第一節(jié)原電池學(xué)案

1、.第一節(jié)原電池知識(shí)點(diǎn)原電池學(xué)生預(yù)習(xí)區(qū)1構(gòu)成條件1具有兩個(gè)活潑性不同的電極。2適宜的電解質(zhì)溶液。3形成閉合回路外電路用導(dǎo)線(xiàn)相連或互相接觸并將兩電極插入電解質(zhì)溶液中或使用鹽橋。4能自發(fā)地發(fā)生氧化復(fù)原反響。2原電池工作原理以鋅銅原電池為例鹽橋內(nèi)盛放的是什么物質(zhì)？其作用是什么？提示：鹽橋內(nèi)通常裝有含有瓊膠的KCl飽和溶液。離子在鹽橋中能定向挪動(dòng)，形成閉合回路，并維持兩個(gè)半池區(qū)的電荷守恒，可使電流持續(xù)傳導(dǎo)。另外使用鹽橋?qū)蓚€(gè)半電池完全隔開(kāi)，使副反響減至最小程度，可以獲得單純的電極反響，便于分析放電過(guò)程，有利于最大程度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。老師點(diǎn)撥區(qū)1原電池的設(shè)計(jì)從理論上講，能自發(fā)進(jìn)展的氧化復(fù)原反響均可以

2、設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1外電路負(fù)極復(fù)原性較強(qiáng)的物質(zhì)正極氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)2內(nèi)電路將兩電極浸入電解質(zhì)溶液中，陰、陽(yáng)離子作定向挪動(dòng)。3閉合回路特別提示：電子只在外電路挪動(dòng)，不在電解質(zhì)溶液中挪動(dòng)。2原電池的工作原理3原電池工作原理的應(yīng)用1比較金屬的活潑性強(qiáng)弱有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極反響現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，因此，金屬活動(dòng)性a>b。2加快化學(xué)反響速率例證：實(shí)驗(yàn)室利用鋅和稀硫酸反響制取氫氣時(shí)，通常向稀硫酸中滴入幾滴硫酸銅溶液。原理：鋅與置換出的銅及稀硫酸構(gòu)成原電池，使產(chǎn)生氫氣的速率加快。3設(shè)計(jì)原電池以Cu2AgN

3、O3=CuNO322Ag為根據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。將氧化復(fù)原反響拆成氧化反響和復(fù)原反響兩個(gè)半反響，分別作原電池的負(fù)極和正極的電極反響式。本例的電極反響式為負(fù)極：Cu2e=Cu2，正極：2Ag2e=2Ag。確定電極材料。發(fā)生氧化反響的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接作負(fù)極；如為氣體如H2或溶液中的復(fù)原性離子，可用惰性電極如Pt、碳棒作負(fù)極。發(fā)生復(fù)原反響的電極材料一般不如負(fù)極材料活潑。本例中可用銅棒作負(fù)極，用銀棒作正極。確定電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)，因此電解質(zhì)溶液一般要可以與負(fù)極發(fā)生反響?；蛘唠娊赓|(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反響如空氣中的氧氣。但假如兩個(gè)半反響分別在兩個(gè)容器中進(jìn)展中間

4、連接鹽橋，那么左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料一樣的陽(yáng)離子。如本例中可用AgNO3溶液作電解液。構(gòu)成閉合回路：將電極用導(dǎo)線(xiàn)連接，使之構(gòu)成閉合回路。圖示對(duì)點(diǎn)即時(shí)練1.在如下圖的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是A B C D答案D解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知：中一個(gè)電極，中兩電極材料一樣，中酒精為非電解質(zhì)，中兩電極材料一樣且未形成閉合回路，故均不能構(gòu)成原電池。2原電池是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大奉獻(xiàn)。1某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如下圖裝置。a和b不連接時(shí)，燒杯中發(fā)生反響的離子方程式是_。a和b用導(dǎo)線(xiàn)連接，Cu極為原電池_極填“正或“負(fù)，Zn極發(fā)生_填“氧化或“復(fù)原反響。a和b用導(dǎo)線(xiàn)連接，Zn片上

5、發(fā)生的電極反響：_，Cu片上發(fā)生的電極反響：_。2假設(shè)a和b相連接，導(dǎo)線(xiàn)上轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，理論上Zn片質(zhì)量減輕_g。答案1Zn2H=Zn2H2正氧化Zn2e=Zn22H2e=H226.5解析1a和b不連接時(shí)，該裝置不構(gòu)成原電池，鋅和氫離子發(fā)生置換反響，離子方程式為Zn2H=Zn2H2；a和b用導(dǎo)線(xiàn)連接，該裝置構(gòu)成原電池，銅作正極，正極上發(fā)生復(fù)原反響；鋅作負(fù)極發(fā)生氧化反響；a和b用導(dǎo)線(xiàn)連接，該裝置構(gòu)成原電池，銅作正極，發(fā)生復(fù)原反響，電極反響式為2H2e=H2；鋅作負(fù)極發(fā)生氧化反響，電極反響式為Zn2e=Zn2。2鋅片減少的質(zhì)量×65 g·mol16.5 g。原電池工

6、作原理考察角度原電池工作原理主要考察：1正負(fù)極的判斷；2電子挪動(dòng)方向；3離子挪動(dòng)方向；4反響類(lèi)型及電極反響式書(shū)寫(xiě)和現(xiàn)象判斷。可從口訣記憶：原電池有兩極，活潑金屬作負(fù)極；負(fù)極氧化正復(fù)原，電子由負(fù)流向正。 A篇對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)一原電池的構(gòu)成及工作原理1.以下反響不可用于設(shè)計(jì)原電池的是A.NaOHHCl=NaClH2OB.2CH3OH3O2=2CO24H2OC.Zn2HCl=ZnCl2H2D.4Al3O26H2O=4AlOH3答案A解析只有自發(fā)的氧化復(fù)原反響才能設(shè)計(jì)成原電池，NaOH與HCl的反響為非氧化復(fù)原反響。2.以下圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書(shū)卡片上記

7、錄如下：卡片上的描繪合理的是A. B C D答案B解析構(gòu)成原電池的正極是Cu，負(fù)極是Zn，故錯(cuò)誤；電子從負(fù)極Zn流出，流向正極Cu，H向正極挪動(dòng)，在Cu上得電子：2H2e=H2，故錯(cuò)誤，、正確；此原電池負(fù)極上發(fā)生的反響是Zn2e=Zn2，錯(cuò)誤；總反響方程式：Zn2H=Zn2H2，當(dāng)有1 mol電子通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生的H2為0.5 mol，故正確。3.一種子彈頭形的納米銅鉑電池，它在稀溴水中能沿著銅極方向挪動(dòng)如圖，電池反響為：CuBr2=CuBr2。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.銅為電池的正極B.鉑不斷溶解C.稀溴水為電解質(zhì)溶液D.電池工作時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能再向化學(xué)能轉(zhuǎn)化答案C解析由信息可知，銅鉑電池中，C

8、u為負(fù)極，不斷溶解，Pt為正極，質(zhì)量不變，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。4.如圖是一個(gè)鹽橋中充滿(mǎn)飽和KCl溶液的鋅銅原電池裝置，以下分析正確的選項(xiàng)是ACu片上發(fā)生氧化反響B(tài).電子由Cu片經(jīng)外電路流向Zn片C.鹽橋中的Cl移向ZnSO4溶液D.一段時(shí)間后燒杯中cZn2、cCu2均減小答案C解析Cu片為正極，正極發(fā)生復(fù)原反響，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電子從Zn片負(fù)極經(jīng)外電路流向Cu片正極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鹽橋中的陰離子移向負(fù)極，即Cl移向ZnSO4溶液，C項(xiàng)正確；負(fù)極反響為Zn2e=Zn2，左燒杯中cZn2增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5. 如下圖的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如下圖，對(duì)此裝置的以

9、下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.外電路的電流方向?yàn)閄外電路YB.假設(shè)兩電極分別為Zn和碳棒，那么X為碳棒，Y為ZnC.假設(shè)兩電極都是金屬，那么它們的活動(dòng)性為X>YD.X極上發(fā)生的是復(fù)原反響，Y極上發(fā)生的是氧化反響答案C解析由圖可知，電子的流動(dòng)方向是X外電路Y，那么電流的方向就為Y外電路X；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，X的活動(dòng)性比Y的強(qiáng)，假設(shè)兩電極分別為Zn和碳棒，那么X為Zn，Y為碳棒，X極應(yīng)發(fā)生氧化反響，Y極應(yīng)發(fā)生復(fù)原反響。所以，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。知識(shí)點(diǎn)二原電池原理的應(yīng)用6.根據(jù)以下圖，可判斷出以下離子方程式中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A2AgsCd2aq=2AgaqCdsB.Co2aqCds=CosC

10、d2aqC.2AgaqCds=2AgsCd2aqD.2AgaqCos=2AgsCo2aq答案A解析由第一個(gè)裝置圖中正負(fù)極的標(biāo)注可知，Cd失去電子作負(fù)極，那么金屬性Cd>Co；由第二個(gè)裝置圖正負(fù)極的標(biāo)注可知，Co失去電子被氧化作負(fù)極，那么金屬性Co>Ag，綜上分析可知三者金屬性的強(qiáng)弱順序?yàn)镃d>Co>Ag。根據(jù)活潑性強(qiáng)的金屬能將活潑性弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)的規(guī)律判斷A項(xiàng)錯(cuò)誤。7.一個(gè)原電池的總反響的離子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，該反響的原電池的組成正確的選項(xiàng)是選項(xiàng)ABCD正極ZnAgCuCu負(fù)極CuCuZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2

11、答案C解析根據(jù)負(fù)極材料要求可知，A、B錯(cuò)誤，D項(xiàng)的自發(fā)氧化復(fù)原反響為ZnFe2=Zn2Fe，不符合題目要求，也不正確。8.有A、B、D、E四種金屬，當(dāng)A、B組成原電池時(shí)，電子流動(dòng)方向AB；當(dāng)A、D組成原電池時(shí)，A為正極；B與E構(gòu)成原電池時(shí)，電極反響式為E22e=E，B2e=B2。那么A、B、D、E金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳.A>B>E>D BA>B>D>EC.D>E>A>B DD>A>B>E答案D解析原電池電子由負(fù)極流向正極，負(fù)極活潑，故活動(dòng)性A>B；當(dāng)A、D組成原電池時(shí)，A為正極，金屬活動(dòng)性為D>A；B與E構(gòu)成

12、原電池時(shí)，B失去電子，即B作負(fù)極，金屬活動(dòng)性為B>E，故A、B、D、E金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镈>A>B>E。9.以下各組的電極材料和電解質(zhì)溶液，不能組成原電池的是A.銅片、石墨棒，稀硫酸B.銅片、石墨棒，硝酸銀溶液C.鋅片、銅片，稀鹽酸D.銅片、銀片，F(xiàn)eCl3溶液答案A解析A銅片和稀硫酸不能自發(fā)地發(fā)生氧化復(fù)原反響，所以不能構(gòu)成原電池；B兩電極的活潑性不同，且銅片與硝酸銀溶液能自發(fā)地發(fā)生氧化復(fù)原反響，所以能構(gòu)成原電池；C兩金屬的活潑性不同，且鋅片與稀鹽酸能自發(fā)地發(fā)生氧化復(fù)原反響，所以能構(gòu)成原電池；D兩金屬的活潑性不同，且銅片與氯化鐵溶液能自發(fā)地發(fā)生氧化復(fù)原反響，所以能構(gòu)

13、成原電池。B篇綜合提升訓(xùn)練10. 如下圖，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正極變粗，負(fù)極變細(xì)，符合這種情況的是A.正極Cu，負(fù)極Zn，S為稀H2SO4B.正極Zn，負(fù)極Cu，S為CuSO4溶液C.正極Ag，負(fù)極Zn，S為AgNO3溶液D.正極Fe，負(fù)極Cu，S為AgNO3溶液答案C解析原電池中，負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反響，根據(jù)題意負(fù)極變細(xì)，即金屬單質(zhì)失去電子，負(fù)極應(yīng)是活潑金屬，B、D錯(cuò)誤；又因?yàn)檎龢O變粗，即該電池的總反響應(yīng)是金屬的置換反響，A錯(cuò)誤。11.Mg­AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反響方程式為：2AgClMg=Mg22Ag2Cl。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.可用

14、于海上照明供電B.負(fù)極反響為AgCle=AgClC.Mg為電池的正極D.AgCl為正極，發(fā)生了氧化反響答案A解析電池工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能的產(chǎn)生可用于海上應(yīng)急照明供電，A正確；根據(jù)電池反響知，Mg元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?價(jià)，那么Mg作負(fù)極，負(fù)極反響式為Mg2e=Mg2，B、C錯(cuò)誤；根據(jù)電池反響，Ag元素化合價(jià)由1價(jià)變?yōu)?價(jià)，所以AgCl為電池正極，發(fā)生復(fù)原反響，D錯(cuò)誤。12.關(guān)于如下圖的原電池，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移B.電子從鋅電極通過(guò)檢流計(jì)流向銅電極C.鋅電極發(fā)生復(fù)原反響，銅電極發(fā)生氧化反響D.銅電極上發(fā)生的電極反響是2H2e=H2答案B解析Zn失電子作

15、負(fù)極、Cu作正極，陰離子向負(fù)極挪動(dòng)，那么鹽橋中的陰離子向硫酸鋅溶液遷移，故A錯(cuò)誤；鋅作負(fù)極、銅作正極，電子從鋅電極通過(guò)檢流計(jì)流向銅電極，故B正確；鋅失電子發(fā)生氧化反響，銅電極上銅離子得電子發(fā)生復(fù)原反響，故C錯(cuò)誤；銅電極上銅離子得電子發(fā)生復(fù)原反響，電極反響式為Cu22e=Cu，故D錯(cuò)誤。13.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象答復(fù)以下問(wèn)題：1裝置甲中負(fù)極的電極反響式是_。2裝置乙中正極的電極反響式是_。3裝置丙中溶液的pH_填“變大“變小或“不變。4四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是_。答案1A2e=A22Cu22e=Cu3變大4D>A>B>C解析甲、乙、

16、丙均為原電池裝置，根據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，那么A為負(fù)極、B為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，那么B為負(fù)極，活潑性B>C；丙中A上有氣體即有H2產(chǎn)生，那么A為正極，活潑性D>A，隨著H的消耗，pH變大。14.某校化學(xué)興趣小組為了探究原電池的工作原理，進(jìn)展如下系列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題。1實(shí)驗(yàn)一中鹽橋中的K流向_溶液填“ZnSO4或“CuSO4，假如Zn的消耗速率為1×103 mol/s，為使電荷守恒，那么K的遷移速率為_(kāi)mol/s。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，假設(shè)將裝置中兩個(gè)電極位置調(diào)換，那么電路中沒(méi)有電流通過(guò)，原因是_。2實(shí)驗(yàn)二中剛將銅、鋅片插入溶液中時(shí)電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn)，但立即就歸零了，為什么鋅失去的電子不能持續(xù)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向銅電極給Cu2？_。3實(shí)驗(yàn)三中銅片、鋅片外表均有紅色物質(zhì)析出，電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，但在較短時(shí)間內(nèi)電流就明顯減小。實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)測(cè)得鋅片減少了3.94 g，銅片增加了3.84 g，那么該原電池的工作效率是指參加原電池反響的鋅占反響總量的百分率_。4與實(shí)驗(yàn)三相比，實(shí)驗(yàn)一中原電池的工作效率較高，原因是_。答案1CuSO4 2&