最新高中化学原电池原理及其应用 精品Word下载.docx
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(1)金属,
(2)电子流的极,(3)发生反应的电极。
正极
(1)金属,
(2)电子流的极,(3)发生反应的电极。
注意:
(1)原电池构成的本质条件:
某一电极(负极)要能与电解质溶液的中某种成分反应。
(2)很活泼的金属单质不可做原电池的负极,如K、Na、Ca等
(3)在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)两极得失电子数相等
二.燃料电池
它以还原剂(甲醇、氢气、一氧化碳、甲烷等作燃料)为负极反应物,以氧化剂(氧气、空气等)为正极反应物。
电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质。
【例题解析】
1.下列实验现象描述不正确的是()
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中,铜片表面出现气泡
B.用锌片作阳极,铁片作阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的烧杯中,加入几滴氯化铜溶液,气体生成速率加快
解题思路:
。
易错点:
2.镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染镉的镍镉电池,镍氢电池的总反应是:
H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2,根据此反应式判断,下列叙述中正确的是()
A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH值不断增大
B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池充电时,氢元素被还原
D.电池放电时,H2是负极
【考题再现】
1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。
锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是()
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为:
2MnO2+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过度0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
思维方法:
展望高考:
2.以下现象与电化腐蚀无关的是()
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁心(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈
D.银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗
【针对训练】
A.基础训练
1.随着人们生活质量不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。
其首要原因是
A.利用电池外壳金属材料
B.防止电池中,汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄出的电解液腐蚀其它物品
D.回收其中的石墨电极
2.铁棒与石墨棒用导线联接后浸入0.01mol/L的食盐溶液中,可能出现的现象是()
A.铁棒附近产生OH-B.铁棒逐渐被腐蚀
C.石墨棒上放出氯气D.石墨棒上放出氧气
3.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH值()
A.不变B.先变小后变大
C.逐渐变大D.逐渐变小
4.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是
A.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓
B.2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓
C.2H2O+O2+4e-=4OH-
D.Fe-3e-=Fe3+
5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时,a为负极;
c、d相连时,电流由d到c;
a、c相连时,c极上产生大量气泡;
b、d相连时,b极上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()
A.a>
b>
c>
dB.a>
d>
b
C.c>
a>
dD.b>
a
B.提高训练
6.某原电池总反应的离子方程式为:
2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的电池是()
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液
C.正极为Cu,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液
7.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为
Zn+Ag2O+H2O
2Ag+Zn(OH)2
在此电池放电时,负极上发生反应的物质是
A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn
8.钢铁的锈蚀过程中,下列五种变化可能发生的是()
(1)Fe由+2价转化为+3价;
(2)O2被还原;
(3)H+被还原;
(4)有Fe2O3·
H2O生成;
(5)杂质碳被氧化除去
A.
(1)
(2)B.(3)(4)
C.
(1)
(2)(3)(4)D.
(1)
(2)(3)(4)(5)
9.据报道,美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池,它具有容量大、污染小的特点,其电池反应为:
2Zn+O2=2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液,则下列叙述正确的是()
A.锌为正极,空气在负极反应
B.负极还原反应,正极氧化反应
C.负极的电极反应为:
Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O
D.电池工作时溶液的pH降低
10.有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。
该电池中反应的化学方程式:
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,则关于此燃料电池的下列说法正确的是(一个电子所带电量为1.6×
10-19C)()
A.通入甲烷的电极为电池的正极,通入氧气的电极为负极
B.在标准状况下,每消耗5.6LO2,可向外提供9.6×
118C的电量
C.通入甲烷电极的电极反应为:
CH4+10OH――8e-=CO32-+7H2O
D.放电一段时间后,溶液的pH升高
C.能力训练
11.将Al片和Cu片用导线联接,一组插入浓硝酸中,一组插入稀氢氧化钠溶液中,分别形成的原电池。
(1)在这两个原电池中,负极分别为()
A.Al片、Cu片B.Cu片、Al片
C.Al片、Al片D.Cu片、Cu片
(2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式。
(3)写出插入稀氢氧化钠溶液中,形成原电池的电极反应式。
12.称取三份锌粉,分别盛于甲、乙、丙三支试管中,按下列要求另加物质后,塞上导管塞子,定时间测定生成氢气的体积。
甲加入50mlpH=3的盐酸,乙加入50mlpH=3的醋酸,丙加入50mlpH=3的醋酸及少量胆矾粉末。
若反应终了,生成氢气的体积一样多,且没有剩余的锌,请用“>
”、“=”、“<
”回答:
(1)开始时反应速率的大小为;
(2)三试管中参加反应的锌的质量为;
(3)反应终了,所需时间为;
(4)在反应过程中,乙、丙速率不同的理由是。
13.熔融盐原料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阳极反应式:
2CO+CO32-=4CO2+4e-
阴极反应式:
总电池反应式:
D.奥赛一瞥
14.在一个盛有硝酸银溶液的烧杯里,放入质量相同的锌片和银片。
两个金属片与一个小灯泡相连。
经过一段时间后,从溶液中取出金属片,这时发现,二者的质量有相同的变化。
试确定发生原电池反应的锌的物质的量分数(假设整个过程是定量地进行的,而且原电池的电压不变)。
1.[解析]铜片和铁片靠在一起浸在稀H2SO4中,形成原电池,铜片正极,有H2放出;
电镀时,镀层金属作阳极,待镀金属作阴极,因此铁片上将镀上一层锌;
铜片插入FeCl3溶液,Cu能还原Fe3+生成Fe2+,但不能置换单质铁;
Zn与盐酸反应时,加入几滴氯化铜溶液,Zn优先置换出铜,形成铜锌原电池,加快H2的产生。
答案:
C
2.[解析]蓄电池在充电时相当于电解池,放电时相当于原电池,放电时,H元素被氧化,Ni元素被还原;
充电时,H元素被还原,Ni元素被氧化。
放电时,H2-2e-=2H+,H2被氧化,为负极,其周围的PH值因H+的产生而降低。
答案:
CD
1.C2.D
1.B2.B3.C4.D5.B6.CD7.D8.C9.C10.BC
11.
(1)B
(2)负极:
Cu-2e-=Cu2+正极:
2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O
12.
(1)V甲=V乙=V丙
(2)m甲=m乙<
m丙
(3)t甲>
t乙>
t丙(4)由于醋酸属于弱酸,反应过程中c(H+)乙>
c(H+)甲丙构成原电池,反应最快。
13.O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2
14.得到银的化学过程:
Zn+2Ag+→Zn2++2Ag与银在银片上的电化学沉积(同时有锌溶解)平行地进行。
若对于每1mol参加反应的锌,有xmol的锌在电化学过程中溶解,则同时有2xmol的银在银电极上沉积。
于是在化学过程中被溶解的锌为(l-x)mol,同时在锌电极上被沉积的银则为2(l-x)mol。
根据题给条件,两个电极上的增量相等:
118×
2(l-x)-65x-65(1-x)=118×
2x
由此可得:
x=0.35mol
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