原電池化學源復習學案

1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我原電池 化學電源復習學案.原電池八1 .概念把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置2.工作原理：(以鋅銅原電池為例)3.原電池構(gòu)成條件電極名稱負極正極電極材料電極反應反應類型電子流向16兩個 的電極。將電極插入 中。(3)用導線連接電極構(gòu)成 能自發(fā)進行的總之原電池的工作原理和電子流向可用下列圖示表示:失已沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生反應原理氧化反應rZn-2e-=Zn2'-負極鋅銅原電池11 還原反應正極+ l21T+2e=H/電解質(zhì)溶液問題:1 .在原電池中是否較活潑金屬一定作負極？/2.怎樣判斷原電池的正負極？(1)根據(jù)電子流向：電子流出的一極是 ;電子流入的一極是 。(

2、2)根據(jù)兩極材料：一般較活潑金屬為 ;活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為 0/(3)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向：陽離子向 移動，陰離子向 移動。(4)根據(jù)原電池中反應類型及反應現(xiàn)象：/負極： 電子，發(fā)生 反應，現(xiàn)象通常是 正極： 電子，發(fā)生 反應，現(xiàn)象通常是 .化學電源1 . 一次電池(1)堿性鋅鈕干電池總反應式：Zn+2MnO+ 2HO=2MnOOZn(OH>負極反應： / / ；正極反應： /；(2)鋅銀電池總反應式：Zn+AgO+ HO=Zn(OH升2Ag。負極反應： ；正極反應：/；2 .二次電池(可充電，可多次重復使用)鉛蓄電池：H2SO作電解質(zhì)溶液時，總反應式：Pb+ P

3、b(O+2H2SOJ= 2PbSO+ 2H2Q充電z放電時的電極反應式：負極：;正極：充電式的電極反應式：陰極：陽極：問題：可充電電池充電時，電極與外接電源的正負極如何連接？發(fā)生什么變化？3 .燃料電池(1)氫氧燃料電池用酸性電解質(zhì)時：總反應： ; /正極：;/用NaOK堿性溶液時：總反應： 負極：; /正極：;(2)CH4燃料電池：電解質(zhì)為 KOH總反應： 負極：;正極：;例1: 一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應是()A. CHOH(g)+Q(g) 2e =HO(l) +CO(g) +2H (aq)B. O(g) +4H+ (aq

4、) +4e =2HO(l)C. CHOH(g)+H2O(l) 6e =COg) + 6H(aq)D. O(g) +2HO(l) +4e =4OH/例2.科學家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質(zhì)是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導C2 o下列對該燃料電池的說法不正確的是()A.在熔融電解質(zhì)中，C2由負極移向正極B.該電池的總反應是 GH + 5Q=3CC 4H2CC.電路中每通過5 mol電子，約有L標準狀況下的丙烷被完全氧化d D.通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應為C3H3-20e + 10C2 =3CO4H2C三、原電

5、池電極反應式的書寫1 .一般電極反應式的書寫步嚓列物質(zhì)_按照負極發(fā)生正極發(fā)生,標得失判斷出電極反應產(chǎn)物1找出得失電子的數(shù)量電極產(chǎn)物在電解播液的環(huán)境中，應能愚定存在，看環(huán)璋_如堿性介質(zhì)中生成的T應讓其結(jié)合OH'生成水口配守恒一電極反應式要根據(jù)守恒、 守恒和守恒等加以配平兩式加_兩電極反應式相加,與總反應離子方程式對照 |驗總式瞼征2 .復雜電極反應式的書寫復雜電極反應式例3：熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用 LizCO和NaCO的熔融鹽混合 物做電解質(zhì)，CO為負極燃氣，空氣與 CO的混合氣體為正極助燃氣，制得 6500c下工作的燃料 電池，完成下列反應時：正極： 負極：

6、2CO+2CO=4CO+4e-總反應式： 四、原電池原理的應用1 .加快氧化還原反應速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率 。例4：將等質(zhì)量白兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向 a中加少量CuSO容液，下圖 中產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t (min)的關(guān)系，其中正確的是()2 .比較金屬活動性強弱/ 兩種金屬作原電池的兩極時，其活潑性與正極、負極有什么關(guān)系？例5:有A、B、G D四種金屬。將A與B用導線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕。將A、D分別投入等濃度鹽酸中，D比A反應劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化。 如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判

7、斷它們的活動性由強到弱的順序是'()A. D G A BB. D A B、C C . D B、A、CD. B A D C3 .設計化學電源例6:根據(jù)下列氧化還原反應設計兩個原電池： (1) CiT+Fe=Fe+ + Cu(2) 2FeCl3+Fe=3FeC2。要求：(1)畫出此原電池的裝置圖，裝置可采用燒杯和鹽橋。(2)注明原電池的正、負極和外電路中電子的流向。(3)寫出兩個電極上發(fā)生的電極反應。原電池 化學電源練習題1 .某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述不正確的是()A. a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出一 -一、-2+B. a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為

8、Cu +2e =CuC.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色D. a和b分別連接直流電流正、負極，電壓足夠大時，CiT向銅電極移動)2 .銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是(A.正極反應為 Zn 2e =ZrVB.電池反應為 Zn+ Cu2 =Zi2T + CuC在外電路中，電子從正極流向負極D .鹽橋中的移向ZnSO溶液/3 .理論上不能用于設計成原電池的反應是 ()A. HCl+NaOH=Na&H2O A H< 0/_ 點燃八一 一 ,B. 2CHOH(l) + 30(g) 2CO(g) +4HO(l)A H< 0C. 4Fe(OH)2(

9、s) +2H0(l) + O(g)=4Fe(OH)3(s) A H< 0/D. 2也g) +Q(g)=2H2O(l)A H< 0/4. X、Y、Z都是金屬，把X投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電 池時，Y為電池的負極，X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為()A. X>Y>ZB, X>Z>Y C . Y>X>ZD, Y>Z>X5 .將兩個鋁電極插入KOH容液中，向兩極分別通入 CH和Q,構(gòu)成甲烷燃料電池。已知， 通入CH的一極，其電極反應式是 CH+ 100H 8e =CO+7HO;通入Q的另一極，其電極反 應式是2Q+

10、4HO+ 8e =80H。下列敘述不正確的是()A.通入CH的電極為負極B /.正極發(fā)生氧化反應C.燃料電池工作時，溶液中的 0H向負極移動D.該電池使用一段時間后應補充 K0H6 .依據(jù)氧化還原反應：2Ag+(aq) + Cu(s)=CiT(aq) +2Ag(s)設計的原電池如下圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是;電解質(zhì)溶液Y是 (2)銀電極為電池的 極，發(fā)生的電極反應為X電極上發(fā)生的電極反應為 (3)外電路中的電子是從 電極流向 電極。6 . A&Q是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在 K0H溶液中加入適量 AgNO§液，生成AgO沉淀，保持反應

11、溫度為80 C,邊攪拌邊將一定量K2&Q溶液緩慢加到上 述混合物中，反應完全后，過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應方程式為/ 2AgNg4K0HP &S2Q=Ag2Q ； + 2KN0+ 2KS0+ 2H2O回答下列問題：(1)上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是/(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為 KOH容液，電池放電時正極的AgO轉(zhuǎn)化為Ag,負極的Zn 轉(zhuǎn)化為KZn(OH)4,寫出該電池反應方程式：(3)準確稱取上述制備的樣品(設僅含AgO和A華O) g ,在一定條件下完全分解為 Ag和Q, 得到mL 02(標準狀況下)。計算樣品中Ag的質(zhì)量分數(shù)(計算結(jié)果精確到小數(shù)點后

12、兩位)。7 .氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極 表面鍍一層細小的鋁粉，柏吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：(1)riun io: zKOH溶液氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是 在導線中電子流動方向為 (用a、b表示)。、(2)負極反應式為(3)電極表面鍍鋁粉的原因是(4)該電池工作時，H2和02連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全 儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：I .2Li + H=2LiH/n .LiH + HO=Li0l+ Hbt/反應中的還原劑是 、反應R中白氧化劑是 已知LiH固體密度

13、為g cm 3,用鋰吸收224 L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收 的H2體積比為。由生成的LiH與HO作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為 80%則導線中通過電子的物質(zhì)的量為 mol。題組一原電池原理及其應用/題組二 原電池正、負極的判斷和電極反應式的書寫7 .(1)將Al片和Cu片用導線相連，插入稀 HSO中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應 式：Al 片 /()一,/ Cu 片()O(2)若將Al片和Cu片用導線相連，插入濃HNO中能否組成原電池？ (填“能”或 “不能”八 若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式：Al片()一,Cu片()O題組三綜合探究/8 . Li

14、-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl 4-SOC2o 電池的總反應可表示為 4Li +2SOC2=4LiCl +S +SOT。 /請回答下列問題：(1)電池的負極材料為 ,發(fā)生的電極反應為(2)電池正極發(fā)生的電極反應為/如果把少(3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用 NaOH容液吸收SOC2,有NaSO和NaCl生成量水滴到SOC2中，實驗現(xiàn)象是反應的化學方程式為(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是/學案38原電池 化學電源，課前準備區(qū)】知識點一1.化學電2.電極名稱負極正極電極材料鋅片銅片電極反應r c r 2 +Zn 2e =Z

15、nCli + 2e =Cu反應類型氧化反應還原反應電子流向由Zn沿導線流向Cu3.(1)活潑性不同(2)電解質(zhì)溶液(3)閉合回路(4)氧化還原反應知識點二1. (1)Zn +2OH 2e =Zn(OH) _ _ _ _ _ 、(2)Zn +2OH2e =Zn(OH)2. Pb+ SO 2e =PbSO3. (1)H2 2e =2H1 八 +/2H +2e =HO2 %/ H2+2OH-2e =2HO/1 -/-C2+H>O+ 2e =2OH2(2)CH4+ 100H 8e =C6+ 7H2C2Q+4H2O+ 8e =8CH問題思考3 .不一定，例如將Mg和Al用導線連接插入NaOH

16、67;液中，Al作負極，Mg乍正極。4 .根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原理可知，在電解質(zhì)溶液中，陰離子移 向負極，陽離子移向正極。5 . (1)根據(jù)電子流動方向判斷。在原電池中，電子流出的一極是負極；電子流入的一極是(2)根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑性較強金屬為負極；活潑性較弱的金屬或能導電的非金 屬為正極。(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向判斷。陽離子向正極移動，陰離子向 負極移動。/(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。負極總是失去電子，發(fā)生氧化反應，正極總是得到電子，發(fā)生還原反應。(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。溶解的一極為負極，質(zhì)量增加或放出氣體的一極為正極。、4.氧化反應

17、工陽極J 外賓電源(I戢5.負極反應：2H+ 4OH 4e =4HO正極反應：Q+ 2H2O+ 4e =4OH總反應式：2H+ Q=2HO從上述反應可以看出，雖然 OH反應前后的量不變，但有水生成，介質(zhì)溶液的堿性減弱。【課堂活動區(qū)】一、1.氧化反應還原反應電荷質(zhì)量得失電子/2.總反應式 較簡單一極的電極反應式2Q +8H+ + 8e =4HO CH+ 2HO-8e =C2> 8H二、1.加快加快/2. 一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。3. (1) 一般思維方法：首先將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應；根據(jù)原電池的電極反應特點，結(jié)合兩個半反應找出正負極材料(負極就是失電子的物質(zhì),正極用

18、比負極活潑性差的金屬即可，也可以用石墨 )及電解質(zhì)溶液。按要求畫出原電池裝置圖。(2)電解質(zhì)溶液的要求：電解質(zhì)是使負極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應，或者電解質(zhì)溶 液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應/(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應分別在兩個容器 中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如在 鋅銅原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有 Zn"的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有 CiT的溶液 中。但H2 KO+Q構(gòu)成的電池中兩個半電池中可都用 KOH容液。(3)電極材料的選擇在原電池中，選擇還原性較強的物質(zhì)作為負極；氧化性較強的物

19、質(zhì)作為正極。并且，原電 池的電極必須導電。電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應，容易失去電子，因此負極一般 是活潑的金屬材料(也可以是還原性較強的非金屬材料如 H2、CH等)。典例導悟1. (1)Pt C2+ 2H2O+ 4e =4OHZn 2Zn- 4e =2Zn+解析 Zn比Pt活潑，Zn作為原電池的負極，Zn失去電子，Pt作為原電池的正極，因人 的體內(nèi)液體不可能呈較強酸性，故正極上 C2得到電子，發(fā)生還原反應。2. D 由于Li能和稀HSC、H2O反應，因此電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理， 在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的 陽極失

20、電子，即LiFePQ e =Li +FeP(4),因此陽極材料(LiFePC4)質(zhì)量會減少；將電解池陽 極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知D正確。3. A a中加入CuSCC容液，被置換出的銅覆蓋在 Zn的表面，形成原電池，產(chǎn)生 H2的速 率加快，反應所需時間縮短，但置換銅時消耗了一部分鋅，故與稀硫酸反應的鋅的質(zhì)量減少， 完全反應后生成的 凡的量比b少，答案為A /4. B A、B形成原電池，B不易腐蝕，則A為負極，B為正極，活潑性：A>B A、D放入 HCl中，D比A反應劇烈，則活潑性：D>A Cu不能置換B而Cu能置換C,則活潑性：B>Cu>C 總的

21、活潑性：D>A>B>C5. (1)裝置圖如下：/(2)電池的正、負極及外電路中電子的流向如圖所示(3)負極(Fe) : Fe 2e =Fe ;正極(C) : 2Fe" + 2e =2Fe 0解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件一一發(fā)生還原反應的物質(zhì)作正極(或在正極上發(fā)生還原反應)，發(fā)生氧化反應的物質(zhì)作負極(或在負極上發(fā)生氧化反應)。在上述反應里，固體鐵中鐵元 素的化合價升高，發(fā)生氧化反應，應作原電池的負極；FeCl3中鐵元素的化合價降低，發(fā)生還原反應，但因FeCl3易溶于水產(chǎn)不能直接作電極，所以要選用一種活動性比鐵弱且與FeCl3溶液不反應的固體作輔助電極，這里可以采用石墨棒等

22、?！菊n后練習區(qū)】高考集訓1. C 根據(jù)題給信息知鋰水電池的總反應為 2Li + 2HO=2LiOH,、,D正確；在反應中氫元素的化合價降低，因此 代。作氧化劑，同時又起到溶劑的作用，A正確；放電時正極反應為2HO+ 2e =2OH+ Hj , B正確；正極周圍聚集大量 OH,因此溶液中的陽離子 Li卡向正極 移動，負極周圍聚集大量Li + ,因此溶液中的陰離子 OH向負極移動，C錯誤。2. B 由電池總反應式可知，Ag在負極失去電子，生成氧化產(chǎn)物AgCl,每生成2 mol AgCl, 即生成1 mol NazMnO。時，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故A、D錯誤，B正確；Na卡應向電池的正極移動， C錯

23、誤。3. D 鐵的活潑性強于銅，故鐵能置換出銅且附著在鐵棒上，A正確；B項構(gòu)成原電池，銅片為正極，B正確；C項中無論a和b是否連接，都有鐵被氧化生成亞鐵離子，故 C正確；D 項中銅離子應移向鐵電極，故 D錯誤。4. C 由圖示關(guān)系可知，I池為原電池，II池為電解池，a極為正極，b極為負極，K閉合后，c極為陰極，d極為陽極，因電極材料為PbSO,結(jié)合鉛蓄電池的工作原理，可判斷 d極 發(fā)生的電極反應式為 PbSO+ 2HO-2e =PbO 4H+ + SO2 , A項正確；由題給方程式可判斷， 當電路中轉(zhuǎn)移mol電子時，I中消耗的HSO為mol, B項正確；電解池工作時，陰離子移向陽 極，即d電極

24、，故C項錯誤；因II池反應為2PbSO+ 2HO=b+ PbO+ 2HSO,因此K閉合一 段時間后，R池可作為原電池對外供電，其中析出的鉛附著在c極上作負極，析出的PbO附著在d極上作正極，D項正確。/5. B 銅鋅原電池工作時，負極反應為 Zn- 2e =Zri+ ,正極反應為Ci2 +2e =Cu電 池總反應為Zn+ Ci2 + =Zin+ + Cu,故A項錯誤，B項正確；原電池工作時，電子從負極由外電 路流向正極，由于左池陽離子增多，右池陽離子減少，為平衡電荷，則鹽橋中的個移向CuSO溶液，而C則移向ZnSO溶液，故C D項錯誤。6. (1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入12滴Ba(NO)

25、2溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液，滴入 12滴酚吹溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌 完全)(2)Ag 2Q+ 2Zn+ 4KOH- 2HO=2KZn(OH)4+ 2Ag (3)或(91%)/解析(1)解題出發(fā)點有二：其一從沉淀表面附著硫酸鉀，可用硝酸鋼溶液檢驗；具二沉淀表面附著(過量的)氫氧化鉀，可用酚酥溶液檢驗。(2)根據(jù)原電池反應和氧化還原反應的對應關(guān)系，初步確定氧化劑是過氧化銀，還原產(chǎn)物是銀；還原劑是金屬鋅，氧化產(chǎn)物是四羥基合鋅酸鉀；同時注意所用的介質(zhì)是氫氧化鉀溶液。(3) n(O2)=錯誤！ = x 10 2 mol/ 設樣品中Ag2Q的物質(zhì)的量為x,

26、 Ag2。的物質(zhì)的量為V。248 g - mo1xx+232 g - mol1xy= gx+2y=x102 molx= x 10 3 moly= x 10 3 molm A4Qw(Ag2Q)-mm=錯誤！。7.(1)由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡?a到 b (2)2H2 + 4OH 4e-=4HO或 H2+2OH2e-=2HO(3)增大電極單位面積吸附H2、Q分子數(shù)，加快電極反應速率(4)Li H2O1/1 148或 XI 0-4 32/解析(1)氫氧燃料電池中，負極通 代，正極通Q,所以導線中電子由a到b。/J "(2)負極H被氧化，寫反應式時要注意電解質(zhì)溶液的組成。/(3)本題考查讀題能力

27、，珀粉作用在題設中有說明，在學習中要注意自學能力的培養(yǎng)。(4)2Li + H2=2LiH/L 16 g吸收224 L H2時，生成的 LiH的質(zhì)量為160 g , LiH體積與被吸收的H體積比為160 g-: 224 L = 1 ： 1 148820 g - L LiH+代0=川01+8 g1 mol160 g LiH與HO作用生成20 mol H2, H2完全被氧化失40 mol電子，若能量轉(zhuǎn)化率為 80% 則導線中通過的電子的物質(zhì)的量為 40 mol X 80唳32 mol?？键c集訓1. A 本題考查原電池形成條件。只有能自發(fā)進行的氧化還原反應才可能用于設計原電池，非氧化還原反應因沒有電子轉(zhuǎn)移所以不能設計成原電池，題中只有A項不是氧化還原反應。2. C X投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，說明活潑性X>Z; X與Y組成原電 池時，Y為電池的負極，說明Y>X，因此X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為 Y>X>Z 3. (1)銅 AgNO§液、(2)正 Ag +e =Ag 域 2Ag+ + 2e =2Ag)/ C Cu 2e =CUT(3)銅銀解析 原電池正極發(fā)生還原反應，負極發(fā)生氧化反應，