首页 > 高中 > 化学 > 2022学年高二化学第一学期 能力训练（23）
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化学能力训练（23）[例1]：航天技术上使用的氢－氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢－氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式均可表示为：2H2＋O2＝2H2O。酸式氢－氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为：2H2－4e－＝4H＋，则其正极反应为_________________；碱式氢－氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，则其负极反应为_________________________。解析：原电池正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，在酸性溶液中：4OH－＋4H＋＝4H2O，故正极反应为：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；在原电池负极发生氧化反应：2H2－4e－＝4H＋，在碱性溶液中：4H＋＋4OH－＝4H2O，故负极反应为：2H2＋4OH－―4e－＝4H2O。由此可知，在书写电极反应时要注意电解质参与电极反应。[例2]：市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题。（1）热敷袋产生热量的来源是____________________________________________。（2）炭粉的主要作用是__________________________________________________。（3）加入NaCl的主要作用是_____________________________________________。（4）写出生成铁锈的有关方程式__________________________________________。（按生成过程分步写，不可合并成总式）解析：本题为一信息给予题，实质上考的是原电池的有关知识。同时考查学生分析信息，利用信息解决问题的能力。从热敷袋使用前与空气隔绝，启用后却要打开揉搓，说明有空气参与了热敷袋内的反应。反应后有大量铁锈生成，说明有O2参加，而放出的热量是铁被氧化时释放的。从启用到放出热时间很短，显然不是铁的缓慢氧化所能形成的现象，会很容易想到热敷袋内发生的是原电池反应，其中铁做负极，炭粉为正极，NaCl与水构成了电解质溶液。轻轻揉搓的作用是使铁屑与炭粉、氯化钠、水以及空气充分接触，以促使原电池反应的发生，热敷袋中主要发生以下反应：Fe－2e-==Fe2+，；2H2O+O2+4e--==4OH--；Fe2++2OH--==Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3；2Fe（OH）3==Fe2O3+3H2O。【例3】为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置，再放在玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是（）A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀【命题意图】考查有关金属腐蚀的问题。【解析】Ⅱ中铁丝与铜丝相连，金属活泼性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C选项正确；Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ2。由于均发生了2H++2e—=H2↑，Ⅰ和Ⅱ均生成了气体，液面都会下降，左侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ的低，A选项正确，B选项错误；Ⅲ中虽然铁丝也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。故选B。【答案】B答案：2
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