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首页 高中化学知识 沉淀溶解平衡 一次电池 二次电池 燃料电池 试题正文
  • 问答题
    Ⅰ．已知常温下，AgCl的Ksp=1.8×10-10，AgBr的Ksp=4.9×10-13．
    （1）现向AgCl的悬浊液中：
    ①加入AgNO3固体，则c（Cl-）______（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；
    ②若改加更多的AgCl固体，则c（Ag+）______；
    ③若改加更多的KBr固体，则c（Ag+）______，c（Cl-）______；
    （2）有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是______；
    A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，升高温度，Ksp 一定增大
    B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小
    C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
    D．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变
    Ⅱ．最近有人制造了一种燃料电池使汽油氧化直接产生电流，其中一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．回答下列问题：
    （1）以辛烷为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是______．
    （2）这个电池负极的电极反应式为C8H18+25O2--50e-═8CO2+9H2O，正极的电极反应式为______．固体电解质里O2-的移动方向是______，向外电路释放电子的电极是______．
    本题信息：化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “Ⅰ．已知常温下，AgCl的Ksp=1.8×10-10，AgBr的Ksp=4.9×10-13．（1）现向AgCl的悬浊液中：①加入AgNO3固体，则c（Cl-）______（填“变大”、“变小”或“不变”，下同...” 主要考查您对

沉淀溶解平衡

一次电池

二次电池

燃料电池

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沉淀溶解平衡:

1、定义：在一定条件下，当难容电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等，此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡，称为沉淀溶解平衡。
例如:

2、沉淀溶解平衡的特征：
(1)逆：沉淀溶解平衡是可逆过程。
(2)等：
(3)动：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率相等且不为零。
(4)定：达到平衡时，溶液中各离子的浓度保持不变，
(5)变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。
3、沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因：难溶电解质本身的性质。
(2)外因
a．浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但不变。
b.温度：多数难溶电解质溶于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同时变大。
c.同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入含原体系中某离子的物质，平衡向沉淀生成的方向移动，但不变。
d．其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系巾某些离子反应生成更难溶的物质或气体的物质，平衡向溶解的方向移动，不变。

沉淀溶解平衡的应用：

1．沉淀的生成
(1)意义：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)方法
a．调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使转变为沉淀而除去。
 
b．加沉淀剂法：如以等作沉淀剂，使某些金属离子如等生成极难溶的硫化物 等沉淀，也是分离、除杂常用的方法。

说明：化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时即沉淀完全。
2．沉淀的溶解
(1)意义：在实际工作中，常常会遇到需要使难溶物质溶解的问题、根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去沉淀溶解平衡体系中的相应离子，使平衡就会向沉淀溶解的方向移动，使沉淀溶解。
(2)方法
a．生成弱电解质：加入适当的物质，使其与沉淀溶解平衡体系中的某离子反应生成弱电解质。如向沉淀中加入溶液，结合生成使的溶解平衡向右移动。
b．生成配合物：加入适当的物质，使其与沉淀反应生成配合物。
如:

c．氧化还原法：加入适当的物质，使其与沉淀发生氧化还原反应而使沉淀溶解。


d．沉淀转化溶解法：本法是将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀，然后再溶解：
如向中加入饱和溶液使转化为再将溶于盐酸。
3．沉淀的转化
(1)实质：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 例如
 
(2)沉淀转化在工业上的应用在工业废水处理的过程中，用FeS等难溶物作沉淀剂除去废水中的重金属离子．


固体物质的溶解度:

绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。不同的固体物质在水中的溶解度差别很大，可将物质进行如下分类：


电源：

化学电源化学电源是能够实际应用的原电池，化学电池是将化学能转变成电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。

一次电池：

 (1)普通锌锰干电池构造简单，价格便宜，但放电时间短，放电后电压下降较快。
负极：
正极：
总反应式：
(2)碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。负极是正极是电解质是
负极：
正极：
总反应式：
(3)锂电池
用金属锂作负极，石墨作止极，电解质溶液由四氯化铝锂溶解在亚硫酰氯组成。
负极：
正极：
总反应式：
(4)锌银电池
负极是Zn，正极是，电解质是KOH。
负极：
正极：
总反应式：
这种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式微型电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。


二次电池：

(1)蓄电池：蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池，也称二次电池。其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。
①酸性铅蓄电池铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极，由另一组充满二氧化铝的铅锑合金格板做正极，两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中，放电时，电极反应为：
负极：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e- 正极：PbO2＋SO42－十4H＋＋2e-＝PbSO4＋2H2O
总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4十2H2O
放电后，正负极板上都沉积有一层PbSO4，放电到一定程度之后又必须进行充电，充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接，将负极上的PbSO4还原成Pb，而将正极上的PbSO4氧化成PbO2，
充电时发生放电时的逆反应：阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42－阳极：PbSO4＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e- 总反应：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋H2SO4
②碱性蓄电池日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多，携带方便，使用寿命比铅蓄电池长得多，使用信当可以反复充放电上千次，但价格比较贵。商品电池中有镍－镉（Ni－Cd）和镍一铁（Ni－Fe）两类，它们的电池反应是：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
Fe＋2NaO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Fe(OH)2
反应是在碱性条件下进行的，所以叫碱性蓄电池。
(2)银锌蓄电池 银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为KOH溶液。 常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。
负极：Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2
正极：Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-?
银锌电池跟铅蓄电池一样，在使用一段时间后就要充电，充电过程表示如下：
阳极：2Ag＋2OH-－2e-＝Ag2O＋H2O
阴极：Zn(OH)2＋2e-＝Zn＋2OH-?
总反应式：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag
一粒钮扣电池的电压达1.59V，安装在电子表里可使用两年之久。

燃料电池：

燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。
(1)氧氧燃料电池以氢气为燃料(作负极)，以氧气为氧化剂(作正极)，可用酸性电解质(如稀H2SO4)，也可用碱性电解质(如KOH)。
①若电解质是酸性的，在电极反应式中不能出现OH-。
负极：
正极：
总反应式：
②若电解质是碱性的，在电极反应式中不能出现H+。
负极：
正极：
总反应式：
(2)甲烷一氧气燃料电池
若将金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气。
负极：
正极：
总反应式：


新型化学电源的考查及解题指导：

近几年高考试题中出现的新型电池，有“氢镍电池”“高铁电池”“锌一锰碱性电池”、我国首创的“海洋电池”“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”“银锌电池～纽扣电池”等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量 (单位质量释放的能量)高等特点。取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以，大多数考生认为这类试题难度大，而难在何处又十分迷茫。实际上这些题目主要考查的是学生对信息的迁移应用能力。具体有以下几个考查角度：
1．新型电池“放电”时正、负极的判断
 
2．新型电池“放电”时，电极反应式的书写首先根据电池反应分析物质得失电子情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液巾的离子发生反应；对于较复杂的电极反应，可以利用总反幢方程式减去较简单一极的电极反应式，从而得到较复杂一极的电极反应式。
3．新型电池“充电”时阴、阳极的判断首先明确原电池放电时的正、负极，再根据充电时，阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。
4．新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断首先分清电池是放电还是充电；再判断正、负极或阴、阳极，进而可确定离子的移动方向。


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