高三原电池与电解池总复习.docx
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高三原电池与电解池总复习
原电池的工作原理
例题:
下列可以构成原电池的有哪些?
同时,电极反应有什么?
探究一:
向一个烧杯中加入1.0mol/L硫酸铜溶液30mL,再加入适量的锌粉,用温度剂测量,观察温度的变化
探究二:
向两只烧杯中加入30mL1.0mol/L硫酸铜溶液和30mL1.0mol硫酸锌溶液,将连接导线和电流计的锌片和铜片分别插入硫酸锌溶液和硫酸铜溶液中,将盐桥(装有饱和KCL溶液的琼脂,离子在盐桥中能自由移动)插入两只烧杯内的电解质,观察现象,如果取出盐桥呢,会有什么现象。
探究:
例题:
1.微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。
这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I-。
下列有关说法正确的是( )
A.正极反应:
2Li-2e-===2Li+
B.负极反应:
I2+2e-===2I-
C.总反应是:
2Li+I2===2LiI
D.金属锂作正极
答案:
C
点拨:
该电池中Li的活泼性强,作负极,其反应为:
2Li-2e-===2Li+,B、D均错。
正极反应为:
I2+2e-===2I-,A错。
总反应为2Li+I2===2LiI,C正确。
2.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。
下列对该燃料电池说法不正确的是( )
A.在熔融电解质中,O2-移向正极
B.电池的总反应是:
2C4H10+13O2===8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极,电极反应为:
O2+4e-===2O2-
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:
C4H10+13O2--26e-===4CO2↑+5H2O
答案:
BC
点拨:
该燃料电池中,O2在正极得到电子变成O2-,所以O2-应由正极移向负极,A项错;丁烷是还原剂,所以通入丁烷的一极应是负极,D项错。
3.阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为:
2H2+O2===2H2O,电解质溶液为KOH溶液,反应保持在较高温度,使水蒸发,则下列叙述中正确的是( )
A.此电池能发出蓝色火焰
B.H2为正极,O2为负极
C.工作时,电解质溶液的pH不断减小
D.电极反应为:
负极2H2+4OH--4e-===4H2O;正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-
答案:
D
点拨:
氢氧燃料电池在放电时,氢气和氧气在铂的催化下反应,并不燃烧;根据氢气和氧气在反应中化合价的变化,可以确定氢气在负极上反应,而氧气在正极上反应;电极反应式为:
负极2H2+4OH--4e-===4H2O,正极O2+2H2O+4e-===4OH-,总反应2H2+O2===2H2O;因为反应生成的水蒸发,所以KOH溶液的浓度保持不变,故整个溶液的pH保持不变。
4.氯铝电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液,试回答下列问题:
(1)通入氯气的电极是________极(填“正”或“负”),电极反应式为:
_________________________________________________。
(2)加入铝的电极是________极(填“正”或“负”),电极反应式为:
_________________________________________________。
(3)电子从________极流向________极(填“Al”或“Cl2”)。
答案:
(1)正 3Cl2+6e-===6Cl-
(2)负 2Al-6e-+8OH-===2AlO+4H2O
(3)Al Cl2
点拨:
根据Cl2和Al的反应方程式:
3Cl2+2Al===2AlCl3可知,铝易失电子被氧化,为负极,但电解液为KOH溶液,故负极反应为:
2Al-6e-+8OH-===2AlO+4H2O,Cl2易得电子被还原,为正极,电极反应为3Cl2+6e-===6Cl-。
在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向正极(Cl2极)。
电解池
作业:
训练1 原电池
[基础过关]
一、原电池工作原理的应用
1.关于右图装置的叙述,正确的是( )
A.铜是负极,铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原后生成H2
2.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中
电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是( )
A.外电路的电流方向为X→外电路→Y
B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe
C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y
3.如图所示装置中,可观察到电流表指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由
此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是( )
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
锌
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
4.按下图装置实验,若x轴表示流出负极的电子的物质的量,则y轴应表示( )
①c(Ag+) ②c(NO) ③a棒的质量 ④b棒的质量
⑤溶液的质量
A.①③B.③④C.①②④D.②
二、原电池正极、负极的判断
5.对于原电池的电极名称,叙述错误的是( )
A.发生氧化反应的一极为负极
B.正极为电子流入的一极
C.比较不活泼的金属为负极
D.电流流出的一极为正极
6.在如图所示的装置中,a的金属活动性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各
种叙述不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大
B.a是正极,b是负极
C.导线中有电子流动,电子从a极流向b极
D.a极上发生了氧化反应
7.如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,
已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。
下列有关说法正确的是( )
A.Fe比Pb活泼,始终作负极
B.Fe在浓HNO3中钝化,始终不会溶解
C.电池停止工作时,烧杯中生成了Fe(NO3)3
D.利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想
三、电极反应式的书写
8.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是( )
A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为Al-3e-===Al3+
B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O
C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
9.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+
B.电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu
C.在外电路中,电流从负极流向正极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
10.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。
某种锂电池的总反应方程式为Li+MnO2===LiMnO2,下列说法正确的是
( )
A.Li是正极,电极反应为Li-e-===Li+
B.Li是负极,电极反应为Li-e-===Li+
C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-===MnO
D.Li是负极,电极反应为Li-2e-===Li2+
[能力提升]
11.由锌片、铜片和200mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(1)原电池的负极反应是
___________________________________________________,
正极反应是__________________________________________。
(2)电流的方向是______________________________________。
(3)一段时间后,当在铜片上放出1.68L(标准状况下)气体时,H2SO4恰好消耗一半。
则产生这些气体的同时,共消耗________g锌,有______个电子通过了导线,原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。
12.依据氧化还原反应:
2Ag+(aq)+Cu(s)===2Ag(s)+Cu2+(aq)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是________;
(2)银电极为电池的____________极,发生的电极反应为__________________________;X电极上发生的电极反应为________________________________________________;
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
13.已知可逆反应:
AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O。
(Ⅰ)如下图所示,若向B中逐滴加入浓盐酸,发现电流表指针偏转。
(Ⅱ)若改用向B中滴加40%的NaOH溶液,发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。
试回答问题:
(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转?
________________________________
________________________________________________________________________。
(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反?
________________________________________________________________________。
(3)操作(Ⅰ)中,C1棒上的反应为____________________________________________。
(4)操作(Ⅱ)中,C2棒上的反应为____________________________________________。
14.现有如下两个反应:
(A)NaOH+HCl===NaCl+H2O
(B)Cu+2Ag+===Cu2++2Ag
(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池__________________________________。
(2)如果不能,说明其原因__________________________________________________。
(3)如果可以,则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”):
负极:
________,____________,__________________________________________;
正极:
________,____________________,__________________________________;
若导线上转移电子1mol,则正极质量增加________g,电解质溶液:
________。
[拓展探究]
15.某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu金属活动性的相对强弱,他们提出了以下两种方案。
请你帮助他们完成有关实验项目:
方案Ⅰ:
有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。
该原理的离子方程式为__________________
______________________________
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