专题10 原电池.docx
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专题10原电池
精锐教育学科教师辅导讲义
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课题
原电池
授课日期及时段
教学目的
1、通过制作简易原电池的实验,了解原电池的概念和原理
2、了解研制新型电池的重要性
3、会写简单的原电池电极反应
教学内容
原电池
考点1原电池的概念和原理
⑴特点:
把能转化为能的装置。
⑵构成条件:
①
②
③
④
⑶电极名称及电极反应
正极:
电子的极,电极(填“活泼”,“不活泼”),发生反应。
负极:
电子的极,电极(填“活泼”,“不活泼”),发生反应。
电子流向:
电子在外电路沿导线从______极流向_______极。
【例】Cu---Zn—稀H2SO4原电池:
正极材料是;正极电极反应式为;
反应类型
负极材料是;负极电极反应式是;反应类型
电池总反应为
对于简单的原电池的电极方程式,一般先写负极反应方程式,另外还应注意,正、负反应方程式之和等于总反应的方程式。
【真题链接】
(2007年江苏学业水平测试)如图为铜锌原电池示意图,下列说法正确的是()
A.锌片逐渐溶解
B.烧杯中溶液逐渐呈蓝色
C.电子由铜片通过导线流向锌片
D.该装置能将电能转变为化学能
考点2常用化学电源与新型电池
化学电池分为一次电池(如干电池)和二次电池(如铅蓄电池、银锌电池、锂电池)。
(1)锌锰干电池的正极材料是,负极材料是。
电池使用过程中,负极的电极反应式为。
(2)充电电池又称,最早使用的充电电池是。
(3)镍镉电池是一种新型的封闭式的体积较小的充电电池,以为负极,为
正极,以为电解质,其寿命比铅蓄电池长,可充电超过5OO次以上,广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。
(4)氢气和氧气可以形成燃料电池。
总反应为。
氢气在负极反应,电子;氧气在
极反应电子。
发展中的化学电源:
干电池、充电电池、燃料电池。
考点3原电池原理的应用
(1)加速化学反应速率
【练习】要增大锌和稀硫酸间置换反应的速率,下列措施正确的是
A.使用浓硫酸B.使用小颗粒的锌粒C.用酒精灯加热反应容器D.使用纯度高的锌粒
(2)判断原电池中两极的化学活动性,负极正极。
【练习】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>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a
(3)制化学电源
(4)金属的腐蚀与防护
①金属的腐蚀的本质是_____________分为_________、___________,其中___________腐蚀是占主要地位
②钢铁腐蚀包括_________和__________两种腐蚀方式,其中________腐蚀是占主要地位
③金属防护方法
a加保护层(如:
涂油漆、电镀);b牺牲阳极的阴极保护法;c制成不锈钢等d烤蓝
【课堂练习】
一、选择题
1.右图为锌、铜和稀硫酸组成的原电池,整个实验过程有6.5g锌溶解。
下列有关说法正确的是()
A.铜片是正极,发生氧化反应
B.锌片上有大量气泡产生
C.产生氢气的分子数为0.1NA
D.该装置将电能转变成了化学能
2.下列关于右图所示装置的叙述正确的是()
A.锌是正极B.铜片质量逐渐减少
C.铜片表面发生还原反应D.电流从锌片经导线流向铜片
3.下列说法正确的是()
A.手机电池在充电时,是电能转变为化学能
B.在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中,铜是负极
C.放热反应是不需要加热就能自发进行的反应
D.反应物的总能量高于生成物的总能量的反应是吸热反应
4.在右图所示的柠檬水果电池中,外电路上的电流从电极X
流向电极Y。
若X为铁,则Y可能是()
A.锌B.石墨
C.银D.铜·
5.下列叙述中不正确的是()
①电子从原电池正极经导线流向负极②电子从原电池负极经导线流向正极③原电池中电子从发生氧化反应的电极流出④原电池中电子从发生还原反应的电极流出⑤原电池中的两个电极,相对活泼的金属是负极
A.①③B.②④C.①④D.②③⑤
6.有四种金属a、b、c、d,将c置于含a离子的盐溶液中,放出无色气体且生成a的氢氧化物;若用b、d作电极,插入硝酸银溶液中组成原电池:
在b极上析出银;若a、b相接触并放置于空气中,a先被腐蚀。
则a、b、c、d的金属活泼性是()
A.A>b>c>dB.c>a>d>bC.c>b>a>dD.d>c>a>b
7.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()
A.加热B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片,改用铁粉
8.(2009·江苏)下列装置能够组成原电池的是()
9.下列每组的三种物质中,两边的固体均有导线连接,插人中间的液体中,其中能组成原电池的是()
A.Zn/H2SO4(稀)/CB.Cu/酒精/AgC.Zn/CCl4/CuD.Fe/H2SO4(稀)/Fe
10.氢氧燃料电池已用于航天飞机。
以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2+4OH——4e一=4H2OO2+2H2O+4e—=4OH—
下列说法错误的是()
A.氢气通人正极,氧气通入负极B.燃料电池的能量转化率不能达到100%
C.供电时的总反应为:
2H2+O2=2H2OD.产物为无污染的水,属于环境友好电池
二、填空题
11.如右图所示。
(1)写出正极的电极反应式:
。
(2)电子的流向:
。
(3)若将稀硫酸换成KOH溶液,则电流的方向为。
12.已知电极材料:
铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:
CuCl2溶液、Fe2(S04)3溶液、盐酸。
按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:
不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。
请说明原因
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?
,若能,请写出电极反应式,负极 ,正极 。
(若不能,后面两空不填)
(3)若电池反应为:
Cu十2H+=Cu2++H2,该池属于原电池还是电解池?
,请写出各电极的电极材料和电解质溶液
(4)通常所说的燃料电池都是以铂为电极,将燃烧反应的化学能转化为电能的。
在燃料电池中,可燃物在 极反应, 在另一极反应。
13.用铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成原电池,若铜片上共放出3.36L气体(标准状况)时,H2SO4恰好全部用完。
试计算:
(1)产生这些气体所消耗的锌的质量:
(2)稀硫酸的物质的量的浓度为多少?
(3)若用18.4mol/L浓H2SO4溶液配制200mL上述稀H2SO4,需要用到的玻璃仪器有______________________(至少写出四种)
【课堂小结】
【课后作业】
一、选择题
1.随着人们生活质量的不断提高,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.利用电池外壳的金属材料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.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极
2.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。
有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是……………………………()
A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用
3.原电池产生电流的本质原因是………………………………………………………()
A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接
C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
4.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为……………………()
A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X
5.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是()
A.镁B.铁C.铝D.铜
6.某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池正确的组成是………()
正极
负极
电解质溶液
A.
Cu
Zn
HCl
B.
Zn
Cu
CuSO4
C.
Cu
Zn
CuSO4
D.
Cu
Zn
ZnCl2
7.已知空气-锌电池的电极反应为:
锌粒:
Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O石墨:
O2+H2+2e—=2OH—。
根据判断,锌片是………………………………………()
A.正极,并被还原B.正极,并被氧化
C.负极,并被还原D.负极,并被氧化
8.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,其电极反应为:
Zn+2OH-—2e—=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH-。
据此判断,氧化银是…………………………………………………………………()
A.负极,并被氧化B.正极,并被还原
C.负极,并被还原D.正极,并被氧化
9.右图是氢氧燃料电池构造示意图。
关于该电池的说法不正确的是…………………………………………………………………()
A.a极是负极
B.正极的电极反应是:
O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电子由b通过灯泡流向a
D.氢氧燃料电池是环保电池
10.铁在下列情况下腐蚀最快的是………………………………()
A.铁放入海水中
B.将铁和锌连接后放入到海水中
C.将铁和锌连接后放入到淡水中
D.将铁和锡连接后放入到海水中
11.下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是………………()
A.在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D.将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极
12.氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入H2和O2,即可产生电流。
下列叙述中正确的是………………………………………………()
A.通入H2的电极为正极B.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C.工作时,负极区溶液pH降低D.工作时,溶液中的阴离子移向正极
13.以铁片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过电子时,下列说法正确的是………………………………………………………………………()
A.铁片溶解1mol,铜片上析出1molH2B.两极上溶解和析出的物质的质量相等
C.铁片溶解2g,铜片上析出1gH2D.铁片溶解1mol,硫酸消耗1mol
二、填空题
1.如图所示装置:
(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为。
两极反应式为:
正极;
负极。
该装置将能转化为能。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为,
总反应方程为。
2.利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2反应,设计一个原电池,写出电极反应式。
3.有A、B两种金属分别与盐酸反应,产生氢气的速率相近。
怎样设计一个实验证明A、B两种金属的活动性?
(画出实验装置图)
三、化学与社会
1.目前,有一家著名的清洁公司对废旧电池的回收这项事业迈出了有利的一步。
设计了废电池回收程序:
(1)放置废电池回收箱;
(2)定期专人上门收集;(3)电池分类(普通电池、纽扣电池)
(4)市内库房分类储存;(5)集中到一定数量后运至郊区放置地点,依电池种类装入集装箱内封存,直至国内成熟的废电池回收技术出台。
但是目前回收渠道不畅,你认为造成这一结果的原因可能是()
A.电池生产企业星罗密布,规模小,工艺技术落后,污染严重,没有能力组织回收工作
B.国内垃圾处理场的处理工艺有待改进
C.人们普遍没有意识到废旧电池不当处理对自身的危害及自己在回收环节的重要性
D.废电池的环境管理是一项复杂的工程,涉及到收集、分类、运输、处理等,牵扯面广
E.电池中所含的金属价值不高,进而可获得的利润有限
2.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应式可以表示为:
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸,以下说法正确的是()
①以上反应是可逆反应;②以上反应不是可逆反应;③充电时化学能转变为电能;④放电时化学能转变为电能
A.①③B.②④C.①④D.②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。
在酸性土壤中这种污染尤为严重。
这是因为:
。
四、计算题
1.在由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中,若锌片只发生电化学腐蚀,当在铜片上放出3.36L(标准状况)的H2时,硫酸恰好用完,则:
①产生这些气体消耗的锌的质量是多少?
②通过导线的电子的物质的量是多少?
③原稀硫酸的物质的量浓度是多少?
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
B
D
D
C
B
C
D
B
C
D
CD
BC
AD
二、填空题
1.
(1)镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转;
正极:
2H++2e—=H2↑负极:
Mg-2e—=Mg2+
化学能、电能
(2)Al;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2.原电池如右图:
负极(Cu):
Cu-2e—=Cu2+
正极(C):
2Fe3++2e—=2Fe2+
3.将A、B金属用导线连接插入盐酸中组成原电池,有气泡冒出
的是较不活泼金属,另一极为活泼金属。
(图略)
三、化学与社会
1.ABCDE
2.
(1)B;
(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液
四、计算题
1.①9.75g;②0.3mol;③0.75mol/L
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