1.知识的迁移实现陌生装置的解读:
2.常见原电池电极反应式 (1)铜-锌-H2SO4构成的原电池 ①负极反应:________________________________________________________; ②正极反应:_______________________________________________________; ③总反应:_________________________________________________________。 (2)氢氧燃料电池 ①电解质是KOH溶液(碱性电解质) 负极反应:_________________________________________________________; 正极反应:_______________________________________________________________; 总反应:__________________________________________________________________。 ②电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极反应:______________________________________________________________; 正极反应:____________________________________________________________; 总反应:________________________________________________________________。 ③电解质是熔融碳酸盐 负极反应:______________________________________________________________; 正极反应:____________________________________________________________; 总反应:________________________________________________________________。 ④电解质是熔融氧化物 负极反应:______________________________________________________________; 正极反应:____________________________________________________________; 总反应:________________________________________________________________。 答案:(1)①Zn-2e-=Zn2+②2H++2e-=H2↑③Zn+2H+=Zn2++H2↑ (2)①2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O ②2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O 2H2+O2=2H2O ③H2-2e-+CO32-=H2O+CO2 ↑ O2+4e-+2CO2=2CO32- 2H2+O2=2H2O ④H2-2e-+O2-=H2O O2+4e-=2O2- 2H2+O2=2H2O 3.常见电解池电极反应式(电极材料为石墨) (1)活泼金属的无氧酸盐溶液,以NaCl溶液为例,写电极反应式 ①阴极:_______________________________________________________________; ②阳极:_________________________________________________________________; ③总反应式:______________________________________________________________。 (2)不活泼金属的含氧酸盐溶液,以CuSO4溶液为例,写电极反应式 ①阴极:__________________________________________________________; ②阳极:______________________________________________________________; ③总反应式:_______________________________________________________________。 (3)不活泼金属的无氧酸盐溶液,以CuCl2溶液为例,写电极反应式 ①阳极:_________________________________________________________; ②阴极:___________________________________________________________; ③总反应式:____________________________________________________________。 放电顺序 阴极: 阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 阳极: 活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 答案:(1)①2H++2e-=H2↑ ②2Cl--2e-=Cl2↑ ③2NaCl+2H2O电解=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)①2Cu2++4e-=2Cu ②4OH--4e-=2H2O+O2↑ ③2CuSO4+2H2O电解=====2Cu+2H2SO4+O2↑ (3)①2Cl--2e-=Cl2↑②Cu2++2e-=Cu ③CuCl2电解=====Cu+Cl2↑ 4.常见可逆电池的电极反应式(铅蓄电池) 放电时: 负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 充电时: 阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42- 阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+ 特征:充电时的阴极就是放电时的负极。 5.离子交换膜 离子交换膜在氯碱工业中的作用: (1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O (2)避免生成物H2和Cl2混合,而导致遇火或遇强光爆炸 例1.锂铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力, 其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-, 下列说法不正确的是( ) A.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-2OH-+2Cu B.放电时,电子透过固体电解质向Li极移动 C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O D.整个反应过程中,氧化剂为O2 【答案】B 【解析】放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-,正极上Cu2O反应,碱性条件下通空气时,铜被氧化,表面产生Cu2O,A、C正确;放电时,阳离子向正极移动,则Li+透过固体电解质向Cu极移动,但电子不能在电解质中移动,B错误;D.碱性条件下通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,氧化剂为O2,故D正确。 【点拨】回归燃料电池,通入空气一边为正极。 例:2.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+,模拟装置如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.阳极室溶液由无色变成棕黄色 B.阴极的电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑ C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高 D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4 【答案】C 【解析】Fe与电源正极相连为阳极,失电子发生氧化反应生成Fe2+,故溶液由无色变为浅绿色,A项错误;阴极上H+发生还原反应:2H++2e-H2↑,B项错误;根据阴极上电极反应,阴极消耗H+,电解一段时间后,阴极室溶液pH升高,C项正确;电解一段时间后,阴极室溶液pH升高,阴极室溶液中溶质可以有很多种,比如(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、H3PO4等,D项错误。 【点拨】注意分析放电顺序。 例3.某充电宝锂离子电池的总反应为xLi+Li1-xMn2O4LiMn2O4(0<x<1),某手机镍氢电池总反应为NiOOH+MHM+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法不正确的是( ) A.锂离子电池放电时,Li+向正极迁移 B.镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH- C.如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电 D.锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4-xe-Li1-xMn2O4+xLi+ 【答案】D 【解析】A项,锂离子电池放电时阳离子移向正极,所以Li+向正极迁移, A正确;B项,放电时,正极发生还原反应,方程式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,B正确;C项,题图表示锂离子电池为放电过程,而镍氢电池为充电过程,故负极Li接M极发生M+H++e-MH,C正确;D项,锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:Li++e-Li,故D错误。 【点拨】对于电解池和原电池的串联,可联系电极反应以及工作示意图上的物质判断哪个是原电池,哪个是电解池。 |
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