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2.3.1《化学能转化为电能 化学电源》同步精练精析(苏教版化学必修2)

  • ※基本信息※
    • 资料类型:一课一练
    • 教材版本:不限
    • 适用学校:不限
    • 所需点数:1点
    • 资料来源:收集
    • 资料作者:
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    • 更新时间:2011-03-12 18:28:33
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  • ※资料简介※
  • 2.3.1 化学能转化为电能 化学电源
    【典例导悟】
     【规范解答】选D。乙中I- 失去电子放电,发生氧化反应,A正确;由总反应方程式知,Fe3+ 被还原成Fe2+,B正确;当电流计读数为零时,说明没有电子发生转移,反应达到平衡状态,C正确。加入Fe2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+ 失去电子生成Fe3+,作为负极,D错误。
    【变式训练】某原电池,将两金属X、Y用导线连接,同时插入相应的电解质溶液中,发现Y电极质量增加,则可能是下列情况中的( )
    A.X是负极,电解质溶液为CuSO4溶液
    B.X是负极,电解质溶液为稀H2SO4溶液
    C.X是正极,电解质溶液为CuSO4溶液
    D.X是正极,电解质溶液为稀H2SO4溶液
    【解析】选A。原电池的负极会不断溶解或质量不断减少,而正极质量不断增加或有气泡产生。Y电极质量增加,说明它是原电池的正极,则该电极上的反应是溶液中的阳离子得电子而在Y极上析出金属,故只有A符合题意。
    【典例2】100 mL 浓度为2 mol•L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是
    A.加入适量的6 mol•L-1的盐酸
    B.加入数滴氯化铜溶液
    C.加入适量蒸馏水
    D.加入适量的氯化钠溶液
    【思路点拨】解答本题需要注意以下两点:
    (1)增大浓度、升高温度、加入催化剂可以加快反应速率。
    (2)形成原电池可以加快反应速率。
    【自主解答】选B。向溶液中再加入盐酸,H+ 的物质的量增加,生成H2的总量也增加,A错。加入氯化铜后,锌置换出的少量铜附在锌片上,形成了原电池反应,反应速率加快,又锌是过量的,生成H2的总量决定于盐酸的量,故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H+ 浓度的下降,反应速率变慢,故C、D都不正确。
    【互动探究】若加入适量的硝酸钠溶液,能否达到相同的目的?
    提示:加入的硝酸钠可以和 盐酸在溶液中结合成硝酸,稀硝酸和锌反应能够生成NO气体,而不能生成氢气。
    【典例3】一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是
    A.CH3OH(g)+O2(g)-2e- ==== H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)
    B.O2(g)+4H+(a q)+4e- ====2H2O(l)
    C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e- ====CO2(g)+6H+(aq)
    D.O2(g)+2H2O(l)+4e- ====4OH-
    【思路点拨】解答本题需要注意以下三点:
    (1)写出甲醇与氧气反应的总反应方程式。
    (2)正极反应O2在酸性条件下得电子生成水。
    (3)总反应式减去正极反应式即为负极反应式。
    【自主解答】选C。在燃料电池中,可燃物在负极发生失去电子的氧化反应,助燃物在正极上发生得电子的还原反应。甲醇和氧气反应的化学方程式为:2CH3OH+3O2  2CO2+4H2O,化合价升高的元素为C,所以在负极上甲醇失去电子而放电,在该极上的电极反应式为:
    CH3OH(g)+H2O(l)-6e- ====CO2(g)+6H+(aq)。 
    【互动探究】若将电解质溶 液改为KOH溶液,负极反应应如何书写?
    【变式训练】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( )
    A.H2+2OH--2e- ====2H2O
    B.O2+4H+ +4e- ====2H2O
    C.H2-2e- ====2H+
    D.O2+2H2O+4e- ====4OH-
    【解析】选C。电池的负极发生氧化反应,元素的化合价升高,所以氢气作负极,又因为电解质溶液为磷酸,负极反应为:H2-2e- ====2H+。正极发生还原反应,元素的化合价降低,所以正极通入氧气,正极反应为:O2+2H2O+4e- ====
    4OH-,又因为电解液为酸性,生成的OH- 还会发生如下反应:4H+ +4OH- ====4H2O,所以正极上实际发生的反应为这两步反应的和:O2+4H+ +4e- ====2H2O。
    【学业达标训练】
    1.(2010•丹东高一检测)下列关于铜- 锌- 稀H2SO4构成的原电池的有关叙述中错误的是( )
    A.锌为负极,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
    【解析】选C。根据Cu-Zn原电池的工作原理,负极上:
    Zn-2e-====Zn2+(发生氧化反应),正极上:
    2H+ +2e-====H2↑(发生还原反应),电子由负极   正极,故C选项错误。
    2.(2009•广东理基)钢铁生锈过程发生如下反应:
    ①2Fe+O2+2H2O====2Fe(OH)2
    ②4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
    ③2Fe(OH)3====Fe2O3+3H2O
    下列说法正确的是( )
    A.反应①、②中电子转移数目相等

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