【化学】鲁科版选修4《化学反应原理》教案：1.3《化学能转化为电能

(第五课时)

【题1】电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn+2OH－==ZnO+H2O+2e－Ag2O+H2O+2e－==2Ag+2OH－

总反应式为：Zn+ Ag2O==2Ag+ ZnO，下列判断正确的是（BD）

A.锌为正极，Ag2O为负极

B.锌为负极，Ag2O为正极

C.原电池工作时，正极区溶液pH减小

D. 原电池工作时，正极区溶液pH增大

【解析】根据电极反应判断正负极，A、B选项中，B正确。根据电极反应可看出负极消耗OH－，pH减小，正极生成OH－，pH增大，C、D选项中，D正确。

【题2】镍镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，放电时的电极反应式是：Cd+2OH－→Cd(OH)2+2e－

2NiO(OH)+2H2O+2e－→2Ni(OH)2+ 2OH－

下列说法不正确的是（CD）

A.电池的总反应式是：Cd+2NiO(OH)+2H2O == 2Ni(OH)2+Cd(OH)2

B.电池充电时，镉元素被还原

C.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大

D.电池充电时，电池的负极和电源的正极连接

【解析】本题已给出了电极反应式，两式相加即得总反应，A正确。电极充电时，Cd元素化合价降低，即Cd元素被还原，B正确。放电时，由于负极消耗OH－，因而负极周围溶液的pH不断减小，C错误。电池充电时，电池的负极（发生氧化反应）应与电源的负极相连（发生还原反应），故D错误。

【题3】在100mLH2SO4、CuSO4的混合液中，用石墨做电极电解，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（A）

A.1 mol •L-1

B.2 mol •L-1

C.3 mol •L-1

D.4 mol •L-1

【解析】根据电极反应式：

阳极4 OH－→2H2O+O2↑+ 4e－

22.4L 4mol

2.24L 0.4mol

阴极Cu2++ 2e－→Cu 2H++ 2e－→H2↑

1mol 2mol 2mol 22.4L

n(Cu2+) 2 n(Cu2+) 0.2mol 2.24L

根据两极电子转移数相等：2 n(Cu2+)+0.2mol=0.4mol

n(Cu2+)=0.1mol c(Cu2+)=0.1mol/0.1L=1 mol •L-1

【题4】氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为：2H2+4OH－→4H2O+4e－

2H2O+O2+4e－→4OH－则下列叙述正确的是（B）

A.通H2的一极是正极，通O2的一极是负极

B.通O2的一极是正极，通H2的一极是负极

C.工作一段时间后电解质溶液的pH增大

D 工作时负极区附近pH 增大.

【解析】根据电池总反应可知：H 2在负极上发生氧化反应，由于在碱性条件下，所以氢原

子失电子后又与OH －反应生成水，其电极反应为2H 2+4OH －→4H 2O+4e －，负极区OH －浓度

降低。O 2在正极上发生还原反应，氧原子得电子，生成-2价的氧，只能以OH －形式存在，

所以其电极反应为2H 2O+O 2+4e －→4OH －，正极区OH －浓度增大。

【题5】已知电解饱和食盐水可制得Cl 2，又已知铅蓄电池放电时发生如下反应：

正极：PbO 2 + 4H + + SO 42— + 2e — → PbSO 4 + 2H 2O

负极：Pb + SO 42— → PbSO 4 + 2e —

现拟用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制氯气0.05mol ，电池内H 2SO 4的消耗量至少是（C ）

A.0.025mol

B.0.05mol

C.0.10mol

D.0.20mol

【解析】欲求H 2SO 4的量，需找出铅蓄电池的总反应，将电极反应式合并得：

Pb + PbO 2+2H 2SO 4== 2PbSO 4 + 2H 2O ，而制Cl 2时，每生成1mol Cl 2，电子转移2mol ，现需

电子0.05mol 2=0.1mol ，由铅蓄电池反应可知每转移0.1mol 电子，将消耗0.1mol H 2SO 4。

【题6】若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是

Cu+2H +==Cu 2++H 2↑，则下列关于该装置的有关说法正确的是（C ）

A.该装置可能是原电池，也可能是电解池

B.该装置只能是原电池，且电解质溶液为HNO 3溶液

C.该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极

D.该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸

【解析】从反应方程式可知该反应不是可自发发生的氧化还原反应，所以可确定该装置不可

能是原电池。

【题7】LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反

应为：FePO 4+Li

LiFePO 4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含

Li +导电固体为电解质。下列有关LiFePO 4电池的说法正确的是（CD ）

A.可加入硫酸以提高电解质的导电性

B.放电时电池内部Li +向负极移动

C.充电过程中，电池正极材料的质量减少

D.放电时电池正极反应为：FePO 4+ Li ++e —== LiFePO 4

【解析】加入硫酸将会消耗Li ，从而破坏了电池反应，使电池更容易损耗。放电时电池内

部是阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。充电过程中，肯定是使原来生成的材料重新分

解，所以正极材料应该减少。放电过程是LiFePO 4的分解，根据正得还可知正极反应为FePO 4

得电子的反应，而且会生成LiFePO 4。

【题8】如下图所示，试管中放一铁钉，溶液为NaCl 溶液，数天后观察到的现象

是 。说明铁钉发生了 腐蚀，其中正极的电极反应式 。

溶液中发生反应的化学方程式为 。

a b 放电 充电