原电池原理的应用
原电池原理的应用高中化学

原电池原理的应用高中化学
原电池原理是指利用化学反应中的能量转化产生电能的过程。
在电池中,化学反应产生的电子在外部电路中流动,形成电流。
高中化学中涉及的电池原理有以下几个重要应用:
1. 电解池:电解池是利用外部电源使电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在阴阳极上同时发生氧化还原反应的装置。
在电解池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,产生气体或析出金属等现象。
电解池广泛应用于电镀、电解制备金属以及电解水生成氢氧气等实验中。
2. 干电池:干电池是一种便携式电池,利用化学反应将化学能转化为电能。
干电池由正负电极、电解质、隔膜和外壳等部分组成。
电池内部的化学反应导致电解质发生酸性或碱性反应,形成电荷分离,产生电能。
干电池广泛应用于家用电器、计算器、闹钟等小型电子设备中。
3. 铅酸蓄电池:铅酸蓄电池是一种常见的二次电池,利用化学反应将化学能转化为电能,并可以反复充放电。
铅酸电池由正负极板、电解质和外壳等组成。
在充电过程中,电池内部的化学反应使铅酸电解质发生氧化还原反应,恢复电池的原始状态。
铅酸蓄电池广泛应用于汽车、UPS电源等领域中。
4. 锂离子电池:锂离子电池是一种重要的二次电池,利用锂离子在正负电极之间的迁移来实现充放电过程。
锂离子电池由锂离子正极、碳负极和电解质等组成。
在放电过程中,锂离子从正极解析出来,在负极嵌入,实现电能的转化和储存。
锂离子电池广泛应用于移动设备、电动汽车等领域中。
总的来说,电池原理在科技和生活中有着广泛的应用,为我们提供了便捷的电源和能源储存方式。
关于原电池原理的应用的

关于原电池原理的应用1. 原电池原理简介原电池是一种基于化学反应的能源转换装置,将化学能直接转化为电能。
它由两个不同金属(或物质)的电极及其间的电解质组成。
在电解质中存在氧化还原反应,产生电子转移从而产生电能。
2. 原电池的应用领域原电池原理广泛应用于以下领域:2.1 便携式电子设备•手机:原电池可以为手机提供稳定的电源,让用户随时使用并便于携带。
•手提电脑:原电池能够为手提电脑提供可靠的电源,使其具备移动性能。
•数码相机:原电池满足了数码相机对高能量密度和长工作时间的需求。
2.2 交通运输•电动汽车:原电池可储存电能,并通过电动机驱动车辆,实现零排放和低噪音。
•混合动力车辆:原电池用于储存和释放电能,同时与燃油发动机结合,优化燃油消耗。
•公共交通工具:原电池供电的电动公交车、无轨电车等可以减少对传统燃油的依赖,减少空气污染。
2.3 可再生能源领域•太阳能储能系统:原电池用于储存太阳能,以便在夜晚或云覆盖时使用。
•风力发电储能系统:原电池储存风力发电系统产生的电能,以便在没有风时供电。
•潮汐能储能设备:原电池用于储存潮汐能,使其能够稳定输出电能。
2.4 军事应用•军用装备:随着军事技术的发展,原电池被广泛应用于军用通信设备、导航设备、武器系统等,为军队的作战提供可靠的能源保障。
•无人机:原电池能够为无人机提供电能,实现悬停、飞行和任务执行。
2.5 医疗设备•心脏起搏器:原电池用于为患者提供心脏起搏器供电,维持正常的心脏功能。
•医疗设备:原电池供电的医疗设备,如移动式医疗设备、康复设备等,使医生能在临床治疗过程中更便捷地进行操作。
2.6 其他领域•火灾报警器:原电池用于为火灾报警器提供长期的稳定电源。
•光伏系统:原电池将太阳能转化为电能,储存起来用于日间或夜晚的供电需求。
•储能系统:原电池用于储存电能,以满足电网的峰谷削平、频率调节等需求。
3. 原电池的未来发展趋势随着科学技术的不断进步,原电池在以下方面有着更加广阔的应用前景:•高能量密度:研发更加高效的原电池,提高能量密度,以满足现代电子设备和交通工具对电能密度的要求。
原电池原理的应用案例分析

原电池原理的应用案例分析1. 引言原电池是一种常见的电化学装置,利用化学反应产生电力。
它是由两种不同的材料(即阳极和阴极)和电解质组成,并利用化学反应在两种材料之间产生电势差。
原电池原理的应用非常广泛,下面将通过几个案例来分析其具体运用。
2. 电动车电动车是原电池原理应用最成功的领域之一。
电动车使用的是可充电的原电池,通过充电将储存在电池中的电能转化为动力,从而驱动车辆行驶。
相较于传统的内燃机车辆,电动车不需要消耗化石燃料,具有零排放和更高的能量效率。
电动汽车的主要部件是电池组,电池组通常由多个原电池单元组成。
电池单元的选择非常重要,它们的性能直接影响电动车的续航能力和性能。
通过不断改进原电池的设计和材料,电动车的续航里程得到显著提升。
同时,原电池也在不断演进,新型的原电池如锂离子电池在电动汽车中得到广泛应用,具有更高的能量密度和更长的寿命。
3. 移动设备移动设备如手机、平板电脑等也是原电池原理应用的典型案例。
这些设备使用的是可充电的锂离子电池,通过充电将电能储存在电池中,供设备使用。
原电池在移动设备中的应用中面临的主要挑战是体积和容量的平衡。
用户希望设备足够轻巧便携,同时又能够支持足够长时间的使用。
为了满足用户的需求,厂商不断改进原电池的设计和材料,提高电池的能量密度和循环寿命。
4. 太阳能系统原电池在太阳能系统中的应用也非常广泛。
太阳能系统将太阳光转化为电能,供应给建筑物或城市的电力需求。
原电池被用作太阳能系统的储能装置,将白天获得的电能存储起来,以供给晚上或阴天使用。
太阳能系统中的储能电池需具备较高的能量密度和稳定性。
因此,锂离子电池是太阳能系统中最常用的原电池类型之一。
通过将太阳能转换为电能并存储起来,太阳能系统可以实现独立供电,减少对传统电力网络的依赖。
5. 航天技术原电池原理在航天技术中也有广泛应用。
航天器通常使用原电池作为主要的能源装置。
由于航天器需要长时间在太空中运行,它们需要可靠且高性能的原电池来提供持续的电力。
原电池的基本原理与应用

原电池的基本原理与应用原电池的基本原理原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极和一个储存电荷的电解质组成。
其中一个电极被称为阳极,另一个电极被称为阴极。
在电解质中,发生了氧化还原反应,产生了自由电子。
这些自由电子会从阳极流向阴极,形成电流。
原电池的工作过程可以简单地表示为:1.在电解质中发生氧化还原反应,产生自由电子。
2.自由电子从阳极流向阴极,形成电流。
3.通过连接外部电路,电流可以用来做功。
原电池的应用原电池的应用非常广泛。
它们可以用于各种便携设备,如手持电器、计算器等。
此外,原电池还用于汽车、船舶和航空器等交通工具的启动系统,以及太阳能电池板和风力涡轮发电机等再生能源设备。
以下是一些原电池的常见应用:•便携设备:原电池广泛应用于各种便携设备,如手持电器、计算器、手表等。
它们提供了方便快捷的电源供应,使这些设备可以在没有外部电源的情况下运行。
•交通工具:汽车、船舶和航空器等交通工具的启动系统通常使用原电池。
原电池能够提供高能量输出,以启动发动机并提供其他电气设备所需的电力。
•再生能源设备:太阳能电池板和风力涡轮发电机等再生能源设备通常需要一个能够存储能量的电池系统。
原电池可以充当储能装置,将太阳能或风能转化为电能,以供后续使用。
•灯具:许多户外灯具使用原电池作为电源。
由于原电池体积小,携带方便,因此非常适合户外照明和紧急情况下的照明需求。
•医疗设备:一些依赖电池供电的医疗设备,如心脏起搏器、假肢等,使用原电池作为稳定且可靠的电源。
原电池能够提供持久的电力供应,确保这些关键设备的正常工作。
•电子设备备用电源:电子设备如计算机、手机、相机等,通常需要备用电源以应对停电等突发情况。
原电池能够提供便携且可靠的备用电力,确保设备的正常使用。
原电池的应用领域非常广泛,它们在各个行业起到了不可或缺的作用。
总结起来,原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它通过氧化还原反应在电解质中产生自由电子,并将这些自由电子从阳极流向阴极形成电流。
原电池原理在生活中的应用

原电池原理在生活中的应用1. 电池基本原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,由两个不同的金属片及其周围的电解质组成。
在电池中,一个金属片被称为正极,另一个金属片被称为负极,两者之间的电解质则起到导电的作用。
电池内的化学反应会产生电子,在正负极之间形成电势差,从而产生电流。
2. 原电池原理原电池是基于离子浓度差异的电池。
当两种溶液之间的离子浓度差异产生时,就会发生化学反应,从而产生电流。
原电池利用这种差异来产生电能。
3. 原电池在生活中的应用3.1 电子设备原电池是最常见且广泛使用的电池类型之一,广泛应用于电子设备中。
例如,我们常见的电子手表、遥控器、计算器等小型电子设备都需要使用原电池作为能量来源。
原电池具有体积小、容量大、使用寿命长的优点,非常适合用于电子设备。
3.2 交通工具原电池还可以应用于交通工具领域。
例如,电动自行车、电动汽车等交通工具使用原电池作为动力来源。
原电池的高能量密度和持久的电力输出使得电动交通工具能够行驶更长的距离,并提供持久且可靠的动力支持。
3.3 太阳能设备在太阳能设备中,原电池也有着重要的应用。
太阳能电池板中的太阳能电池就是一种利用太阳光转化为电能的原电池。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电,供给太阳能设备使用,如太阳能灯、太阳能充电器等。
3.4 医疗设备原电池在医疗设备中也得到了广泛应用。
例如,心脏起搏器需要长时间稳定地供电,而原电池的长寿命特性使其成为心脏起搏器不可或缺的能量来源。
此外,其他便携式医疗设备如血糖仪、血压计等也常使用原电池提供电力。
3.5 家电设备在家庭生活中,原电池也有着各种各样的应用。
例如,遥控器、电子钟、手电筒等家电设备常常需要使用原电池作为能源。
原电池的体积小、便携性好,使得它在家庭生活中的应用非常方便。
4. 小结原电池原理的应用非常广泛,从小型电子设备到交通工具、太阳能设备、医疗设备和家电设备,都离不开原电池的能量供应。
原电池的特点包括体积小、容量大、使用寿命长、能量密度高、稳定性好等,使得其在各个领域都显示出了巨大的优势。
原电池的原理和应用

原电池的原理和应用1. 原电池的原理•原电池是指以金属、合金或化合物为正负极材料,以电解质为导电媒介,通过金属离子的氧化还原反应来产生电能的装置。
•原电池的工作原理是基于原电池中正负极材料之间的化学反应,通过在电解质中的离子传递来产生电流。
•原电池内部包含正极、负极和电解质三个基本组成部分。
2. 原电池的应用原电池在日常生活、工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:2.1 电子产品•原电池广泛用于电子产品,如手机、手表、遥控器等小型便携设备,用于提供电源供电。
•原电池因其体积小、使用方便等特点,便于携带和更换,因此被广泛应用于电子产品。
2.2 交通运输•原电池在交通运输领域的应用主要体现在电动汽车、电动自行车和无人驾驶领域。
•电动汽车和电动自行车使用原电池作为动力源,通过储存电能来驱动车辆移动。
•无人驾驶技术的发展也对原电池的应用提供了新的机遇,无人驾驶车辆通常使用原电池作为电力来源。
2.3 医疗设备•原电池在医疗设备领域的应用十分广泛,如心脏起搏器、假肢、听力助听器等。
•这些医疗设备通常需要小巧、便携、可靠的电源供电,原电池能够满足这些需求。
2.4 军事装备•在军事装备中,原电池被广泛应用于武器系统、通信设备和导航系统等。
•原电池具有能量密度高、工作稳定等特点,适用于复杂的军事环境。
2.5 新能源储存•随着可再生能源的发展,原电池在新能源储存方面的应用越来越重要。
•原电池可以作为太阳能和风能等可再生能源的储能设备,解决能源供应的不稳定性和断电问题。
3. 总结原电池作为一种常见的化学能转化为电能的装置,具有广泛的应用领域,包括电子产品、交通运输、医疗设备、军事装备和新能源储存等。
在未来,随着科技的不断进步和电池技术的创新,原电池的应用领域将进一步拓展,为人们的生活和工作提供更多便利和可能性。
原电池原理的应用知识点

原电池原理的应用知识点1. 什么是原电池原理?原电池原理是指通过化学反应将化学能转化为电能的过程。
在一个原电池中,两种不同的金属通过电解质连接起来,形成一个闭合的电路。
当化学反应发生时,会释放出电子,形成一个电势差,从而产生电流。
2. 原电池原理的应用场景原电池原理广泛应用于各种电子设备和系统中。
下面列举了几个常见的应用场景:•移动设备:原电池被广泛应用于移动设备,如手机、平板电脑和笔记本电脑等。
原电池可以为这些设备提供便携式的能量来源,无需外部电源。
•电动车:电动车中常使用原电池作为能量储存装置,通过化学反应释放出的电能驱动电动机运转,从而实现电动车的动力输出。
•太阳能系统:太阳能系统中使用的储能设备通常是由原电池构成的,通过将太阳能转化为电能并储存起来,以供室内照明、电器设备和热水等使用。
•无线通信:无线通信系统中的移动设备通常需要使用原电池作为电源,以提供持久的通信能力。
•医疗设备:许多医疗设备,如心脏起搏器、脑电图仪和血糖仪等,都使用原电池作为可靠的能量来源。
3. 原电池原理的优势和限制3.1 优势•便携性:原电池具有较小的体积和重量,适用于移动设备和便携式设备。
•高能量密度:原电池具有高能量密度,可以在相对较长的时间内提供稳定的电流输出。
•环保:与其他能源储存装置相比,原电池不会产生有害物质,对环境影响较小。
•持久性:原电池具有较长的使用寿命,可以经受多次充放电循环。
3.2 限制•有限的容量:原电池的容量有限,一旦电能耗尽,需要进行充电或更换电池。
•不可充电:某些原电池无法进行充电,需要定期更换。
•存储条件:原电池需要在适宜的温度和湿度条件下储存,避免过热或过冷。
•有害物质:某些原电池中含有有害物质,如铅酸电池中的铅和硫酸。
4. 常见的原电池类型4.1 锂离子电池•应用场景:移动设备、电动车、太阳能系统等。
•优势:高能量密度、长寿命、轻量化。
4.2 镍镉电池•应用场景:无线通信设备、医疗设备等。
原电池原理的应用

原电池原理的应用1. 简介原电池是一种将化学能转化为电能的装置,其基本原理是利用电化学反应中的氧化还原过程产生电能。
原电池在现代生活中有广泛的应用,涉及到各个领域。
2. 电池的分类2.1 干电池•制备方法:在密封的容器中,将电解质和电极物质分隔开,并通过化学反应来产生电能。
•应用举例:常见的干电池有碱性电池、锌碳电池等,广泛应用于家用电器、电子设备等领域。
2.2 燃料电池•制备方法:通过将燃料和氧气供应到电极上,利用催化剂促进氧化还原反应,从而产生电能。
•应用举例:燃料电池被广泛应用于交通运输领域,如燃料电池汽车、燃料电池公交车等,其零排放的特点使其成为环保替代能源的重要选择。
3. 原电池的应用领域3.1 电子消费品•便携式电子设备:手机、平板电脑、MP3播放器等便携式电子设备普遍使用了干电池作为电源,便于更换和携带。
•手表:许多手表采用干电池作为电源,以提供长时间的使用。
3.2 交通运输•电动汽车:电动汽车采用燃料电池或存储电池(如锂电池)作为电源,实现了对传统燃料的替代。
电动汽车具有零排放、低噪音等优点,是未来交通运输领域的重要趋势之一。
3.3 军事应用•军用设备:军队需要大量的电池来供应通信设备、导航设备、夜视仪器等装备。
干电池在军事应用中具有可靠性高、携带方便等优点。
3.4 太阳能系统•太阳能电池板:太阳能电池板是一种利用光能将其转化为电能的装置,采用的是类似原电池的工作原理。
•应用举例:太阳能电池板广泛应用于太阳能发电系统、户外照明系统等。
4. 原电池的优缺点4.1 优点•高效转化能量:原电池能够将化学能有效地转化为电能。
•便携性:干电池的便携性强,方便更换和携带。
•环保:燃料电池等原电池具有零排放的特点,对环境友好。
4.2 缺点•能量密度相对较低:原电池相比其他能源存储方式,能量密度相对较低。
这意味着需要更多的体积和重量来存储相同量的能量。
•有限的寿命:原电池在使用一定次数后会失去活性,需要更换或充电。
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原电池原理的应用:
(1)根据形成原电池判断金属的活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极,可通过组成原电池判断金属活动性。
(2)形成原电池可以加快反应速率纯锌与稀H2SO4反应速率较慢,当加入CuSO4溶液以后,反应速率加快,因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn接触,在稀H2SO4中形成原电池,加快反应速率。
(3)根据原电池原理可以判断电池的正负极、电解质溶液、判断溶液pH的变化
(4)根据原电池原理可以保护金属不被腐蚀
(5)判断金属腐蚀程度的快慢
原电池原理的应用:
1.比较不同金属的活动性强弱
根据原电池原理可知,在原电池反应过程中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或能导电的非金属)作正极。
若有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A 极溶解,而B 极上有气体放出,说明在原电池工作过程中,A被氧化成阳离子而失去电子作负极,B作正极,则金属A的金属活动性比B强。
2.加快氧化还原反应的速率
因为形成原电池后,产生电位差,使电子的运动速率加快,从而使反应速率增大,如Zn与稀H2SO4反应制氧气时,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu—Zn原电池,加快反应
速率 3.用于金属的防护要保护一个铁制闸门,可用导线将其与一锌块相连,使锌作原电池的负极,铁制闸门作正极。
4.设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件。
(1)首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应:
(2)然后根据原电池的电极反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料(一般负极就是失电子的物质,正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属)及电解质溶液:
①电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者能与电极产物发生反应。
但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。
如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中,负极金属锌浸泡在含有 Zn2+“的电解质溶液中,而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中.
②电极材料的选择在原电池中,选择较活泼的金属或还原性较强的物质作为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属或氧化性较强的物质作为正极。
一般,原电池的负极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(也可以是还原性较强的非金属材料如H2、CH4等)。
(3)举例根据以下反应设计原电池:
例题1、
Zn-MnO2干电池应用广泛,其示意图如下,电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液.
(1)该电池的负极材料是______.电池工作时,电子流向______(填“正极”或“负极”).
(2)如果该电池的工作原理为:Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3+H2,其正极反应式为:______ (3)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀.其主要原因是
______.欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的______(填代号).
a.NaOHb.Zn c.Fed.NH3•H2O
(4)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液.阴极的电极反应式是:______;若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为______.
答案:(1)Zn;正极。
(2)2NH4++2e-=2NH3+H2
(3)电化学腐蚀较化学腐蚀更快,锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀.题目中a和d选项不能除去杂质离子,c项会引入新杂质,所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去,故答案为:锌置换出铜,Zn+Cu2+=Cu+Zn2+,在溶液中,构成铜锌原电池,加快化学反应速率;b;
(4)阴极上得电子,发生还原反应,H+得电子生成氢气,因为MnSO4~MnO2~2e-,通过2mol 电子产生1molMnO2,其质量为87g,故答案为:2H++2e-→H2;87g.
例题2、Ⅰ、铝、铁、碳元素的单质和化合物应用广泛,三种元素的单质及化合物均可以实
现下列转化:
在上述每次转化时甲、乙、丙、丁四种物质中只有一种是单质,且四种物质中均含有组成该单质的元素,请回答:
(1)若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质,丁易溶于水,溶液显碱性,则丙到丁的离子方程式是______.
(2)若乙是一种常见的温室气体,相同条件下,丙和丁的溶液都显碱性,且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性,乙到丙的离子方程式是______.
(3)若乙是有磁性的黑色晶体,在乙中加入稀硝酸后可得到丙,同时得到一种无色气体,该气体遇空气呈红棕色,该反应的化学方程式是______.
Ⅱ、(4)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式为______.
用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液,电解池的总反应方程式为_ _____,当电池消耗0.05molZn时,被电解溶液的pH为______(溶液体积变化忽略不计);(5)称取金属钠、铝、铁各mg,在室温下分别与VL4mol•L-1的盐酸充分反应,试判断在下列两种情况下,V值的取值范围(用含m的表达式表示):
①铝与盐酸反应放出的氢气最多:______:
②钠与盐酸反应放出的氢气最多:______.
答案:
Ⅰ、(1)若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质,判断丙为Al,丁易溶于水,溶液显碱性,判断为铝和碱反应生成的偏铝酸钠溶液,则甲为Al(OH)3,乙为Al2O3;丙和丁反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
(2)若乙是一种常见的温室气体,判断为CO2,相同条件下,丙和丁的溶液都显碱性,且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性,推断为丙为Na2CO3,丁为NaHCO3,乙到丙的离子方程式是二氧化碳和氢氧化钠反应,离子反应为:CO2+2OH-=CO32-+H2O;
(3)若乙是有磁性的黑色晶体,判断为Fe3O4,在乙中加入稀硝酸后,硝酸氧化亚铁离子为铁离子,可得到丙硝酸铁,同时得到一种无色气体NO,该气体遇空气呈红棕色NO2,该反应的化学方程式是:3Fe3O4+28HNO3(稀)=9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O,
Ⅱ、(3)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式依据高铁酸钾得到电子发生还原反应生
成三氧化二铁写出,电荷守恒依据氢氧根离子配平得到正极电极反应为:2FeO42-+6e-+5H2 O=Fe2O3+10OH-;用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液,电解池的总反应方程式为:4AgNO3+2H2O 通电. 4Ag+O2↑+4HNO3,当电池消耗0.05molZn时电子转移为0.1mol,则依据化学方程式计算,转移4mol电子生成4mol氢离子,所以转移0. 1mol电子生成氢离子物质的量为0.1mol,氢离子浓度为0.1mol/L,溶液pH=1,
故答案为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-;4AgNO3+2H2O 通电. 4Ag+O2↑+4HNO3;1;
(5)称取金属钠、铝、铁各m g,在室温下分别与V L 4mol•L-1的盐酸充分反应,试判断在下列两种情况下,V值的取值范围依据金属与盐酸反应的定量关系分析判断,假设金属全部反应时的定量关系为;
2Na~2HCl~H2
m/23 m/23 m/46
Fe~2HCl~H2
M/56 m/28 m/56
2Al~6HCl~3H2
M/27 m/9 m/18
依据定量分析可知,
①铝与盐酸反应放出的氢气最多时,盐酸对钠过量,相对于铝恰好反应或不足,消耗的盐酸满足4V> m/23 ,V> m/92 ,故答案为:V> m/92 ;
②钠与盐酸反应放出的氢气最多时,金属对盐酸都过量,依据钠计算需要的盐酸体积,4V < m/23 ,V< m/92 ,故答案为:0<V< m/92 .
例题3、
如图为氢氧燃料电池的示意图:
(1)若以稀硫酸为电解液,则a极为______极.
(2)若以KOH溶液作电解液,则b极上的电极反应式为______,放电一段时间后电解液的pH将______(填“变大”、“变小”或“不变”).
答案:(1)氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,所以a极为负极,故答案为:负;
(2)碱性条件下,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,其电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;氢氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,反应生成水,所以反应后溶液中氢氧根离子的浓度减小,则pH减小,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;变小.
例题4、
关于铅蓄电池的说法正确的是()
A.充电时,阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)
B.充电时,电池中硫酸的浓度不断变小
C.放电时该电池的负极材料是铅版
D.放电时正极发生的反应是:Pb(s)+SO42-(aq)=PbSO4(s)+2e-
答案:A、充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,该电极的电极反应式与正极上电极反应式正好相反,PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq),故A错误;B、充电时,电池反应为:2PbSO4(s)+2H2O(l)⇌Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq),电池中硫酸的浓度不断变大,故B错误;
C、放电时该电池的负极材料是铅,负极上电极反应式为:Pb(s)+SO42-(aq)-2e-═PbSO4(s),故C正确;
D、放电时正极发生得电子的还原反应,电极反应式为:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+ 2e-═PbSO4(s)+2H2O(l),故D错误.故选C.。