第6章 第1节 第3课时 化学电池-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册教用课件(人教版)
2026-03-31
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 化学反应与能量变化 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 4.53 MB |
| 发布时间 | 2026-03-31 |
| 更新时间 | 2026-03-31 |
| 作者 | 拾光树文化 |
| 品牌系列 | 优学精讲·高中同步 |
| 审核时间 | 2026-03-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57085565.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦化学电池,系统讲解一次电池、二次电池、燃料电池的特点、工作原理及电极反应式书写,通过示意图、表格对比和问题引导搭建学习支架,帮助学生构建从基础特点到具体应用的知识脉络。
其亮点在于以化学观念和科学思维为核心,结合教材挖掘(如碱性锌锰电池电极反应式推导)、实例训练(铅酸蓄电池、氢氧燃料电池分析),培养学生模型建构与证据推理能力。学生能提升电极反应式书写技能,教师可借助系统资源与分层练习提高教学效率。
内容正文:
第3课时 化学电池
1.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电池的特点。
2.掌握构成化学电池的基本要素,了解常见化学电池的工作原理。
3.能正确书写简单化学电池的电极反应式。
学习目标
目 录
知识点一 一次电池 二次电池
知识点二 燃料电池
随堂演练
课时作业
知识点一
一次电池 二次电池
目 录
1. 一次电池
(1)电池特点
电池放电之后 充电(内部的氧化还原反应 逆向进行),
如锌锰干电池。
不能
无法
(2)锌锰干电池
化学·必修第二册
目 录
工作原理 负极 锌被氧化,逐渐消耗
正极 被还原
电解质 —
特点 放电后 充电
便于携带,价格低
锌筒
石墨棒
二氧化锰
氯化铵糊
不能
化学·必修第二册
目 录
【教材挖掘】
为了延长锌锰干电池寿命和提高其性能,人们将电池内的电解质NH4Cl糊
换成湿的KOH,制成了碱性锌锰电池。电池总反应为Zn+2MnO2+
2H2O Zn(OH)2+2MnO(OH)。你能写出其负极的电极反应式吗?
提示:Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2。
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目 录
2. 二次电池
化学·必修第二册
目 录
【教材挖掘】
铅酸蓄电池常用作汽车电瓶,其构造如图所示,工作时该电池总反应为
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。
化学·必修第二册
目 录
根据氧化还原反应原理分析,铅酸蓄电池负极材料、正极材料及电解质溶
液分别是什么?铅酸蓄电池放电时,电解质溶液中的H+移向哪一极?电解
质溶液中硫酸的浓度如何变化?
提示:负极材料是Pb,正极材料是PbO2,电解质溶液是稀硫酸。电池放电
时,电解质溶液中的H+移向正极(PbO2极),硫酸溶液浓度减小。
化学·必修第二册
目 录
1. 下列有关锌锰干电池的说法正确的是( )
A. 锌筒是负极,石墨棒是正极
B. 在外电路中电子从石墨棒流向锌筒
C. 在外电路中电流从锌筒流向石墨棒
D. 在电池内部阳离子从石墨棒向锌筒移动
解析: A项,在锌锰干电池中,锌筒是负极,石墨棒是正极,正确;B项,在外电路中电子从锌筒流向石墨棒,错误;C项,在外电路中电流从石墨棒流向锌筒,错误;D项,电池内部,阳离子向正极石墨棒移动,错误。
√
化学·必修第二册
目 录
2. (苏教版习题)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向
极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为2Mg+O2+2H2O 2Mg
(OH)2。下列关于该电池的说法中,错误的是( )
A. 镁片作为正极
B. 食盐水作为电解质溶液
C. 电池工作时镁片逐渐被消耗
D. 电池工作时实现了化学能向电能的转化
√
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目 录
解析: 根据电池总反应可知,镁发生氧化反应,是电池的负极,A错
误;食盐水作为电解质溶液,B正确;电池工作时镁片逐渐被消耗生成Mg2
+然后转化为Mg(OH)2,C正确;电池是将化学能转化为电能的装置,D
正确。
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目 录
3. 铅酸蓄电池(图1)是二次电池,工作示意图如图2所示,电池工作
时的化学反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,已知PbSO4
难溶于水。
(1)写出该电池的电极反应式:正极
,负极 。
PbO2+4H++S +2e-
PbSO4+2H2O
Pb+S -2e- PbSO4
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目 录
(2)电池工作时,外电路每转移2 mol电子,负极质量 (填“增
加”或“减少”) 克。
(3)电池工作时,电解质溶液的酸性 (填“减弱”“不变”或
“增强”)。
解析:电池放电时,负极是Pb,发生氧化反应,其电极反应式为Pb+S
-2e- PbSO4,负极Pb转化为PbSO4,正极电极反应式:PbO2+4H++
S +2e- PbSO4+2H2O,外电路中转移2 mol电子,负极增加1 mol
S 的质量,即质量增加1 mol×96 g·mol-1=96 g。根据电极反应式,电
池工作时,消耗H2SO4,c(H+)减小,溶液的酸性减弱。
增加
96
减弱
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目 录
知识点二
燃料电池
目 录
化学·必修第二册
目 录
【教材挖掘】
燃料电池相当于燃料的燃烧,氢氧燃料电池的总
反应为2H2+O2 2H2O。一种碱性氢氧燃料电
池示意图如图:
(1)如何判断该氢氧燃料电池的正、负极?
提示:根据燃料电池的总反应的方程式可知,氢元素化合价升高,H2在负
极上反应,氧元素化合价降低,O2在正极上反应。其规律是通入燃料的一
极作负极,通入氧气(氧化剂)的一极作正极。
化学·必修第二册
目 录
(2)氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同,但正、负极反应与电解
质溶液有关。请分别写出在酸性介质和碱性介质时氢氧燃料电池正、负极
的电极反应式?
提示:
电解质溶液 负极 正极
酸性(H+) H2-2e- 2H+ O2+4H++4e-
2H2O
碱性(OH-) H2-2e-+2OH- 2H2O O2+2H2O+4e- 4OH-
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目 录
1. 正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电。 ( × )
(2)燃料电池中,燃料在正极上发生氧化反应。 ( × )
(3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能。 ( × )
×
×
×
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目 录
2. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,某氢氧燃料电池的构造示
意图如图,该电池工作时,下列说法正确的是( )
A. a电极是该电池的正极
B. O2在b电极上发生氧化反应
C. 电解质溶液中OH-向a电极移动
D. 该装置实现了电能向化学能的转化
解析: 通入燃料氢气的a电极是负极,通入氧气的b电极是正极,O2在b
电极上发生还原反应,A、B错误;该装置是电池,实现了化学能向电能的
转化,D错误。
√
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目 录
3. 可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,若以氢氧化钠溶液为电解质溶
液,铝为负极,通入空气的电极为正极。下列说法正确的是( )
A. 正极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
B. 负极反应式为Al+3OH--3e- Al(OH)3
C. 电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变
D. 电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
√
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目 录
解析: A正确,通入空气的电极为正极,碱性条件下的正极反应式
为O2+2H2O+4e- 4OH-;B错误,铝为负极,碱性条件下的负
极反应式为Al+4OH--3e- [Al(OH)4]-;C错误,该电池在
碱性条件下消耗NaOH,总反应为4Al+4OH-+6H2O+3O2 4[Al
(OH)4]-,则碱性不断减弱;D错误,电池工作时,电子从负极流出
经过外电路流向正极。
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目 录
归纳总结
新型化学电源电极反应式的书写
(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。
(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应式和电池
反应方程式。
注意:充电电池→放电时为原电池→失电子的电极为负极。
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目 录
(3)电极反应式的书写思路
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目 录
随堂演练
目 录
1. 下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是( )
解析: 铅酸蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等可以反复充电放电,属
于可充电电池,是二次电池;锌锰干电池不能充电,放电后不能再使用,
是一次电池。
√
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目 录
2. 下列有关电池的叙述正确的是( )
A. 氢氧燃料电池属于环境友好型电池,能量转化率可达100%
B. 锌锰干电池是一种常用的二次电池
C. 锌锰干电池工作一段时间后锌筒逐渐变薄
D. 二次电池放电时将电能转化为化学能
解析: 燃料电池转化率不可能为100%,A错误;锌锰干电池是一次电
池,B错误;锌锰干电池工作过程中,负极反应为Zn-2e- Zn2+,锌
筒不断被腐蚀而逐渐变薄,C正确;二次电池放电过程是将化学能转化为
电能,D错误。
√
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目 录
3. 氢氧燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它以铂作电极,KOH
溶液作电解液,总反应为2H2+O2 2H2O,正极反应为O2+2H2O+4e-
4OH-,下列叙述正确的是( )
A. H2通入正极区 B. O2通入负极区
C. 负极发生氧化反应 D. 正极发生氧化反应
解析: 由总反应2H2+O2 2H2O可知,H2为还原剂,为负极反应物,应通入负极区,O2为氧化剂,为正极反应物,应通入正极区,H2在负极上发生氧化反应,O2在正极上发生还原反应。
√
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目 录
4. 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有
一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解
质溶液为KOH溶液,构造示意图如图,电极反
应如下:
Zn+2OH--2e- ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-
总反应为Ag2O+Zn ZnO+2Ag
(1)Zn是 极,Ag2O 发生 反应。
负
还原
解析:根据电极反应可知,Zn发生氧化反应而溶解,Zn作负极,Ag2O作正极,发生还原反应。
化学·必修第二册
目 录
(2)电子由 (填“Zn”或“Ag2O”,下同)极流向 极,
当外电路中通过1 mol电子时,负极消耗物质的质量是 g。
解析:电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极,当外电路中通过1 mol电子时,负极消耗Zn的质量是 32.5 g。
Zn
Ag2O
32.5
(3)在银锌电池使用过程中,电解质溶液中KOH的物质的量
(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:电池中KOH只起到增强导电性的作用,不参与反应,故电池使用过程中KOH的物质的量不变。
不变
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目 录
课时作业
目 录
题组一 一次电池 二次电池
1. 下列关于干电池的描述错误的是( )
A. 最早的干电池是锌锰电池
B. 普通干电池可以多次充电反复使用
C. 普通锌锰干电池在使用过程中外壳逐渐变薄是因为Zn-2e- Zn2+
D. 普通干电池是一种将化学能转变成电能的装置
解析: 普通干电池是一次电池,二次电池可以多次充电反复使用。
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目 录
2. 镍氢电池是可充电电池,它的总反应是 H2+NiO(OH) Ni(OH)2,根据此反应判断,下列说法正确的是( )
A. 电池放电时,电池负极周围溶液的碱性不断增大
B. 电池放电时,镍元素被氧化
C. 电池放电时,氢元素被还原
D. 电池放电时,通入H2的一极是负极
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目 录
解析: 电池放电时,负极反应式为H2-2e-+2OH- 2H2O,所以负
极周围溶液的氢氧根离子减少,溶液的pH减小,A错误;电池放电时,正
极反应式为NiO(OH)+H2O+e- OH-+Ni(OH)2,镍元素被还
原,B错误;电池放电时,氢元素化合价升高,被氧化,C错误。
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3. 科学家研制出了一种薄如纸片,可剪裁、能折叠的轻型“纸电池”。将
特殊工艺加工后的电极材料涂在纸上,形成比普通锂电池效率高10倍的
“纸电池”。其电池总反应为Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO
(OH)。下列有关说法正确的是( )
A. 电池的正极反应式为2MnO2+2H++2e- 2MnO(OH)
B. 涂在纸上的电极材料是Zn和MnO2
C. 每生成1 mol MnO(OH),电池中转移2NA个电子
D. 电池中MnO(OH)既是氧化产物又是还原产物
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目 录
解析: 根据电池总反应Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO(OH)知,反应中Zn被氧化,为电池的负极,电极反应式为Zn-2e-+2OH-
ZnO+ H2O,MnO2被还原,为电池的正极,电极反应式为MnO2+e-+
H2O MnO(OH)+OH-。正极反应式为MnO2+e-+H2O MnO
(OH)+OH-,A错误;Zn为电池的负极,MnO2为正极,涂在纸上的电
极材料是Zn和MnO2,B正确;由MnO2+e-+H2O MnO(OH)+OH-知,每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子,电池中转移NA个电子,C错误;MnO2被还原,MnO(OH)是还原产物,D错误。
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4. 我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说
法正确的是( )
A. 锂为负极,发生还原反应
B. Li+移向正极并在正极得电子
C. 电子由锂→有机电解质→固体电解质→水
溶液→石墨
D. 电池工作时的总反应为2Li+2H2O 2LiOH+H2↑
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解析: Li是活泼金属,锂为负极,发生氧化反应,A错误;电池中阳离
子移向正极,Li+移向正极,水电离的H+在正极被还原生成H2,B错误;
电子由锂→导线→石墨,C错误;锂在负极失电子生成Li+,水在正极得电
子生成H2,电池工作时的总反应为2Li+2H2O 2LiOH+H2↑,D正确。
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题组二 燃料电池
5. 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机酸转化为
氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电,电池负极反应式为
( )
A. H2+2OH--2e- 2H2O
B. O2+4H++4e- 2H2O
C. H2-2e- 2H+
D. O2+2H2O+4e- 4OH-
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解析: 根据题给信息,该燃料电池的总反应式为2H2+O2 2H2O。
电解液为酸性溶液,电极反应式中不能出现OH-,A、D错误;又因为燃
料电池中负极通入氢气,正极通入氧气,B错误。
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6. 某种氢氧燃料电池的内部构造如图,下列说法正确的是( )
A. 电池工作时,电解质溶液中的H+向b极移动
B. a极发生的电极反应为H2+2e-+2OH- 2H2O
C. b极为正极,发生氧化反应
D. 当外电路有1 mol电子转移时,b极消耗5.6 L O2
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解析: 电池工作时,H+移向正极,A正确;a极的电极反应为H2-2e-
2H+,B错误;b极为正极,发生还原反应,C错误;题目中未说明是
否是标准状况,不能计算氧气的体积,D错误。
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7. 一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe+2O2
Fe3O4)的装置如图所示,下列说法正确的
是( )
A. Fe极为电池正极
B. KOH溶液为电池的电解质溶液
C. 电子由多孔碳极沿导线移向Fe极
D. 5.6 g Fe参与反应,导线中转移1.204×1023个电子
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解析: 该电池中铁失去电子为电池负极,A项错误;KOH溶液为电池
的电解质溶液,B项正确;电子由Fe极沿导线移向多孔碳极,C项错误;根
据电池反应3Fe+2O2 Fe3O4可知,3 mol铁参与反应时转移8 mol电子,
故5.6 g Fe参与反应,导线中转移1.605×1023个电子,D项错误。
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8. 一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解
质溶液为KOH浓溶液。下列说法错误的是( )
A. 电池总反应式为2Mg+O2+2H2O 2Mg
(OH)2
B. 负极反应式为Mg+2OH--2e- Mg(OH)2
C. 活性炭可以加快O2 在负极上的反应速率
D. 电子的移动方向由a经外电路到b
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解析: 由题给信息和题图可知,电池总反应式为2Mg+O2+2H2O
2Mg(OH)2,A正确;负极反应式为Mg+2OH--2e- Mg(OH)2,
B正确;氧气在正极反应,所以活性炭可以加快O2在正极上的反应速率,C
错误;电池工作时,电子从负极流出经外电路流向正极,即电子由a经外电
路到b,D正确。
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9. 某新型燃料电池以N2和H2为反应物,以溶有
A的稀盐酸为电解质溶液,装置如图所示,下列
有关说法错误的是( )
A. 通入H2的一极为负极
B. 通入N2的一极电极反应式为N2+6e-+8H+ 2N
C. 电池工作过程中左右两边区域溶液pH逐渐减小
D. 物质A是NH4Cl
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解析: 电池工作时,负极发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-
2H+,则通入H2的一极为负极,A正确;通入N2的一极为正极,正极上N2
被还原生成N ,电极反应式为N2+6e-+8H+ 2N ,B正确;正
极的电极反应式为N2+6e-+8H+ 2N ,反应中消耗H+,则电池工
作过程中左边区域溶液pH逐渐增大,负极反应中生成H+,则右边区域溶
液pH逐渐减小,C错误;根据负极和正极的电极反应式可得到该电池的总
反应式为N2+3H2+2H+ 2N ,因此物质A为NH4Cl,D正确。
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10. 肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20
%~30%的KOH溶液。下列说法正确的是( )
A. 该电池放电时,通入空气的一极为负极
B. 电池每释放1 mol N2转移的电子为6 mol
C. 电池工作一段时间后,电解质溶液中c(OH-)不变
D. 通入空气的一极的电极反应式是O2+2H2O+4e-
4OH-
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解析: 肼(N2H4)—空气燃料电池,通入燃料的一极是负极,电极反
应式为N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O,通入空气的一极是正极,电极
反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,A错误,D正确;电池每释放1 mol
N2转移电子为4 mol,B错误;由正、负极电极反应式可知,电池工作一段
时间后,有水生成,电解质溶液中c(OH-)减小,C错误。
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11. 化学电源在生产、生活中有着广泛的应用。回答下
列问题:
(1)图1中,正极电极反应式: ;
电子流向: (填“Zn”或“Cu”,下同)极经导
线流入 极。
2H++2e- H2↑
Zn
Cu
解析:Zn-Cu-稀硫酸原电池中,Zn比Cu活泼,则Zn作负极,Cu作正极,正极反应式:2H++2e- H2↑;电子从负极流向正极,即从Zn流向Cu。
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(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池,其工作原理
如图2所示。放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,负极电极反应式为Pb-2e-
+S PbSO4。
①写出放电时正极的电极反应式:
。
PbO2+2e-+4H++S PbSO4
+2H2O
②铅酸蓄电池放电一段时间,当转移2 mol电子时,正极质量将增
大 g。
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化学·必修第二册
目 录
解析:①根据放电总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O和负极电极反应式:Pb-2e-+S PbSO4,得正极电极反应式:PbO2+2e-+4H++S PbSO4+2H2O。②铅酸蓄电池放电一段时间,当转移2 mol电子时,根据PbO2~2e-~PbSO4,正极质量将增大(32+16×2)g=64 g。
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12. (1)将CH4与O2的反应设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所
示(A、B为多孔碳棒)。
①实验测得OH-向B电极移动,则 (填“A”
或“B”)处电极入口通甲烷。
B
②当消耗甲烷的体积为33.6 L(标准状况下)时,
假设电池的能量转化率为80%,则导线中转移电子
的物质的量为 。
9.6 mol
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解析:①实验测得OH-向B电极移动,则B电极是负极,因此B处通入的是甲烷。②甲烷的体积为33.6 L(标准状况下),其物质的量是1.5 mol,假设电池的能量转化率为80%,则导线中转移电子的物质的量为1.5 mol×80%×8=9.6 mol。
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(2)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能
长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+
8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,原电池负极的电极反应
为 ;放电时每转移3 mol电子,
有 mol K2FeO4被还原,正极附近溶液的碱性 (填“增
强”“不变”或“减弱”)。
解析:锌发生氧化反应,则电池负极的电极反应为Zn-2e-+2OH-
Zn(OH)2;铁元素化合价从+6价降低到+3价,因此放电时每转移3 mol
电子,有1 mol K2FeO4被还原。正极附近溶液的碱性增强。
Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2
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增强
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(3)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用双
氧水氧化吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图所
示(已知石墨只起导电作用,质子交换膜只允许H+
通过)。
①石墨1为 (填“正极”或“负极”),放
电时H+移向 (填“正极”或“负极”)。
负极
正极
②反应的总化学方程式为 。
SO2+H2O2 H2SO4
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解析:①由图可知,二氧化硫和双氧水反应生成硫酸,则石墨1为负极,石墨2为正极,酸性条件下过氧化氢在正极发生还原反应生成水,H+由负极石墨1移向正极石墨2;②由题意可知,电池的总反应为二氧化硫与过氧化氢反应生成硫酸,反应的化学方程式为SO2+H2O2 H2SO4。
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