资源预览内容
第1页 / 共26页
第2页 / 共26页
第3页 / 共26页
第4页 / 共26页
第5页 / 共26页
第6页 / 共26页
第7页 / 共26页
第8页 / 共26页
第9页 / 共26页
第10页 / 共26页
亲,该文档总共26页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
1第第 1 1 节节 原电池原电池 化学电源化学电源考试说明1了解原电池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。命题规律本节内容是高考的常考点,其考查形式一般以新型能源电池或燃料电池为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子或电流的方向及溶液 pH 的变化等;原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等,主要以选择题、填空题形式出现。考点 1 原电池及其工作原理1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。2构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:电解质溶液;两电极直接或间接接触;两电极插入电解质溶液中。3工作原理(以铜一锌原电池为例)23(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。(2)活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。(3)电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。(4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。(5)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的 KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。【基础辨析】判断正误,正确的画“” ,错误的画“” 。(1)CaOH2O=Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能。()(2)在原电池中,发生氧化反应的电极一定是负极。()(3)其他条件均相同,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。()(4)某原电池反应为 Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag,装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl 饱和溶液。()(5)因为铁的活泼性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池,必是铁作负极、铜作正极。()(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定作负极。()4题组一 原电池的工作原理1在如图所示的 8 个装置中,属于原电池的是( )A B C D答案 D解析 根据原电池的构成条件可知:中只有一个电极,中两电极材料相同,中酒精不是电解质,中两电极材料相同且无闭合回路,故不能构成原电池。2如下图是 Zn 和 Cu 组成的原电池示意图,某小组做完该实验后,在读书卡片上作了如下记录,其中合理的是( )A B C D答案 D解析 由图可知,该电池反应为:ZnH2SO4=ZnSO4H2,活泼金属 Zn 作负极,Cu作正极;外电路中电流由正极流向负极,、错误;Zn 失去电子被氧化成 Zn2,失去的电子经外电路流向正极,溶液中的 H在正极上得到电子,析出 H2,、正确。题组二 原电池正负极的判断3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。下列说法中正确的是 ( )5A(1)(2)中 Mg 作负极,(3)(4)中 Fe 作负极B(2)中 Mg 作正极,电极反应式为 6H2O6e=6OH3H2C(3)中 Fe 作负极,电极反应式为 Fe2e=Fe2D(4)中 Cu 作正极,电极反应式为 2H2e=H2答案 B解析 (1)中 Mg 作负极;(2)中 Al 作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。4用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的 U 形管)构成一个原电池(如图)。下列有关该原电池的叙述中正确的是( )在外电路中,电子由铜电极流向银电极正极反应:Age=Ag实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作将铜片浸入 AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D答案 B解析 该原电池中铜作负极,银作正极,电子由铜电极流向银电极,正确;该原电池中 Ag在正极上得到电子,电极反应为 Age=Ag,正确;实验过程中取出盐桥,不能形成闭合回路,原电池不能继续工作,错误;该原电池的总反应为Cu2Ag=Cu22Ag,正确。原电池正负极的判断方法6考点 2 原电池原理的应用1比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。2加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率加快。例如,在 Zn 与稀H2SO4反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的反应速率加快。3设计制作化学电源(1)必须是能自发进行的氧化还原反应。(2)正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。(3)电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子,如在 CuZn 构成的原电池中,负极 Zn 浸泡在含有 Zn2的电解质溶液中,而正极Cu 浸泡在含有 Cu2的电解质溶液中。实例:根据 Cu2Ag=Cu22Ag 设计电池:4用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如,要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。7对于某些原电池,如镁、铝和 NaOH 溶液组成的原电池,Al 作负极,Mg 作正极。因此,原电池中负极的金属性不一定比正极活泼。【基础辨析】判断正误,正确的画“” ,错误的画“” 。(1)电工操作中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用,是因为铜、铝在潮湿的环境中形成原电池,加快了铝的腐蚀,易造成断路。()(2)镀锌铁皮与镀锡铁皮的镀层破损后,前者腐蚀速率大于后者。()(3)生铁比纯铁更耐腐蚀。()(4)铁与 HCl 反应时加入少量 CuSO4溶液,产生 H2的速率加快。()(5)CH2O=COH2可设计成原电池。()(6)将氧化还原反应设计成原电池,可以把物质内部的能量全部转化为电能。()题组一 判断金属的活动性强弱1有 A、B、C、D、E 五块金属片,进行如下实验:A、B 用导线相连后,同时浸入稀 H2SO4溶液中,A 极为负极;C、D 用导线相连后,同时浸入稀 H2SO4溶液中,电流由D导线C;A、C 相连后,同时浸入稀 H2SO4溶液中,C 极产生大量气泡;B、D 相连后,同时浸入稀 H2SO4溶液中,D 极发生氧化反应;用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液,E 先析出。据此,判断五种金属的活动性顺序是( )AABCDE BACDBECCABDE DBDCAE答案 B解析 A、B 相连时,A 为负极,金属活动性:AB;C、D 相连时,电流由 D导线C,说明 C 为负极,金属活动性:CD;A、C 相连后,同时浸入稀 H2SO4溶液中,C 极产生大量气泡,说明 C 为正极,金属活动性:AC;B、D 相连后,D 极发生氧化反应,说明 D 为负极,金属活动性:DB;用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液,E 先析出,说明金属活动性 BE。由此可知,金属活动性:ACDBE,B 项正确。2根据下图可判断下列离子方程式中错误的是( )A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)8BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)答案 A解析 题图所示装置是原电池的构成装置,左图中 Cd 为负极,发生的是 Cd 置换出 Co的反应,即 Cd 的金属活动性强于 Co,B 正确;右图中 Co 为负极,Co 置换出 Ag,说明 Co的金属活动性强于 Ag,D 正确;综上可知,Cd 的金属活动性强于 Ag,所以 Cd 可以置换出Ag,C 正确,A 错误。题组二 改变化学反应速率3一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时,为了加快反应速率又不影响生成 H2的总量,可采取的措施是 ( )A加入少量稀 NaOH 溶液B加入少量 CH3COONa 固体C加入少量 NH4HSO4固体D加入少量 CuSO4溶液答案 D解析 由于是一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应,产生 H2的量由 HCl 决定。加入 NaOH溶液,消耗 HCl,使c(H)减小,n(H)减小,速率减慢且 H2量减少,故 A 错误;加入CH3COONa,c(H)减小,速率减慢,故 B 错误;加入 NH4HSO4,c(H)增大,n(H)增大,速率加快,且 H2量增多,故 C 错误;加入 CuSO4,Zn 可置换出 Cu,形成原电池加快速率,n(H)不变,生成 H2量不变,故 D 正确。4选择合适的图像:(1)将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀硫酸中,同时向 a 中加入少量的CuSO4溶液,产生 H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(2)将过量的两份锌粉 a、b 分别加入定量的稀硫酸,同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液,产生 H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(3)将(1)中的 CuSO4溶液改成 CH3COONa 溶液,其他条件不变,则图像是_。答案 (1)A (2)B (3)C解析 (1)当加入少量 CuSO4溶液,Zn 可以置换 Cu,构成原电池,速率加快,但由于部分 Zn 参与置换 Cu 的反应,H2的量减少,故选 A。(2)Zn 与 CuSO4溶液反应置换 Cu,Zn、Cu、H2SO4构成原电池,加快反应速率,但由于Zn 足量,n(H)不变,H2的量不变,故选 B。(3)加入 CH3COONa,c(H)减少,但n(H)不变,故速率减慢,H2的量不变,故选 C。9题组三 设计原电池5能量之间可相互转化:电解食盐水制备 Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图(见下图),并作相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。(2)以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极_。(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_,其原因是_ _。答案 (1)(2)电极逐渐溶解 (3)甲 电池乙的负极可与 CuSO4溶液直接发生反应,导致部分化学能转化为热能;电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应,化学能在转化为电能时损耗较小解析 (1)设计原电池时,应选用活泼性不同的两种金属,电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子。(2)由所给电极材料可知,当铜片作电极时,Cu 一定是正极,则负极是活泼
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号