高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)規(guī)律 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 微專題五 原電池工作原理及應(yīng)用中的三大熱點課件 魯科版必修第二冊-魯科版高一第二冊化學(xué)課件

1、微專題五原電池工作原理及 應(yīng)用中的三大熱點第2章第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化一、“五法”判斷原電池的正負(fù)極1.已知空氣鋅電池的電極反應(yīng)如下：鋅電極：Zn2e2OH=ZnOH2O石墨電極： O22eH2O=2OH可判斷鋅電極是A.負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) B.正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) D.正極，發(fā)生還原反應(yīng)解析據(jù)電極反應(yīng)，鋅失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故鋅應(yīng)做負(fù)極材料，故選C項。跟蹤訓(xùn)練2.如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則下列敘述正確的是A.a為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為稀硫酸B.b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.a為正極，是

2、碳棒，燒杯中的溶液為稀硫酸D.b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液解析Fe、C形成的原電池中，鐵片做負(fù)極，失去電子，生成亞鐵離子，由于a極上有大量氣泡產(chǎn)生，所以a極為正極碳棒，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，b極為負(fù)極鐵片，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，故C項正確。需要注意的是活潑金屬一般做負(fù)極，但不要形成“活潑金屬一定做負(fù)極”的思維定式，如鐵、銅和濃硝酸形成的原電池中，鐵發(fā)生鈍化，做正極，而銅做負(fù)極。歸納總結(jié)3.普通水泥在固化過程中其自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一特點，科學(xué)家們發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuAg2O=Cu2O2Ag，下列有關(guān)說法正

3、確的是A.Cu為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.Ag2O/Ag電極為正極C.測量原理示意圖中，電子由Cu電極經(jīng)過溶液流向Ag2O/ Ag電極D.電池工作時，OH向正極移動解析Cu在反應(yīng)中失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)做電池的負(fù)極，Ag2O在反應(yīng)中得到電子，應(yīng)做原電池的正極，故A項錯誤，B項正確；C項，電子流向應(yīng)為負(fù)極(Cu)經(jīng)導(dǎo)線流向正極(Ag2O/Ag)，電子不能通過溶液，錯誤；D項，原電池在工作時，電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)移向負(fù)極，錯誤。二、簡單原電池電極反應(yīng)式書寫及判斷1.書寫電極反應(yīng)式時遵循的原則原電池電極反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)，因此電極反應(yīng)式的書寫要遵循質(zhì)量守恒、得失電子守恒及電荷守恒，兩電極反應(yīng)式相

4、加得電池總反應(yīng)式。2.一般電極反應(yīng)式的書寫思路4.科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中發(fā)電，電池負(fù)極反應(yīng)式為A.H22OH2e=2H2OB.O24H4e=2H2OC.H22e=2HD.O22H2O4e=4OH解析根據(jù)題給信息，該燃料電池的總反應(yīng)式為2H2O2=2H2O。電解液為酸性溶液，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH，A、D項錯誤；又因為燃料電池中負(fù)極通入氫氣，正極通入氧氣，B項錯誤。跟蹤訓(xùn)練5.如圖所示裝置。(1)若燒杯中的溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象為_，正極反應(yīng)式為_，負(fù)極反應(yīng)式為_，電池總反應(yīng)離子方程式為_。解析當(dāng)電解質(zhì)為稀硫

5、酸時，Mg為負(fù)極材料，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2，Al作為正極材料，溶液中的H在電極上得電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，兩極相加，電池總反應(yīng)離子方程式為Mg2H=Mg2H2。Mg片逐漸溶解，Al片上產(chǎn)生無色氣泡2H2e=H2Mg2e=Mg2Mg2H=Mg2H2(2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極材料為_，正極材料為_，電池總反應(yīng)離子方程式為_。解析當(dāng)溶液為NaOH溶液時，因Mg和NaOH溶液不反應(yīng)，而Al和NaOH溶液反應(yīng)，故Al為還原劑，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Al(OH)4，故Al為負(fù)極材料，Mg為正極材料，電池總反應(yīng)離子方程式為2Al2OH6H2O=2

6、Al(OH)43H2。AlMg2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2三、原電池原理的應(yīng)用應(yīng)用一比較金屬活潑性強(qiáng)弱一般做負(fù)極的金屬活潑性強(qiáng)，做正極的活潑性弱。如Zn和Cu做電極，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4，Zn失電子被氧化做負(fù)極材料，則可知Zn的活潑性大于Cu的活潑性。應(yīng)用二加快化學(xué)反應(yīng)速率如在Zn和稀H2SO4反應(yīng)中，滴加少量CuSO4，則Zn置換出Cu與剩余的鋅和稀H2SO4構(gòu)成無數(shù)微小的原電池，從而加快生成H2速率。應(yīng)用三設(shè)計原電池例如，把Fe2Fe3=3Fe2設(shè)計成原電池，可用Fe做負(fù)極，銅(或石墨)做正極，F(xiàn)eCl3溶液做電解質(zhì)溶液。應(yīng)用四保護(hù)金屬設(shè)備例如，船體一般為鋼鐵材料，在海

7、水中易被腐蝕，如果在船體外殼焊接上比鐵活潑的金屬Zn，則構(gòu)成以Zn、Fe為電極的原電池，Zn被消耗掉而Fe得到保護(hù)。6.(2019江西臨川一中高一期中)根據(jù)下列事實由X電極、碳棒和Y的硫酸鹽溶液形成的原電池，碳棒上生成一層Y金屬Z2H2O(冷)=Z(OH)2H2由Y和W電極組成的電池，Y電極反應(yīng)為Y2e=Y2可知X、Y、Z、W的金屬活潑性順序為A.XZYW B.ZWXYC.ZYXW D.ZXYW跟蹤訓(xùn)練解析由知，X應(yīng)為電極的負(fù)極反應(yīng)物，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。Y2在正極碳棒上得電子析出Y金屬單質(zhì)，電池總反應(yīng)為XY2=X2Y，故X金屬活潑性大于Y金屬活潑性，由知，Z的活潑性非常強(qiáng)，由知Y金屬電極應(yīng)為

8、電池的負(fù)極，Y金屬活潑性大于W的金屬活潑性，故得出ZXYW，故選D項。7.(2018大同一中月考)100 mL 2 molL1的鹽酸與過量的鋅反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可采用的方法是A.加入適量的8 molL1的鹽酸B.加入數(shù)滴CuSO4溶液C.加入適量的蒸餾水D.加入適量的氯化鉀溶液解析A項，能加快反應(yīng)速率，但增加了生成氫氣的總量，不符合題意；B項，發(fā)生反應(yīng)Cu2Zn=Zn2Cu，形成CuZn原電池，加快了反應(yīng)速率，因鋅過量，故不會影響生成氫氣的總量，符合題意；C、D兩項不影響生成氫氣的總量，但稀釋了鹽酸，降低了反應(yīng)速率，不符合題意。8.利用生活或?qū)嶒炇抑械某Ｓ梦锲?，根?jù)氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識，自己動手設(shè)計一個原電池。填寫下列空白。(1)實驗原理：Mg2H=Mg2H2。(2)實驗用品：電極(_、_)、稀硫酸、燒杯、_(填寫所缺的實驗用品)、耳機(jī)(或電流表)。(3)實驗裝置(如圖)。解析根據(jù)實驗原理，Mg為還原劑，應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)物，鎂條做負(fù)極材料，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2；H2SO4為正極反應(yīng)物，H在正極上得電子生成H2，電極反應(yīng)為2H2e=H2。鎂條銅片導(dǎo)線(4)原理分析。按如圖所示連接好實驗儀器，注意觀察(耳朵聽)耳機(jī)是否有聲音發(fā)出，如果沒有，可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機(jī)插頭上的一極