化學(xué)選修ⅳ人教新課標(biāo)同步知識點(diǎn)學(xué)練考--原電池 化學(xué)電源

1、原電池原電池 化學(xué)電源化學(xué)電源 2【教法探析】【學(xué)法導(dǎo)引】 【模擬練習(xí)】【真題再現(xiàn)】34567在必修在必修2 2曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片直接曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片直接置于置于CuSOCuSO4 4溶液的原電池，如果用它做電溶液的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長電流就源，不但效率低，而且時(shí)間稍長電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢？什么原因造成的呢？8提示：提示：由于鋅片與由于鋅片與CuSOCuSO4 4溶液直接接觸，反應(yīng)溶液直接接觸，反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有一段時(shí)間后，難以避免溶液中有CuCu2+2+在鋅片表在鋅片

2、表面被直接還原，一旦有少量銅在鋅片表面析出，面被直接還原，一旦有少量銅在鋅片表面析出，指示向外輸出的電流強(qiáng)度減弱，當(dāng)鋅片表面完指示向外輸出的電流強(qiáng)度減弱，當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，反應(yīng)就終止了，也就無電流再全被銅覆蓋后，反應(yīng)就終止了，也就無電流再產(chǎn)生。產(chǎn)生。91011請依據(jù)原電池原理，將反應(yīng)請依據(jù)原電池原理，將反應(yīng)2FeCl2FeCl3 3+Cu+Cu2 2 = FeCl = FeCl2 2+ +CuClCuCl2 2設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。寫出電極反應(yīng)，確定電極材料設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。寫出電極反應(yīng)，確定電極材料和電解質(zhì)溶液。和電解質(zhì)溶液。提示：提示：（1 1）電極反應(yīng)：將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)）電

3、極反應(yīng)：將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作原電池的負(fù)極和正極的和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作原電池的負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式。電極反應(yīng)式。負(fù)極：負(fù)極：Cu-2eCu-2e- - = Cu = Cu2+2+正極：正極：2Fe2Fe3+3+2e+2e- - = 2Fe = 2Fe2+2+。12（2 2）電極材料）電極材料如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接作負(fù)極；如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接作負(fù)極；如生成氣體（如如生成氣體（如H H2 2）或溶液中的還原性離子發(fā)生氧化反應(yīng)，）或溶液中的還原性離子發(fā)生氧化反應(yīng)，可用惰性電極（如可用惰性電極（如PtPt、碳棒

4、）作負(fù)極。、碳棒）作負(fù)極。發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須比負(fù)極材料活潑性差。發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須比負(fù)極材料活潑性差。本例中可用銅棒作負(fù)極，用鉑絲或碳棒作正極。本例中可用銅棒作負(fù)極，用鉑絲或碳棒作正極。（3 3）電解質(zhì)溶液）電解質(zhì)溶液一般選用含反應(yīng)物的電解質(zhì)溶液即可。如本例中可用一般選用含反應(yīng)物的電解質(zhì)溶液即可。如本例中可用FeClFeCl3 3溶溶液作電解質(zhì)溶液。液作電解質(zhì)溶液。1314151617如果你擁有一個(gè)筆記本電腦，你希望電腦中的如果你擁有一個(gè)筆記本電腦，你希望電腦中的電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：提示：電容量大，工作壽命長，充電時(shí)間短，電容量大，工作壽命長，充電時(shí)間短，體積

5、小，質(zhì)量輕，性價(jià)比高等。體積小，質(zhì)量輕，性價(jià)比高等。181920212223一、考綱展示一、考綱展示(1)(1)了解原電池的工作原理，能寫出電極反了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式應(yīng)和電池反應(yīng)方程式(2)(2)了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理24二、考點(diǎn)關(guān)注二、考點(diǎn)關(guān)注(1)(1)原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫與判斷書寫與判斷(2)(2)以新型電源為背景考查原電池工作以新型電源為背景考查原電池工作原理原理25三、考點(diǎn)展示三、考點(diǎn)展示26四、考試誤區(qū)四、考試誤區(qū)1病例：病例：鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽極

6、均發(fā)生鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)診斷：可充電電池充放電時(shí)，電極名稱與電極上發(fā)生診斷：可充電電池充放電時(shí)，電極名稱與電極上發(fā)生反應(yīng)的類型不對應(yīng)反應(yīng)的類型不對應(yīng)2病例：病例：愛迪生電池放電時(shí)正極反應(yīng)：愛迪生電池放電時(shí)正極反應(yīng)：Fe2OH2e=Fe(OH)2診斷：電池放電時(shí)電極反應(yīng)式診斷：電池放電時(shí)電極反應(yīng)式(反應(yīng)類型反應(yīng)類型)錯(cuò)誤錯(cuò)誤273病例：病例：以以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池中，負(fù)溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池中，負(fù)極的電極反應(yīng)式為極的電極反應(yīng)式為H22e=2H診斷：書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時(shí)，不能忽視電解質(zhì)診斷：書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時(shí)，不能忽視電

7、解質(zhì)溶液的酸堿性溶液的酸堿性4病例：病例：銅鋅原電池中，鹽橋銅鋅原電池中，鹽橋(KCl)中的中的K移向負(fù)極。移向負(fù)極。診斷：原電池工作時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷診斷：原電池工作時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷錯(cuò)誤錯(cuò)誤28五、溫馨提示五、溫馨提示1.判斷電極時(shí)，不能簡單地依據(jù)金屬的活動(dòng)性順序來判判斷電極時(shí)，不能簡單地依據(jù)金屬的活動(dòng)性順序來判斷，要看反應(yīng)的具體情況。如：斷，要看反應(yīng)的具體情況。如：(1)Al在強(qiáng)堿溶液中比在強(qiáng)堿溶液中比Mg更易失電子，更易失電子，Al作負(fù)極、作負(fù)極、Mg作作 正極。正極。(2)Fe、Al在濃在濃HNO3中鈍化后，比中鈍化后，比Cu更難失電子，更難失電子，Cu作

8、作 負(fù)極、負(fù)極、Fe、Al作正極。作正極。292.書寫電極反應(yīng)式時(shí)，注意介質(zhì)是否參加反應(yīng)。堿性介質(zhì)書寫電極反應(yīng)式時(shí)，注意介質(zhì)是否參加反應(yīng)。堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)H，酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不，酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)能出現(xiàn)OH。3.燃料電池的正極燃料電池的正極(O2作氧化劑作氧化劑)的反應(yīng)式一般為：的反應(yīng)式一般為：酸性條件：酸性條件：O24e4H=2H2O；堿性或中性條件：堿性或中性條件：O24e2H2O=4OH；高溫?zé)o水且能傳導(dǎo)高溫?zé)o水且能傳導(dǎo)O2的固體電解質(zhì)：的固體電解質(zhì)：O24e=2O2。304.4.原電池的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是負(fù)極材料和電解質(zhì)溶原電池的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是負(fù)極材料

9、和電解質(zhì)溶液的成分，一般來說，在總反應(yīng)中失電子的物液的成分，一般來說，在總反應(yīng)中失電子的物質(zhì)作負(fù)極或某物質(zhì)在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反質(zhì)作負(fù)極或某物質(zhì)在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液的某離子或物質(zhì)在正極上得電子，發(fā)應(yīng)，溶液的某離子或物質(zhì)在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。生還原反應(yīng)。311.1.某原電池反應(yīng)的離子方程式為：某原電池反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 2，則下列說法正確的是（，則下列說法正確的是（ ）A.HNOA.HNO3 3為電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液 B.B.鋅為原電池正極鋅為原電池正極C.C.鐵極質(zhì)量不變鐵極質(zhì)量不變 D.D.銅為原電池正極銅為原電

10、池正極D322.2.用銅片、銀片、用銅片、銀片、CuCu（NONO3 3）2 2溶液、溶液、AgNOAgNO3 3溶液、導(dǎo)溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO-KNO3 3的的U U形管）構(gòu)成一個(gè)原電形管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為：正極反應(yīng)為：AgAg+ +e+e- - = Ag = Ag實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入將銅片浸入AgNOAgNO3 3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電溶液中發(fā)生

11、的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同池反應(yīng)相同A.A. B. B. C. C. D. D.C333.3.如圖所示，兩電極一為碳棒，一如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且且a a極上有大量氣泡生成，則以下敘極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是（述正確的是（ ）A.aA.a為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸B.bB.b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.aC.a為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸D.bD.b為正極，是碳棒，燒杯中的溶

12、液為硫酸銅溶液為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C344.4.用用PtPt電極放置于電極放置于KOHKOH溶液中，然后分別向兩極通入溶液中，然后分別向兩極通入COCO和和O O2 2，即可產(chǎn)生電流，下列敘述中正確的是，即可產(chǎn)生電流，下列敘述中正確的是( )( )通入通入COCO的電極為陰極的電極為陰極通入通入COCO的電極反應(yīng)式為的電極反應(yīng)式為:2CO+O:2CO+O2 2+4e+4e- - = 2CO = 2CO2 2正極反應(yīng)式為正極反應(yīng)式為:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)式為:CO+4OH:CO+4OH- -2e

13、-2e- - = CO = CO3 32-2- +2H +2H2 2O O電池工作時(shí)溶液中的陽離子向原電池的負(fù)極移動(dòng)電池工作時(shí)溶液中的陽離子向原電池的負(fù)極移動(dòng) 放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)A.A. B. B.C.C. D. D.B355.5.某課外活動(dòng)小組使用下列用品設(shè)計(jì)原電池。用品：某課外活動(dòng)小組使用下列用品設(shè)計(jì)原電池。用品：銅片、鐵片、導(dǎo)線、金屬夾、發(fā)光二極管、果汁銅片、鐵片、導(dǎo)線、金屬夾、發(fā)光二極管、果汁（橙汁、蘋果汁）、（橙汁、蘋果汁）、500 mL500 mL燒杯。下列說法正確的燒杯。下列說法正確的是（是（ ）A.A.該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能該裝置能

14、將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.B.實(shí)驗(yàn)過程中銅片逐漸溶解實(shí)驗(yàn)過程中銅片逐漸溶解C.C.電子由鐵片通過導(dǎo)線流向銅片電子由鐵片通過導(dǎo)線流向銅片D.D.鐵片上會(huì)析出紅色的銅鐵片上會(huì)析出紅色的銅C361.2012安徽理綜卷11 某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1、閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()37382.2012福建理綜卷9 將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿ZnabCu路徑流動(dòng)C片刻后甲池中c(SO42)增大D片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色39A解析 本題考查原電池和電解池工作原理。A項(xiàng)，K閉合時(shí)，Zn和Cu構(gòu)成原電池，Cu作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，在電解Na2SO4溶液時(shí)，電子不能流入電解質(zhì)溶液中，即ab電子不能通過，錯(cuò)；C項(xiàng)，甲池中硫酸根離子沒有放電，所以濃度不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，b為陽極，OH放電，留下H，使得b附近