原电池原理分析Word文件下载.docx

原电池原理分析Word文件下载.docx

《原电池原理分析Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原电池原理分析Word文件下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

反应类型

电子流向

电子从流出经外电路流入

离子流向

阳离子流向极，阴离子流向极

思考：

（1）原电池内部阴、阳离子如何移动？

为什么？

（2）两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用是什么？

考点练习：

一、

1．下列示意图中能构成原电池的是（　　）

2.根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是（　　）

A．2Ag（s）＋Cd2＋（aq）===2Ag＋（aq）＋Cd（s）

B．Co2＋（aq）＋Cd（s）===Co（s）＋Cd2＋（aq）

C．2Ag＋（aq）＋Cd（s）===2Ag（s）＋Cd2＋（aq）

D．2Ag＋（aq）＋Co（s）===2Ag（s）＋Co2＋（aq）

二、

3．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（　　）

卡片：

No.10　Date：

2014－3－11

实验记录：

①导线中电流方向：

锌→铜。

②铜极上有气泡产生。

③锌片变薄。

实验结论：

④Zn为正极，Cu为负极。

⑤铜比锌活泼。

⑥H＋向铜片移动

A．①②③　　　　B．④⑤⑥C．③④⑤D．②③⑥

4.

如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（　　）

A．铁圈和银圈左右摇摆不定B．保持平衡

C．铁圈向下倾斜D．银圈向下倾斜

小结：

　原电池中的三个方向

（1）电子方向：

电子从负极流出经外电路流入正极；

（2）电流方向：

电流从正极流出经外电路流入负极；

（3）离子的迁移方向：

电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。

三、

5．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（　　）

M

N

P

A

Zn

Cu

稀H2SO4

B

Fe

稀HCl

C

Ag

AgNO3溶液

D

Fe（NO3）3溶液

6．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（　　）

A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

原电池正、负极的判断方法

说明：

原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。

考点二　原电池工作原理的四大应用

1．设计制作化学电源

（1）首先将氧化还原反应分成两个半反应。

（2）根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

2．比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作的金属比作的金属活泼。

3．加快氧化还原反应的速率

一个进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率。

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。

4．用于金属的防护

使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。

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。

（1）X、Y两种金属用导线连接置于稀H2SO4中，发现X极溶解，Y极上有气泡产生，则X、Y的活动性谁强？

（2）为了保护海水中的钢铁闸门，需要连接某种金属，你认为该金属的活动性应比铁的活动性强还是弱？

（3）依据原电池原理将反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2设计成一个原电池。

1．某原电池总反应为：

Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是（　　）

Cu、Zn

Cu、C

Fe、Zn

Cu、Ag

电解液

FeCl3

Fe（NO3）2

CuSO4

Fe2（SO4）3

2．电工经常说的一句口头禅：

“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

3．把适合题意的图像填在横线上（用A、B、C、D表示）

（1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，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____________。

（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____________。

　改变Zn与H＋反应速率的方法

（1）加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H＋的相对量多少判断。

（2）加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H＋反应，使c（H＋）减小，反应速率减小，但不影响产生H2的量。

考点三　化学电源

1．一次电池（碱性锌锰干电池）

碱性锌锰干电池的工作原理如图：

负极（Zn），电极反应式：

Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2

正极（MnO2），电极反应式：

2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－

总反应：

Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnOOH

2．二次电池（以铅蓄电池为例）

（1）放电时的反应

①负极反应：

Pb＋SO

－2e－===PbSO4

②正极反应：

PbO2＋4H＋＋SO

＋2e－===PbSO4＋2H2O

③总反应：

Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O

（2）充电时的反应

①阴极反应：

PbSO4＋2e－===Pb＋SO

②阳极反应：

PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO

2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4

3．燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。

酸性

碱性

负极反应式

正极反应式

电池总反应式

（1）可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？

（2）锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4

Li2Mn2O4，请写出该电池的正极反应。

1．查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。

下列说法中正确的是（　　）

A．电池内部H＋由正极向负极移动

B．另一极的电极反应式为：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

C．乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极

D．电池总反应为：

2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O

2．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如下图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。

该电池总反应为：

PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。

下列有关说法正确的是（　　）

A．正极反应式：

Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2

B．放电过程中，Li＋向负极移动

C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPb

D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转

3．

（1）以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：

①酸性条件

燃料电池总反应式：

CH4＋2O2===CO2＋2H2O①

燃料电池正极反应式：

②

负极反应式为

②碱性条件

CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O①

（2）固体电解质（高温下能传导O2－）

O2＋4e－===2O2－②

　书写原电池电极反应式的思维模型

（1）一般电极反应式书写的“三步骤”

（2）复杂电极反应式的书写

＝

－

注意：

作为燃料电池，充入氧气的一极一定是正极，另外一极为负极。

真题重组：

1．（2013·

新课标全国卷Ⅱ·

11）“ZEBRA”蓄电池的结构如下图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是（　　）

A．电池反应中有NaCl生成

B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C．正极反应为：

NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－

D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

2．（2013·

江苏高考·

9）Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。

该电池工作时，下列说法正确的是（　　）

A．Mg电极是该电池的正极

B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的pH增大

D．溶液中Cl－向正极移动

3．（2012·

四川理综·

11）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：

CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。

A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动

B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为：

CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O

D．正极上发生的反应为：

4．（2011·

课标·

11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2

下列有关该电池的说法不正确的是（　　）

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH