧化反应 D.外电路电子流入的一极为正极,电子流出的一极为负极3.将锌片和铜片用导线连接平行插入同一稀硫酸溶液中,下列叙述正确的是()A.正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 B.负极附近硫酸根离子浓度逐渐增大C.正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变 D.正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减小42+2+()A B C D正极Zn Cu Zn Cu负极Cu Zn Cu Zn电解质溶液CuCl2CuCl2ZnCl2ZnCl2【考点】电极反应式的书写①Mg—Al/H2SO4 ②Mg—Al/NaOH ③Cu—C/AgNO3④Fe—Cu/FeCl3⑤Fe—C/NaC l四、原电池的应用①制作化学电源②加快反应速率:如,实验室制H2时,由于锌太纯,反应一般较慢,可加入少量CuSO4以加快反应速率。
③判断金属活动性的强弱④防止金属的腐蚀。
【练习】1、把a、b、c、d 4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,d极上产生大量气泡;a、c相连时,电流由c经导线流向a;b、d相连电子由d经导线流向b,则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为()A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D. b>d>c>a2、X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成原电池时,Y为负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A、X>Y > ZB、X > Z > YC、Y > X > ZD、Y > Z > X3、如右图所示,如果电流计偏转,a变粗,b变细,符合这种情况的是A.a是锌,b是铜,c是硫酸溶液B.a是铁,b是银,c是硝酸银溶液C.a是银,b是铁,c是硝酸银溶液D.a是铁,b是碳,c是氯化铜溶液4、下列关于实验现象的描述不正确的是A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B.把铝片和镁片紧靠在一起浸入NaOH溶液中,镁片表面出现气泡C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快5、下列说法中正确的是( )A.锌锰干电池是二次电池B.铜片、锌片、导线和高橙组成的水果电池,负极是铜片C.铅蓄电池的放电过程,从能量转换形式看是化学能转化为电能D.原电池工作时溶液中的阳离子移向负极6、我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为:4Al+3O 2+6H 2O====4Al(OH)3,下列说法不正确的是( )A.负极是铝失电子被氧化B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积D.该电池通常只需更换铝板就可继续使用7、氢气是未来最理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术:2H 2O=====激光TiO 22H 2↑+O 2↑。
制得的氢气可用于燃料电池。
试回答下列问题:(1)分解海水时,实现了从________能转变为________能,二氧化钛作________。
生成的氢气用于燃料电池时,实现________能转变为________能。
水分解时,断裂的化学键为________键,分解海水的反应属于______________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为: A 极:2H 2+2O 2--4e -===2H 2O ;B 极:O 2+4e -===2O 2-则A 极是电池的___________极;电子从该极___________(填“流入”或“流出”)。
(3)有人以化学反应:2Zn +O 2+4H +===2Zn 2++2H 2O 为基础设计一种原电池,移入人体内作为心脏起搏器的能源,它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O 2、H +、Zn 2+进行工作。
则原电池的负极材料是___________,发生的电极反应为___________________________________________。
5、由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置C的质量增加A上有气体产生现象二价金属A不断溶解根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中负极的电极反应式是。
(2)装置乙中正极的电极反应式是。
(3)装置丙中溶液的c(H+) (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是。
6、有一种钮扣微型电池,其电极分别为Ag2O和Zn电解质溶液是KOH溶液,俗称银锌电池,该电池的电极反应式为:Zn+2OH--2e==ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e==2Ag+2OH-根据以上提供的资料,判断下列说法正确的是〔〕①锌为负极,Ag2OO 正极;②放电时正极附近溶液的PH值升高;③放电时负极附近溶液的PH值升高;④溶液中阴离子向正极方向移动,阳离子向负极方向移动。
A、都正确B、只有①②C、①②③D、①②④[中和热练习]50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。
通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等”“不相等”),所求中和热(填“相等”“不相等”),简述理由:。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会;用50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会。
(均填“偏大”“偏小”“无影响”)4、短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如右图所示。
下列说法正确的是A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B.原子半径的大小顺序为:r X>r Y>r Z>r W>r QC.离子Y2-和Z 3+的核外电子数和电子层数都不相同D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强。