三、例题精析
【例题1】如图所示,组成的原电池:当电解质溶液为稀H2SO4时:Zn电极是______(填“正”或“负”)极,其电极反应为______,该反应是______(填“氧化”或“还原”,下同)反应;Cu电极是______极,其电极反应为______.
【答案】负,Zn-2e-═Zn2+,氧化,正,2H++2e-═H2↑.
【解析】该原电池中,锌易失电子作负极,电极反应式为:Zn-2e-═Zn2+,失电子的物质发生氧化反应,铜电极是正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-═H2↑, 故答案为:负,Zn-2e-═Zn2+,氧化,正,2H++2e-═H2↑
【例题2】关于原电池的叙述正确的是( )
A.原电池工作时,正极和负极上不一定都发生氧化还原反应
B.xLi+Li1-xNiO2==放电 ==LiNiO2放电时此电池的负极材料是Li1-xNiO2
C.在铅、银和盐酸构成的原电池工作时,铅板上有5.175 g铅溶解,正极上就有1120 mL(标准状况)气体析出 D.在理论上可将该反应:CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+H2O(l)△H<0,设计成原电池 【答案】D
【解析】A、原电池中负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,所以原电池内部一定发生氧化还原反应,故A错误; B、原电池中失电子的一极为负极,所以xLi+Li1-xNiO2===放电===LiNiO2放电时此电池的负极材料是Li,故B错误; C、铅溶解后为+2价离子,(负极)Pb-2e-=Pb2+;(正极)2H++2e-=H2↑,则Pb~H2,二者物质的量比为1:1, 所以n(H2)=5.175/207=0.025mol,则V=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560ml,故C错误;
D、理论上任何氧化还原反应都能设计成原电池,所以可将该反应:CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+H2O(l)△H<0,设计成原电池故D正确;选D.
四、课堂运用
【基础】
1、实验发现,298K时,在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后,Fe3+立即被还原成Fe2+.某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置.下列有关说法中正确的是( ) A.该原电池的正极反应是:Zn-2e-═Zn2+ B.左烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C.该电池铂电极上有气泡出现
D.该电池总反应为:3Zn+2Fe3+═2Fe+3Zn2+
2、甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成.电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O.则下列说法正确的是( ) A.电池放电时通入空气的电极为负极
B.电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+ C.由于碳酸根水解显碱性,电池放电时,电解质溶液的pH逐渐增大 D.电池放电时每消耗1 mol CH3OH转移6 mol电子
【巩固】
1、可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极.下列说法正确的是( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH- B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
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